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Chapitre II - Matériels et Méthodes

2. Matériel et méthodes

3.1. Quantification des biomasses, à l’échelle de l’arbre dominant et à l’échelle du

3.2.2. Effet de l’âge sur la répartition des composés carbonés et azotés entre les différents

différents organes, à l’échelle de l’arbre dominant et à l’échelle du peuplement

Comme pour les biomasses, trois modalités ont été utilisées pour étudier la répartition des

composés carbonés et azotés dans la biomasse vivante, à savoir : i) la modalité (A), qui

considère tous les organes, y compris les feuilles, à la maturité foliaire ; ii) la modalité (B) qui

exclue les feuilles et qui est calculée pour les deux dates d’étude ; iii) la modalité (C) qui ne

considère que les biomasses ligneuses pour les deux dates d’étude (cf. matériel et méthodes,

partie IV.2.5).

Les effets de l’âge, de l’organe et de la date sont tous décrits pour la modalité (B), car la

modalité (C) présente les mêmes tendances (Figures IV.28 à 35). La modalité (A) est

utilisée pour étudier l’effet de l’âge sur la proportion de composé au sein de la biomasse

de feuilles.

3.2.2.1. Les composés carbonés

- Echelle de l’arbre dominant

Il existe un effet significatif de l’organe sur la répartition des composés carbonés de réserve

de la biomasse vivante de l’arbre pour chaque composé carboné et chaque classe d’âge

(Tableau IV.9).

L’analyse de la répartition des composés carbonés entre les différents organes avec la

modalité (B) montre que la biomasse vivante du tronc (principalement l’aubier) contient

significativement la majorité des sucres solubles et de l’amidon de l’arbre dominant, quel que

soit l’âge (52.5, 63.2 et 51.9 % des TNC de l’arbre respectivement pour le fourré, le gaulis et

la futaie) (Figures IV.28 et 29, Tableau IV.9). Cette proportion de TNC dans le tronc est

significativement plus importante chez les arbres du gaulis que chez les deux autres classes

d’âge (Tableau IV.10). En considérant l’aubier et le phloème du tronc séparément, l’aubier

contient une proportion plus importante d’amidon que de sucres solubles pour toutes les

classes d’âge, alors que le phloème du tronc contient, quant à lui, plus de sucres solubles que

d’amidon (Figures IV.28 et 29).

130

Figure IV.28. Répartition des quantités d’amidon au sein de la biomasse vivante de l’arbre

dominant pour les trois classes d’âge et pour chaque modalité d’étude (n = 31 arbres pour le

fourré, n = 6 arbres pour le gaulis et n = 6 arbres pour la futaie).

(a) Fourré

(b) Gaulis

131

Figure IV.29. Répartition des quantités de sucres solubles au sein de la biomasse vivante de

l’arbre dominant pour les trois classes d’âge et pour chaque modalité d’étude (n = 31 arbres

pour le fourré, n = 6 arbres pour le gaulis et n = 6 arbres pour la futaie).

(c) Futaie

(b) Gaulis

(a) Fourré

132

Tableau IV.10. Analyses de variance de l’effet de la date d’échantillonnage, de la classe d’âge d’arbre et de l’interaction entre ces deux facteurs sur

les contributions des quantités de composé carboné de chaque compartiment de l’arbre aux quantités de composés totales de l’arbre pour la modalité

(B).

TNC Amidon Sucres solubles

Classe Date Classe x Date Classe Date Classe x Date Classe Date Classe x Date

F p F p F p F p F p F p F p F p F p BVbranches 401 <0.0001 17.1 <0.0001 7.20 0.001 261 <0.0001 20.0 <0.0001 29.0 <0.0001 115 <0.0001 0.80 0.369 69.6 <0.0001 Bbranches n 16.07 <0.0001 37.0 <0.0001 27.0 <0.0001 849 <0.0001 2.70 0.106 57.2 <0.0001 789 <0.0001 148 <0.0001 144 <0.0001 Bbranches n-1 1030 <0.0001 64.0 <0.0001 20.0 <0.0001 361 <0.0001 95.4 <0.0001 190 <0.0001 516 <0.0001 250 0.121 80.1 <0.0001 Bbranches +2 1559 <0.0001 28.0 <0.0001 14.0 <0.0001 750 <0.0001 8.5 0.005 5.70 0.005 728 <0.0001 11.9 0.001 26.4 <0.0001 BVtronc 160 <0.0001 177 <0.0001 2.8 0.065 91.2 <0.0001 8.27 0.005 11.4 <0.0001 190 <0.0001 23.1 <0.0001 6.50 0.003 - Aubier 73.3 <0.0001 6.71 0.012 3.32 0.042 106 <0.0001 5.6 0.020 10.8 <0.0001 67.6 <0.0001 1.15 0.287 29.3 <0.0001 - Phloème 1.88 0.160 1.89 0.173 8.83 <0.0001 42.1 <0.0001 1.32 0.254 12.4 <0.0001 15.1 <0.0001 30.7 <0.0001 38.1 <0.0001 BVracines 518 <0.0001 19.0 <0.0001 1.10 <0.0001 334 <0.0001 1.30 0.259 4.50 0.014 641 <0.0001 112 <0.0001 46.9 <0.0001 BVGR 429 <0.0001 10.3 0.002 6.20 0.003 237 <0.0001 9.40 0.003 27.9 <0.0001 419 <0.0001 159 <0.0001 42.3 <0.0001 BRFM 221 <0.0001 29.1 <0.0001 27.7 <0.0001 302 <0.0001 248 <0.0001 129 <0.0001 115 <0.0001 71.7 <0.0001 1.30 0.288

