CHAPITRE II MATERIELS ET METHODES
III. Mesures et traitement des données
Cette partie vise à présenter les principales mesures réalisées au cours de cette thèse et ceci de manière relativement succincte. Une description plus détaillée sera faite en explicitant les traitements comparés pour tester une hypothèse et les calculs réalisés dans les différentes parties lorsque cela s’avèrera nécessaire.
III.1 Prélèvements
Lors des trois campagnes d’essai, quatre prélèvements ont été réalisés au cours des cycles végétatifs aux stades épi 1cm du blé dur, au début de la floraison des légumineuses, à la floraison du blé dur et à la maturité physiologique des espèces. La récolte finale a été faite à la maturité des légumineuses dans le cas des cultures « pures »de pois d’hiver et de féverole d’hiver et à la maturité du blé dur pour la céréale « pure » et les associations.
Lors de chaque prélèvement les rangs extérieurs n’ont pas été prélevés pour s’affranchir des effets de bordure entre parcelles. Un espace de 0.5 m a été respecté entre deux prélèvements successifs dans le but d’éviter les effets de bordure dus aux prélèvements. A chaque mesure une surface de 0.5 m x 1.015 m (4 ou 7 rangs sur 0.5 m de longueur) a été prélevée en coupant les plantes juste au dessus du niveau du sol.
Tableau 4 Description des traitements expérimentaux considérés en 2007-2008 : culture, variétés, date de semis, structure du couvert (B : Blé dur, P :
Pois d’hiver, F : Féverole d’hiver), densité de semis (grains m-2), densité observée (plantes m-2), identifiant, fertilisation (kg N ha-1), traitement de semence, désherbage (chimique ou mécanique), insecticide, fongicide et nombre de répétitions par traitement.
III.2 Biomasse et acquisition de l’azote
A la maturité – après un passage à l’étuve à 80 °C pendant 48 h – la matière sèche totale, le nombre de grains, le poids des grains ont été déterminés sur un échantillon de 150 épis de blé dur, 20 plantes de pois d’hiver et 10 plantes de féverole d’hiver permettant le calcul de l’indice de récolte. La surface restante (sur laquelle n’ont pas été réalisés les prélèvements) a été récoltée mécaniquement pour déterminer le rendement total.
Les échantillons ont ensuite été broyées finement (Ø 0.5 mm) afin d’en déterminer la teneur en azote et en carbone par combustion sèche (méthode Dumas) en utilisant un auto-analyseur LECO CHN-2000 (Leco Corporation, St. Joseph, Etats-Unis). De plus des mesures de l’excès isotopique 15N ont été faites – séparément sur les pailles et les grains – à l’aide d’un analyseur élémentaire (Euro-EA, Eurovector, Milan, Italy) couplé à un spectromètre de masse (Delta advantage, Thermo-Electron, Bremen, Germany) dans l’objectif d’estimer la fixation symbiotique des légumineuses.
Des prélèvements de sol (0-120 cm) ont été réalisés avant le semis, à la sortie de l’hiver et à la récolte à l’aide d’une tarière hydraulique de 15 mm de diamètre (MCL3, Geonor, Oslo, Norway) afin de quantifier l’azote minéral du sol (NH4+ et NO3-). Chaque échantillon correspond à 5 carottes prélevées dans le peuplement à coté des placettes à une distance de 1 m l’une de l’autre. Les carottes de sol ont été divisées en quatre horizons (0-30 cm, 30-60 cm et 60-90 cm et 90-120 cm). Chaque horizon a ensuite été homogénéisé en prenant soin d’extraire les cailloux et les débris de végétaux. Les échantillons ont ensuite été congelés avant leur extraction au KCl à 1 mol L-1 et leur analyse par colorimétrie (réactions de Griess et de Berthelot pour respectivement le nitrate et l’ammonium) à l’aide d’un analyseur à flux continu (Skalar 5100, Skalar Analytic, Erkelenz, Germany). La teneur en eau des échantillons a été quantifiée sur un échantillon de 150 g de sol à partir de pesées faites avant et après séchage en étuve à 105 °C pendant 72 heures.
III.3 Structure du couvert et acquisition de la lumière
Le nombre de plantes a été mesuré un mois après le semis sur quatre rangs de un mètre de longueur. Les densités observées sont présentées dans les Tableaux 2, 3 et 4 pour les trois années successivement. Des mesures de la hauteur des couverts ont été faites à différentes dates selon les années. Lors des différents prélèvements (à l’exception de celui réalisé à maturité physiologique) un sous échantillon de 5 à 10 plantes de blé dur et 5 de légumineuses ont été séparées entre feuilles vertes, tiges et parties sénescentes. Sur les sous-échantillons de pois d’hiver les vrilles foliaires ont été séparées des stipules. Les parties sénescentes des feuilles ont été coupées et ajoutées au reste du matériel sénescent et la surface foliaire des parties vertes a été déterminée à l’aide d’un planimètre LI-3100 (LI-COR Inc., Lincoln, Etats- Unis). Les échantillons et sous-échantillons ont été séchés à 80 °C pendant 48 heures avant d’en déterminer la matière sèche. La surface foliaire et le LAI (Leaf Area Index) de l’ensemble de la placette ont ensuite été estimés en considérant la masse surfacique du sous- échantillon planimètré.
Le rayonnement photosynthétiquement actif (PAR correspondant à la longueur d’onde 400-700 nm) absorbé par les couverts a été mesuré à l’aide d’un ceptomètre linéaire PAR-80 (Decagon Devices Inc, Washington, Etats-Unis) en 2005-2006 et 2006-2007 et à l’aide de capteurs PAR en ligne de 30cm (PAR/LE, Solems SA, Palaiseau, France) laissés à demeure en 2006-2007 et 2007-2008 et connectés à une centrale d’acquisition (ENC 10/12, Campbell Scientific Ltd, Logan, Etats-Unis).
III.4 Evaluation de la pression des facteurs biotiques
Des notations semi-quantitatives ont été réalisées pour évaluer la pression des maladies sur blé dur (principalement les septorioses Septoria tritici et Septoria nodorum) et sur légumineuses (principalement l’anthracnose Mycosphaerella pinodes) ; les mesures ont été effectuées en 2007-2008 toutes les deux semaines à partir de début avril jusqu’à la récolte.
Une estimation des dégâts occasionnés par les larves de sitones sur les nodosités a été réalisée fin avril 2008 sur trois plantes par traitement à partir d’une méthode semi-quantitative consistant à prélever les racines de légumineuses et à estimer le pourcentage de nodosités percées. Les larves présentes dans les nodosités ont également été comptées. Par ailleurs une quantification de la population de jeunes adultes a été réalisée au printemps 2008 à l’aide de pièges à émergence.
Des estimations de la population des pucerons verts du pois d’hiver (Acyrthosiphon pisum Harry) et des pucerons de la féverole d’hiver (Aphis fabae Scopoli et Megoura viciae Buckton) ont été réalisées en 2008 à partir du début de la floraison des protéagineux à partir de l’échantillonnage de 10 tiges secouées au dessus d’un bac plastique afin de recueillir les pucerons.
Une identification botanique non destructive des principales adventices a été réalisée au champ le 20 mai 2008 afin de déterminer les espèces dominantes dans chaque parcelle de l’essai. Parallèlement un prélèvement a été réalisé le même jour sur une placette d’environ 1 m² pour déterminer la biomasse totale de mauvaises herbes et à la récolte un second prélèvement a été effectué sur l’ensemble des microparcelles de la parcelle.
Les protocoles utilisés pour évaluer la pression des facteurs biotiques sont décrits en détails dans le Chapitre V.