Soutenance mémoire
Le cycle phénologique du Manguier
Rôle et localisation des réserves carbonées
Les réserves sont un moyen de faire face aux aléas environnementaux, susceptibles de faire diminuer l’assimilation de carbone par photosynthèse. Les sucres de réserve, ont pour principal rôle la production d’énergie nécessaire au métabolisme et au développement des structures (élaboration du squelette carboné des cellules en particulier). Chez les arbres, à la floraison et à la fructification, les réserves sont mobilisées sous forme de sucres solubles qui migrent jusqu’à leur lieu d’utilisation (fleurs et fruits à ces stades). Elles peuvent éventuellement être limitantes pour la floraison et la croissance du fruit. Davie et Stassen (1997) suggèrent que chez le manguier, les réserves des structures permanentes (grosses racines et branches) complètent l’apport en sucres produits par photosynthèse pendant les périodes de forte demande. De nombreuses études ont abouties à des résultats plutôt contrastés sur les lieux de stockage de ces sucres de réserve : > Organe de stockage De manière générale, le système racinaire a de plus fortes concentrations en sucres et en amidon que toute autre partie de l’arbre (Loescher et al., 1990). Chez le manguier : – Whiley et al. (1989) notent une forte accumulation d’amidon dans les racines à basses températures – Davie et Stassen (1997) ont mis en évidence sur le cultivar Sensation que la plus grande part d’amidon se trouve dans les branches (compartiments étudiés : feuilles, nouvelles pousses, branches, tronc, souche, pivots et autres racines). La quantité d’amidon stockée est croissante avec l’age de l’arbre. – Enfin, Robert et Wolstenholme (1992) ont montré sur deux variétés (Zill et Sabre) que la plus forte concentration d’amidon se trouvait dans les racines, puis dans les branches primaire ou secondaire selon le cultivar (modèle à six compartiments : racines, branches primaires, secondaires, tertiaires, écorce et feuilles). Lorsque l’on regarde la masse totale d’amidon dans les différents compartiments, racines primaires 12 I et branches primaires dépasse largement les autres compartiments. Ainsi, pour les auteurs, la région de stockage de l’amidon se situerait au niveau du tronc, s’étendant aux premières branches et racines pivotantes. > Localisation des réserves dans les organes Chez le frêne, l’amidon est stocké dans l’écorce interne et surtout dans le parenchyme du bois (Boscagli, 1982). Kile (1981) a montré que chez Eucalyptus obliqua, la concentration en amidon dans le bois est supérieure à celle de l’écorce, alors qu’il observe l’inverse pour les sucres solubles. De la même manière, chez le manguier, on a déterminé que le principal lieu de stockage des réserves amylacées est le parenchyme ligneux (Lagier, 2003). 1-3-2 Evolution des teneurs en sucres au cours du cycle phénologique du manguier Plusieurs études ont montré des variations du statut carboné de l’arbre suivant les saisons. Pongsomboon et al. (1997). évaluent la variation de teneur en sucres non structuraux pour le cultivar Nam Dok Maï, au cours de son cycle phénologique : – au début de la période de dormance, ce taux est faible – il augmente ensuite, vraisemblablement suite à un arrêt de la croissance végétative en raison de la sécheresse ou de basses températures – enfin, le taux rediminue avec l’émergence des inflorescences. La fructification correspondrait aussi à une période d’utilisation des réserves. Davie et Stassen (1997) ont montré une diminution des réserves amylacées dans les racines et les branches d’autant plus forte que le rendement en fruit l’était (cultivar Sensation). Dès la récolte, on constate que les réserves sont progressivement restaurées. Les auteurs ont par ailleurs montré que l’amidon des racines est principalement utilisé lors de la croissance du fruit (corrélation négative entre teneur en amidon et croissance du fruit), alors que l’amidon des branches et du tronc le serait pour la croissance végétative de l’arbre (corrélation négative entre teneur en amidon et croissance végétative). Cette évolution de l’état carboné correspond à ce qui a été décrit sur d’autres espèces subtropicales, telles que l’avocatier (Scholefield, 1985) ou le clémentinier (Marchai et Folliot, 1992).