133

La biomasse vivante des grosses racines est significativement le second organe de stockage

des composés carbonés de l’arbre chez le fourré et le gaulis (Figures IV. 28 et 29, Tableau

IV.9). Néanmoins, la proportion de TNC contenus dans cet organe diminue significativement

entre les arbres du fourré et les arbres du gaulis (en moyenne 31.5 % et 21.0 % des TNC de

l’arbre respectivement pour le fourré et le gaulis) (Tableau IV.10). Cette proportion est

significativement la même entre les arbres du gaulis et de la futaie (respectivement 21.0 et

20.7 % des TNC) (Tableau IV.10). Cette tendance est également observée pour les sucres

solubles (Figure IV.29). En revanche, la proportion d’amidon contenu dans la biomasse

vivante de grosses racines diminue significativement entre les arbres du fourré et les arbres du

gaulis, et la futaie présente significativement la proportion la plus faible (Tableau IV.10,

Figure IV.28).

La biomasse vivante des branches est significativement le troisième compartiment de

stockage des réserves carbonées chez les arbres du fourré et du gaulis (respectivement 12.5 et

14.7 % des TNC de l’arbre) (Tableau IV.9, Figures IV.28 et 29). La proportion de TNC dans

les branches est significativement plus importante chez les arbres de la futaie que chez les

autres classes d'âge (24.4 % des TNC de l’arbre) (Figures IV.28 et 29, Tableau IV.10).

Toutefois, chez les arbres de la futaie, les proportions d’amidon et de sucres solubles des

branches sont aussi importantes que celles des grosses racines (F = 4.36, p = 0.051) (Figures

IV.28 et 29).

Enfin, lorsque l’effet de l’âge sur la répartition des composés carbonés est étudiée avec la

modalité (A), nous observons que la proportion de TNC retrouvés dans la biomasse des

feuilles diminue significativement avec l’âge, quel que soit le composé (Figures IV.28 et 29,

F = 3998, p < 0.0001).

- Echelle du peuplement

A l’échelle du peuplement, comme à l’échelle de l’arbre, le tronc contient la plus grande

proportion des TNC (amidon et sucres solubles) chez les trois peuplements. Contrairement à

l’échelle de l’arbre, la futaie se rapproche de la valeur du gaulis (52.5, 61.6, 60.1 % des TNC

respectivement pour le fourré, le gaulis et la futaie) (Figures IV.30 et 31).

134

Figure IV.30. Répartition des quantités d’amidon au sein de la biomasse vivante du peuplement

pour les trois classes d’âge et pour chaque modalité d’étude.

(a) Fourré

(b) Gaulis

135

Figure IV.31. Répartition des quantités de sucres solubles au sein de la biomasse vivante du

peuplement pour les trois classes d’âge et pour chaque modalité d’étude.

(b) Gaulis

(a) Fourré

136

Comme à l’échelle de l’arbre, la biomasse vivante de grosses racines est le deuxième plus

important organe de stockage des composés carbonés du peuplement chez le fourré et le

gaulis (respectivement 31.5 et 21.5 % des TNC de l’arbre en moyenne), et est suivie de la

biomasse vivante de branches (12.5 et 15.2 % des TNC de la biomasse vivante du peuplement

respectivement pour le fourré et le gaulis). Chez la futaie, les grosses racines et les branches

présentent des proportions semblables (respectivement 19.4 % et 21.5 % des TNC de la

biomasse vivante du peuplement). La proportion de composés carbonés contenus au sein de la

biomasse des grosses racines diminue avec l’âge, alors que celle pour la biomasse vivante des

branches augmente (Figures IV.30 et 31). Enfin, la proportion de TNC contenus dans la

biomasse foliaire diminue avec l’âge (12.8, 7.3 et 1.73 % des TNC du peuplement,

respectivement pour le fourré, le gaulis et la futaie) (Figures IV.30 et 31).

