MINISTERE DE L’AGRICULTURE

Centre d’Angers-Institut National d’Horticulture et de Paysage

SOUTENANCE DE STAGE DE FIN D’ETUDESPrésenté pour l’obtention du MASTER 3A (Agronomie et Agroalimentaire)

Spécialité: Systèmes et techniques innovants en horticulture et pour la santé des plantesParcours: Horticulture méditerranéenne et tropicale (HORTIMET)

ETUDE DES EFFETS DE FORTES TEMPÉRATURES SUR LA PRODUCTION DU PÊCHER

ET LA QUALITÉ DES FRUITS

Aroua AMMAR

Maîtres de stage :

Hélène GAUTIER

Gilles VERCAMBRE

Organisme d’accueil: UR1115

Plantes et systèmes de Cultures

Horticoles INRA-Avignon

1

Contexte De L’étude

2

Méta-programme INRA: ACCAF: Adaptation au Changement Climatique de l’Agriculture et de la Forêt

•Réchauffement moyen à la surface du globale qui pourrait dépasser +4°C vers 2100

avec une augmentation des événements climatiques extrêmes (GIEC, 2007)

Arboriculture fruitière:

• Cultures pérennes

• Difficultés d’adaptation aux variations (sol, pratiques culturales) et aux

changements climatiques

• Maintien d’un certain niveau de production et de qualité

• Filière structurée et dynamique

• Impact socio-économique important

Manque d’informations sur les effets potentiels du changement climatique

sur les cultures fruitières en termes de rendement et de qualité

Prévoir l’impact du changement climatique sur la qualité des fruits, des graines et des semences (Projet CAQ40)

Etats Des Lieux Des Études Sur Le Réchauffement Climatique Sur Les Arbres Fruitiers

Accélération de la croissance du fruit

Précocité de la maturité

3

(Legave,2007; Day et al., 2008;Grab et Craparo, 2011)

Besoin en eau important

Phénologie

Chute et nécrose des bourgeons qui varient en fonction

des variétés ( gel printanier/ mauvaise fécondation)

Bonne tenue de fruits sur l’arbre (Lescourret et al., 2000)

Problème de levée de dormance

Précocité de la floraison et du débourrement végétatif

Nouaison

Influence sur le calibre, forme et

qualité des fruits

Prolifération des maladies et des ravageurs

4

Objectifs Du Stage

Etudier les effets d’une augmentation de la température au cours du cycle de développement du pêcher

Depuis la période du développement précoce du fruit jusqu’à sa maturation

Phénologie?

Emergence et croissance végétatives ?

Impact sur le rendement et la qualité des fruits ?

Assimilation du carbone ?

5

Plan

I°/ Dispositif expérimental

II°/ Résultats et discussion :

II.2Effet de la température sur l’état hydrique des arbres

II.3 Effet de la température sur les échanges gazeux

II.4 Effet de la température sur le débourrement et la croissance végétative

II.5 Effet de la température sur la croissance des fruits

III°/ Conclusions

IV°/ Perspectives

II.1 Variation des conditions climatiques

II.6 Effet de la température sur le processus de maturation et sur la qualité des fruits

6

I°/ Dispositif expérimental

1. Matériel végétal

40 arbres, var nectarine MAGIQUE® Maillarmagie COV

3 compartiments de serre

C1 : +5°CC2 : +0°C C3 : +2°C

5 arbres à l’extérieur

7

RécoltePériode 1 Période 2 Période 3

Floraison +0°C

+2°C

+5°C

Analyses écophysiologiques (pendant toutes les

périodes):

-Croissance du fruit (10 fruits/ arbre) ( une à deux fois par semaine)

-Croissance végétative (5 rameaux/arbres) ( une à deux fois par semaine)

Comptage des pousses et des rosettes

Longueur des pousses

Emergence des feuilles

7/03/2014

Jr 66

2. Traitements appliqués

Aspect qualité:

-Poids frais

-Teneur en MS

-°Brix

-Fermeté

-Conductance cuticulaire

16/05/2014

Jr 136 05/06/2014

Jr157

28/03/2014

Jr 87

+0°C/+0°C

+0°C/+2°C

+0°C/+5°C+5°C/+0°C

+5°C/+5°C

Verger

+2°C/+0°C

+2°C/+2°C

VergerVerger

+0°C

+0°C

+2°C

Suivi de la nouaison Eclaircissage -Echange gazeux( photosynthèse,

conductance stomatique, transpiration…)

+ Potentiel hydrique foliaire ( une fois par

semaine)

Phase I : division cellulaireEffet des traitements appliqués

Phase II: durcissement du noyau

Phase III: expansion cellulaire

Remarque : On va se limiter à l’interprétation des résultats des traitements +0°C, +2°C et +5°C, car le traitement

verger paraît significativement différent vu qu’il a des conditions environnementales très fluctuantes

8

II°/ Résultats :

1. Variations climatiquesEvolution des températures d’air journalières moy, max et min

dans les 3 compartiments de la serre

9

Evolution du déficit de pression de vapeur d’eau

dans les 3 compartiments de serre au cours du temps

Le VPD dans le compartiment à +5°C suivi de celui à +2°C est plus élevé que celui du témoin vu

qu’on a des HR plus faibles dans ces environnements

On enregistre des valeurs de VPD maximales surtout pendant la période 3

Les différences d’humidité entre les traitements sont dues à un abaissement de la température via

l’humidification de l’air entrant dans le système de ventilation du compartiment témoin