Evolution des teneurs en sucres au cours du cycle phénologique du manguier
Plusieurs études ont montré des variations du statut carboné de l’arbre suivant les saisons. Pongsomboon et al. (1997). évaluent la variation de teneur en sucres non structuraux pour le cultivar Nam Dok Maï, au cours de son cycle phénologique : – au début de la période de dormance, ce taux est faible – il augmente ensuite, vraisemblablement suite à un arrêt de la croissance végétative en raison de la sécheresse ou de basses températures – enfin, le taux rediminue avec l’émergence des inflorescences. La fructification correspondrait aussi à une période d’utilisation des réserves. Davie et Stassen (1997) ont montré une diminution des réserves amylacées dans les racines et les branches d’autant plus forte que le rendement en fruit l’était (cultivar Sensation). Dès la récolte, on constate que les réserves sont progressivement restaurées. Les auteurs ont par ailleurs montré que l’amidon des racines est principalement utilisé lors de la croissance du fruit (corrélation négative entre teneur en amidon et croissance du fruit), alors que l’amidon des branches et du tronc le serait pour la croissance végétative de l’arbre (corrélation négative entre teneur en amidon et croissance végétative). Cette évolution de l’état carboné correspond à ce qui a été décrit sur d’autres espèces subtropicales,
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Table des matières
TABLE DES ABREVIATIO NS
INTRODUCTION
I- ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
1-1 Présentation générale du Manguier
1-1-1 Origine
I-1 -2 Systématique
1-1-3 Description
1-1-4 Exigences agro-climatiques
1-2 Le cycle phénologique du Manguier
1-2-1 Floraison
1-2-2 Fructification
1-2-3 Poussées végétatives (flushs
1-2-4 Repos avant floraison
1-2-5 Caractéristiques du cycle phénologique de la variété Lirfa à la Réunion
1-3 Evolution des réserves carbonées et des sucres circulants au cours du cycle phénologique
du Manguier
1-3-1 Le carbone dans l’arbre et ses différentes formes
1-3-2 Evolution des teneurs en sucres au cours du cycle phénologique du manguier
1-3-3 Rôle des sucres dans le cycle phénologique du manguier
1-4 Bilan, objectifs de l’étude générale et du stage
II-M A TE R IE LS E T METHODES 16
II-l Parcelle d’essai et matériel végétal
II-l-l Parcelle d’essai
II-1-2 Matériel végétal
II-1-3 Conduite des plants
II-2 Protocole expérimental
II-2-1 Stades phénologiques : aspect temporel de l’étude
II-2-2 Echantillonnage des compartiments de l’arbre : aspect spatial de l’étude
II-3 Traitements statistiques
III- M ISE EN FORME DES DONNEES : CREA TION DE BASES E T DE
PROGRAMMES DE TRAITEM ENTS
III-l Structuration des données : création de deux bases de données
III-2 Estimation des données manquantes ou partielles
III-2-1 Teneurs en matière sèche
III-2-2 Poids sec des fruits
III-2-3 Teneur en sucre moyenne des grosses racines
III-3 Premiers programmes de traitement des bases de données
IV- ETUDE DE LA TENEUR E N M ATIERE SE C H E
IV-1 Comparaison des deux méthodes de séchage : lyophilisation et étuve
IV-1-1 Différences entre méthodes de séchage
IV-1-2 Effet de la méthode de séchage et du type d’échantillon
IV-1-3 Choix de la valeur à utiliser : teneur en matière sèche après séchage à l’étuve
IV-2 Effet du plant sur la teneur en matière sèche pour un même stade phénologique
IV-3 Effet du stade phénologique sur la teneur en matière sèche
IV-4 Effet du compartiment sur la teneur en matière sèche
IV-5 Effet de l’état de l’unité de croissance porteuse (florifère, fructifère ou végétatif) au
cours du cycle, sur la teneur en matière sèche
V- REPARTITION DE LA BIOM ASSE SECHE DANS L A R B R E
V-l_Biomasse végétative : répartition entre compartiments
V-l-1 Biomasse végétative totale
V-l-2 Biomasse racinaire
V-l-3 Biomasse aérienne végétative
V-2 Biomasse de fruits
V-3 Biomasse de pousses végétatives émises
V-3-1 Biomasse de pousses végétatives émises à l’échelle de la sous-charpentière
V-3-2 Biomasse de pousses végétatives émises par type d’unité de croissance porteuse
V-3-3 Limites à l’étude de la masse de pousses végétatives émises
V-4 Répartition de la biomasse entre sous-charpentières
V-4-1 Biomasse végétative
V-4-2 Biomasse d’inflorescence
V-4-3 Biomasse de fruits
V-4-4 Biomasse de nouvelles pousses végétatives
VI- CARTOGRAPHIE DES SUCRES A L ’ECHELLE RACINAIRE
VI-1 Premiers résultats : sucres détectés par la méthode
VI-2 Mise en évidence d’un gradient de teneurs en sucres au sein des racines
VI-2-1 Gradient de teneurs au sein des grosses racines
VI-2-2 Gradient de teneurs entre racines moyennes et racines fines pour un même emplacement
d’échantillonnage
VI-3 Effet de la racine sur les teneurs en sucres : variabilité radiale autour d’un même arbre
VI-3-1 Coefficient de variation des teneurs de chaque sucre entre racines et par arbre
VI-3-2 Variabilité des teneurs entre grosses racines
VI-3-3 Variabilité radiale des teneurs pour les autres racines (fines et moyennes
VI-4 Effet du plant sur les teneurs en sucres pour un même stade phénologique
VI-5 Effet du stade phénologique sur les teneurs en sucres
VI-6 Effet du compartiment sur les teneurs en sucres
VI-7 Quantité de sucres dans les différents compartiments racinaires
VI-7-1 Masses totales et évolution au cours du cycle phénologique
VI-7-2 Variabilité entre compartiments
CONCLUSION
BIBLIO G RAPH IE
ANNEXES
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