137

3.2.2.2.Les composés azotés

- Echelle de l’arbre dominant

Il existe un effet significatif de l’organe sur la répartition des composés azotés de réserve au

sein de la biomasse vivante de l’arbre pour chaque composé et chaque classe d’âge (Tableau

IV.9).

L’analyse de la répartition des composés azotés entre les différents organes avec la modalité

(B) montre que, quel que soit l’âge, la biomasse vivante du tronc contient significativement la

majorité des TNNC de l’arbre dominant (50.1, 54.6 et 47.1 % des TNNC de l’arbre

respectivement chez le fourré, le gaulis et la futaie) (Figures IV.32 et 33, Tableau IV.9). Cette

proportion de TNNC dans le tronc est significativement plus importante chez les arbres du

gaulis que chez les deux autres classes d’âge (Tableau IV.11). Les mêmes tendances sont

observées pour les protéines solubles (Figure IV.32, Tableau IV.11). En revanche, la

biomasse vivante du tronc n’est que le deuxième organe de stockage des acides aminés de

l’arbre chez la futaie (le premier étant les branches). De plus, la proportion d’acides aminés

contenus dans le tronc diminue significativement avec l’âge (Figure IV.33, Tableau IV.11).

La biomasse vivante des grosses racines est significativement le second plus important organe

de stockage des réserves azotées chez les arbres du fourré (27.9 % des TNNC de la biomasse

vivante de l’arbre) (Tableau IV.11). Chez les arbres du gaulis et de la futaie, les grosses

racines sont le troisième organe de stockage des TNNC. La proportion de TNNC (quel que

soit le type de composé, i.e. protéines solubles ou acides aminés) contenus dans les grosses

racines des arbres du fourré et de la futaie est significativement plus grande que celle du

gaulis (27.9, 17.8 et 22.3 % respectivement pour le fourré, le gaulis et la futaie) (Figures

IV.32 et 33, Tableau IV.11).

138

Figure IV.32. Répartition des quantités de protéines solubles au sein de la biomasse vivante de

l’arbre dominant pour les trois classes d’âge et pour chaque modalité d’étude (n = 31 arbres

pour le fourré, n = 6 arbres pour le gaulis et n = 6 arbres pour la futaie).

(a) Fourré

(b) Gaulis

139

Figure IV.33. Répartition des quantités de acides aminés au sein de la biomasse vivante de

l’arbre dominant pour les trois classes d’âge et pour chaque modalité d’étude (n = 31 arbres

pour le fourré, n = 6 arbres pour le gaulis et n = 6 arbres pour la futaie).

(a) Fourré

(b) Gaulis

140

Tableau IV.11. Analyses de variance de l’effet de la date d’échantillonnage, de la classe d’âge d’arbre et de l’interaction entre ces deux facteurs sur

les contributions des quantités de composé azoté de chaque compartiment de l’arbre aux quantités de composés totales de l’arbre pour la modalité

(B).

TNNC Protéines solubles Acides aminés

Classe Date Classe x Date Classe Date Classe x Date Classe Date Classe x Date

F p F p F p F p F p F p F p F p F p BVbranches 92.5 <0.0001 121 <0.0001 2.50 0.093 81.7 <0.0001 99.1 <0.0001 42.0 <0.0001 40.9 <0.0001 9.33 0.003 71.8 <0.0001 Bbranches n 774 <0.0001 91.4 <0.0001 18.0 <0.0001 809 <0.0001 201 <0.0001 188 <0.0001 43.4 <0.0001 4.02 0.049 77.7 <0.0001 Bbranches n-1 545 <0.0001 205 <0.0001 70.6 <0.0001 299 <0.0001 240 <0.0001 144 <0.0001 84.1 <0.0001 0.46 0.499 51.7 <0.0001 Bbranches +2 1070 <0.0001 79.0 <0.0001 5.00 0.007 552 <0.0001 23.2 0.005 1.80 0.176 231 <0.0001 31.5 <0.0001 39.0 <0.0001 BVtronc 160 <0.0001 177 <0.0001 2.8 0.065 67.9 <0.0001 103 <0.0001 5.00 0.009 150 <0.0001 21.3 <0.0001 34.4 0.003 - Aubier 73.3 <0.0001 41.3 <0.0001 18.9 <0.0001 42.1 <0.0001 73.0 <0.0001 4.13 0.020 3.50 0.035 40.7 <0.0001 178 <0.0001 - Phloème 335 <0.0001 48.6 <0.0001 52.6 <0.0001 3.39 0.039 1.22 0.273 0.50 0.606 180 <0.0001 197 <0.0001 313 <0.0001 BVracines 854 <0.0001 23.7 <0.0001 15.1 <0.0001 319 <0.0001 22.2 <0.0001 143 <0.0001 66.4 <0.0001 0.10 0.771 173 <0.0001 BVGR 384 <0.0001 5.00 0.0028 4.10 0.020 398 <0.0001 0.20 0.659 110 <0.0001 72.2 <0.0001 20.9 <0.0001 232 <0.0001 BRFM 51.1 <0.0001 2.66 0.107 2.05 0.136 51.9 <0.0001 51.6 <0.0001 14.3 <0.0001 4.60 0.013 35.1 <0.0001 4.63 0.013