10

2. Effet de la température sur l’état hydrique des arbres potentiel hydrique variable

selon la demande climatique

le climat dans la serre

Le traitement +5°C montre des valeurs significativement les plus faibles, suivi par le traitement +2°C, lui-

même plus faible que le traitement témoin +0°C

Les potentiels les plus négatifs sont observés pour le traitement verger vu qu’il ne présente pas les

mêmes conditions environnementales que le traitement témoin sous serre ( température et hygrométrie très différentes)

Cette diminution du potentiel hydrique est liée à un déficit accru en vapeur d’eau VPD

11

3. Effet de la température sur les échanges gazeux

Evolution de la photosynthèse pendant les jours ensoleillés pour les différents traitements

Chute nette de la photosynthèse qui

correspond à un pic de température Pic de photosynthèse lié à une

forte demande en carbone Baisse de la

photosynthèse après

la récolte

12

Evolution de la photosynthèse en fonction de la température des feuilles pour les différents traitements

Optimum de photosynthèse à une

température de 28 à 33°C

Chute de la photosynthèse

induite par les fortes

températures

13

4. Effet de la température sur le débourrement et la croissance végétative

4.1. Taux de débourrement des bourgeons végétatifs évolués en pousses

Pas d’effet significatif de l’élévation des températures sur le taux de débourrement final des bourgeons

Effet important de l’augmentation de la température à un stade précoce sur l’accélération du taux de

débourrement pendant la période 1

Les températures élevées ont tendance à induire un avancement de la phénologie

Evolution du taux de débourrement des bourgeons végétatif s évolués en pousses

14

4.2. Effet de la température sur le débourrement des bourgeons floraux

Taux de chute des fruits noués ( stress thermique appliqué au 87ème jour)

Un éclaircissage à la fin de la période 2 a permis de remettre les arbres à des niveaux de charges

équivalents

15

4.3. Emergence des feuilles

La température n’a pas eu d’effet significatif sur la croissance finale traduisant un rattrapage du traitement

témoin

l’augmentation de la température pendant la 1ère période a avancé le développement des feuilles

Emergence des feuilles sur les pousses insérées en position terminale sur le rameau

16

4.4. Elongation des pousses

Phase I Phase II Phase III

Les températures élevées ont accéléré le développement végétatif pendant la période 1

Pas de différence significative entre les traitements à la fin da la période 3

Croissance des pousses insérées en position terminale en fonction du temps

Après éclaircissage la croissance végétative du témoin est augmentée

17

Phase I Phase II Phase III

5. Effet de la température sur la croissance des fruits

L’élévation de la température à +5°C a eu un effet significatif sur l’accélération de la croissance du fruit

pendant la période 1

Pas d ’effet significatif de la température sur le calibre final du fruit

Evolution de la croissance des fruits en fonction du temps

18

5.2. Vitesse de croissance des fruits et des pousses au cours du temps

I Phase II Phase III Phase II Phase III

Vitesse de croissance des pousses terminales par unité de temps calendaireVitesse de croissance des fruits par unité de temps calendaire

Raccourcissement de la durée de croissance des fruits pour les arbres subissant le stress

thermique Les dynamiques de croissance sont légèrement décalées : les arbres subissant le stress thermique à la

période 1 ont une croissance anticipée que les arbres témoins

19

6. Effet de la température sur le processus de maturation et sur la qualité des fruits

Evolution de la fermeté des fruits au cours de la maturité pendant la 3ème période

Les traitements +5°C/+5°C et +5°C/+0°C ont induit une avance de la maturité et de la date de récolte par

rapport au témoin

20

Evolution de la fermeté des fruits pour les traitements

+0°C/+0°C, +2°C/+0°C et +5°C/+0°C

Décalage de maturité

L’augmentation de la température dans les

premières phases de développement de fruit

accélère la maturité

Evolution de la fermeté des fruits pour les traitements

+0°C/+0°C, +0°C/+2°C et +0°C/+5°C

L’augmentation de la température dans la

phase finale du développement du fruit n’a pas

d’effet sur la maturité

21

Evolution du °Brix en fonction de la fermeté Evolution du °Brix en fonction du poids frais

Une augmentation du °Brix avec la maturité Une augmentation du °Brix avec

l’augmentation du calibre du fruit

Une grande variabilité au sein des traitements

22

Evolution de la conductance cuticulaire au cours de la maturité pendant la 3ème période

L’augmentation de la vitesse de croissance (surtout pour les traitements +5°C/+0°C et +5°C/+5°C) a

augmenté significativement la conductance cuticulaire des fruits par rapport au témoin +0°C/+0°C

23

III°/ Conclusions

Schéma récapitulatif des différents effets de la température à l’échelle de l’arbre

Composition biochimique du fruit

Pérennité de l’arbre

Année n+1 ?

24

III°/ PerspectivesAfin de mieux comprendre la réponse physiologique des espèces fruitières au réchauffement climatique

Caractérisation plus fine de la composition biochimique du fruit

1. Perspectives à court terme

Comptage des cellules pour voir l’effet de la température sur les divisions cellulaires

Meilleure estimation de la cinétique de croissance

2. Propositions d’amélioration

Mesures plus fréquentes de la croissance et de la températures des organes ( tige, branche ou fruit)

à l’aide de capteurs

Adoption d’autres pratiques de gestion de la fertilisation et de l’irrigation (surtout afin d’éviter le

stress hydrique)

3. Perspectives agronomiques

Impact d’un traitement thermique précoce

Impact de la température sur l’année suivante (sur l’architecture, le débourrement, la floraison et

la production...)

Pour répondre au changement climatique : Etudier les interactions entre le stress hydrique et le

stress thermique

25

Remerciements

Unité Plantes et Systèmes de culture Horticoles (PSH)

Merci de votre attention