Besoins en eau des plantes

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Besoins en eau des plantes

• Demande climatique et mécanismes physiologiques
• Pratiques agricoles alternatives

INRA UEFE Al Rifaï Mehdi 20 et 27 février 2007
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Introduction (1)
Le cycle de leau
Leau de la planète 1385 millions de
km3 Océans et mers Glaces permanentes Eaux
douces terrestres Vapeur deau atmosphérique
Leau des cellules vivantes représente moins de
0,0001 de lensemble
Source Expertise sécheresse INRA 2006
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Introduction (2)
Le bilan hydrique
Source Expertise sécheresse INRA 2006
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Introduction (3)
Les différents compartiments de leau du sol
Leau gravifique, celle qui sécoule par
gravité. RU Réserve Utile RFU Facilement
Utilisable RDU Difficilement Utilisable cc
point de capacité au champ ft point de
flétrissement transitoire fp point de
flétrissement permanent
Source Expertise sécheresse INRA 2006
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Lévapo-transpiration

• A surface équivalente, une forêt évapore plus
  quun océan (donc impact des forêts sur les
  climats)
• Un arbre émet environ une demi-tonne deau par
  jour.
• Une plante fourragère contient de 70 à 85 deau
  et renouvelle plusieurs dizaines de fois par jour
  le volume deau quelle contient.
• 6 CO2 6 H2O Lumière C6H12O6 6 O2

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Lévapo-transpiration
Schématisation des relations entre la plante et
son environnement. On parle de continuum
sol-plante-atmosphère.
Leau est le trait dunion
Source Expertise sécheresse INRA 2006
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Lévapo-transpiration

• Les flux deau dans la plante se font en réponse
  à
• une demande climatique
• des besoins physiologiques intrinsèques

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Lévapo-transpiration

• La demande climatique peut varier en fonction
• du rayonnement
• de la température de lair (et donc du sol)
• des précipitations
• de lhumidité relative
• de la vitesse du vent
• Définition de la notion dETP.

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Lévapo-transpiration
Le maintien dune transpiration au niveau des
feuilles provoque une remontée deau par
capillarité. Cette force de succion va permettre
lentrée deau par les racines. La plante se
trouve donc constamment dans un état déquilibre
entre la demande climatique et loffre en eau du
sol
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Lévapo-transpiration

• Leau remonte par les vaisseaux du xylème, sorte
  de tuyaux constitués par lempilement de cellules
  mortes aux parois latérales criblées de trous.

Source Wikipedia
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Lévapo-transpiration

• Entrée deau permet assimilation déléments
  minéraux (N, P, K et oligo-éléments)
  indispensables au métabolisme de la plante.
• Régulation de la transpiration, rôle des stomates
  et mécanismes physiologiques
• Réactions morphologiques de la plante

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Mécanismes physiologiques

• Sous leffet du rayonnement, transpiration des
  feuilles
• Donc baisse de sa teneur en eau
• Donc aspiration de leau vers le feuillage
• Donc transpiration
• Fermeture des stomates permet de briser cette
  chaîne causale.

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Mécanismes physiologiques

• Stomate pore de la feuille, interrompt la
  couche imperméable de lépiderme (cire)

2 cellules de garde qui ferment lostiole en
gonflant

• Fermeture sous linfluence
• du rayonnement
• de lhumidité de lair
• de lhumidité du sol
• de la température
• de la teneur en CO2

Source Wikipedia
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Mécanismes physiologiques

• Conséquences de la fermeture des stomates
• Arrêt des échanges gazeux (O2 et CO2)
• Donc pas de fixation de carbone
• Donc pas de croissance
• Mobilisation des réserves (amidon) pour assurer
  métabolisme de base

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Réponses métaboliques

• En cas de baisse de loffre en eau, augmentation
  de la concentration en divers substances (sels,
  sucres, acides)
• Cest la régulation osmotique, qui peut amener à
  créer des pressions de plus de 40 bars (séquoïa
  de plus de 100 m développent des forces de
  succion supérieures aux pompes construites par
  lHomme)
• La production dacide abscissique par les racines
  superficielles permettraient danticiper des
  déficits futurs.

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Réponses morphologiques

• Sous leffet dun fort rayonnement (forte demande
  en eau), les plantes peuvent
• Modifier la géométrie des feuilles (enroulement,
  modification de langle dinclinaison)
• Faire mourir précocement les feuilles les plus
  anciennes
• Au fil de lévolution, certaines espèces ont
  développé des stratégies différentes (couches
  cireuses plus importante, transformation des
  feuilles en épines)

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Conclusion

• La circulation de leau dans la plante est à la
  base de phénomènes vitaux
• Nutrition minérale (N, P, K, autres éléments)
• Maintien des échanges gazeux
• Circulation des assimilats photosynthétiques

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Fourrages, Eau et Énergie - FEE
Les raisons dêtre du projet FEE
Les ressources en eau et en énergie sont
limitées et disputées. Le réchauffement
climatique est quasi certain. Les fourrages
constituent la base dune agriculture durable.
Intérêt des zones de polyculture-élevage Aspect
environnemental Aspect socio-territorial
Comment maintenir une activité délevage dans une
zone ayant tendance à se spécialiser vers la
céréaliculture, tout en préservant - La
viabilité économique de lélevage - Les
ressources naturelles - La qualité de vie de
léleveur (pénibilité du travail)
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Fourrages, Eau et Énergie - FEE
un dispositif expérimental pour innover
Les contraintes appliquées réduire
lutilisation de leau et préserver sa qualité.
limiter les intrants et la consommation dénergie
fossile. produire et valoriser les ressources
alimentaires dun territoire.
Les critères dévaluation les performances
technico-économiques les performances
environnementales lacceptabilité sociale et
sociétale
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Fourrages, Eau et Énergie - FEE
valoriser le pâturageallonger la saison de
pâturage- génétique (espèces, variétés -
fourrages, céréales )- conduite et gestion du
pâturage
produire des stocks sans irrigation, avec moins
dénergie et dintrants- cultures dété adaptées
au sec (sorghos ) - cultures dhiver (céréales,
protéagineux, ) - foins de prairies (luzerne,
associations )