141

La biomasse vivante des branches est significativement le troisième organe de stockage de

composé azoté chez les arbres du fourré (19.0 % des TNNC de l’arbre) (Figures IV.32 et 33,

Tableau IV.9). Les branches sont le second plus important organe de stockage des TNNC

pour les arbres du gaulis et de la futaie (respectivement 22.6 et 28.3 % des TNNC de l’arbre).

La proportion de TNNC stockés dans les branches augmente significativement avec l’âge de

l’arbre (Tableau IV.11). En distinguant les protéines solubles et les acides aminés, les mêmes

tendances sont observées chez les arbres du fourré et du gaulis, pour les deux types de

composés, et chez la futaie pour les protéines solubles uniquement (Figures IV.32 et 33). En

effet, chez les arbres de la futaie, les branches sont le premier organe de stockage des acides

aminés (Figures IV.32 et 33).

La proportion d’acides aminés contenus dans les biomasses vivantes du tronc, des racines

totales (grosses + moyennes et fines) et des branches varie selon la date et l’âge de l’arbre. Le

tronc est significativement le plus grand organe de stockage chez les arbres du fourré aux

deux dates d’étude, alors qu’il s’agit du tronc à la maturité foliaire et des racines l’hiver 2012

chez les arbres du gaulis, et des racines à la maturité foliaire et du tronc l’hiver 2012 chez les

arbres de la futaie (Figures IV. 32 et 33, Tableau IV.9).

L’étude de la répartition des composés azotés avec la modalité (A) montre que la biomasse

foliaire contient une proportion importante des protéines solubles et des acides aminés de

l’arbre puisqu’elles correspondent à plus de 23.0 % des TNNC de l’arbre chez le fourré, 16.3

% pour le gaulis et 3.83 % pour la futaie. La proportion de TNNC contenus dans cet organe

diminue significativement avec l’âge de l’arbre (Figures IV.32 et 33, F = 714, p < 0.0001).

Les feuilles contiennent significativement une proportion de protéines solubles plus

importante que celle d’acides aminés (en moyenne 16.3 % vs 8.00 %).

- Echelle du peuplement

A l’échelle du peuplement, comme à l’échelle de l’arbre, la biomasse vivante de tronc

contient la majorité des TNNC chez les trois peuplements (en moyenne 27.0, 53.5 et 45.1 %

des TNNC respectivement pour le fourré, le gaulis et la futaie).

142

Figure IV.34. Répartition des quantités de protéines solubles au sein de la biomasse vivante du

peuplement pour les trois classes d’âge et pour chaque modalité d’étude.

(a) Fourré

(b) Gaulis

143

Figure IV.35. Répartition des quantités d’acides aminés au sein de la biomasse vivante du

peuplement pour les trois classes d’âge et pour chaque modalité d’étude.

(b) Gaulis

(a) Fourré

144

Comme à l’échelle de l’arbre, le tronc du gaulis présente une proportion plus importante des

TNNC de la biomasse vivante que chez les autres peuplements. La biomasse vivante de

grosses racines est le second plus important organe de stockage des TNNC du peuplement

chez le fourré (24.9 %), alors qu’il s’agit de la biomasse vivante de branches chez le gaulis et

la futaie (respectivement 23.2 et 29.5 %). Ainsi, comme à l’échelle de l’arbre, la proportion de

composé azoté contenu dans les branches augmente avec l’âge du peuplement, alors qu’elle

diminue dans la biomasse foliaire et le gaulis présentent une proportion dans les grosses

racines plus faible que les autres classes d’âge (Figures IV.34 et 35).