• Aucun résultat trouvé

La réflectométrie dans le domaine temporel : une technique d'optimisation de l'irrigation et de réduction du lessivage en pépinières forestières au Québec

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Partager "La réflectométrie dans le domaine temporel : une technique d'optimisation de l'irrigation et de réduction du lessivage en pépinières forestières au Québec"

Copied!
10
0
0

Texte intégral

(1)

L

f

iné

gal

ité de la rép

ani

ùon de la

ressource en eau

à

l

'échelle

mon-diale

et

la

variabilité

inter-annuelle

des pr

éci

pitations

aggravent souvent

la disponibilité de

cette

ressource [l

, 2] et

deviendra

certainement

le principal obstacle

à

la

sécurité

alimen-taire

et au

développ

e

ment

socio-écon

o-mique dans les

zones semi-arides et arides

(figure

1

)

.

Par

ailleurs,

dans les

zones

humides

ou

irriguées, où l

'ea

u

est

relati-vement abondante,

le d

év

eloppement

industriel

et

les praùqu

es

culturales

rela-tives

à

l

'agriculture intensive contribuent

largement

à

la polluùon des

eaux

souter-raines et

de

s

urface

[3]. Plusieurs

organi-sations

internationales

comme

la

FAO et

!

'U

nesco

ont

lanc

é

un

cri

d

'alarme afin

de trouver des

solutions viables

à

long

terme aux

problèmes de pénurie

,

d

'

uùli-sation excessive, ou

de détérioration de la

qualité des

eaux

de

surface et

souter-raines.

En Amérique

du Nord

et en

M.S. Lamhamedi, M. Renaud : Direction de la recherche forestière, Forêt Québec, ministère des Ressources naturelles, 2700, rue Einstein, Sainte-Foy, Québec, Canada G 1 P 3W8.

<mohammed.lamhamedi@mrn.gouv.qc.ca> H. Margolis : Centre de recherche en bio-logie forestière, Faculté de foresterie et de géomatique, Pavi I Ion Abitibi-Price, Université Laval, Sainte-Foy, Québec, Canada G1K 7P4.

Tirés à part: M.S. Lamhamedi

Thèmes :

Phytot

ec

hnologi

e

;

Agrono-mie

; Forêts.

Méthodes et techniques

La réflectométrie dans le domaine

temporel : une technique

d'optimisation de l'irrigation

et de réduction du lessivage

en pépinières forestières au Québec

Mohammed S. Lamhamed

i, Mario Renaud, Hank Margolis

Europe,

la

concentration

e

n

azote

(N)

sous forme

de nitr

ates et

de nirrites dans

les

eaux souterraines

ne doit pas dépasser

la

concentration

de 10 ppm

[4-6].

Au Canada,

le d

é

fi majeur

est

de

préser-ver

une bonne qualité des

eaux

souter-raines et

de

surface.

Des

effons ont été

consentis

dans la majorit

é

des provinces

pour pr

éserve

r la qualit

é

de

l'environne-ment dans les

secteurs clefs

d

e

l

'éc

ono-mie

(ag

riculture

,

foresterie,

mines

,

agro-alimentaire,

indu

s

tri

e

papetière

,

énergie).

Une

a

ttention

particulière a

été

accordée

à

la

mise

en

pla

ce

d'

une saine gestion

environnementale

des

écosystèmes

fores-tiers

suite

à

la

conférence

des

ations-unies

sur

l

'environnement et

le

dévelop-pement durable

(Brésil

1992

,

plan

Action

21) et

à

la pression

exercée sur

le

marché du bois due

à

la nouvelle

approche

de

certification

de

l'aménage-ment forestier [

7

-10].

Au

Canada,

les pr

ess

ions

sont

relative-ment

fortes en termes

de protection de

l

'e

nvironnement

,

du partage

et

de la

conservation

des ressources

forestières

entre

les différents utilisateurs. Pour

maintenir le r

e

ndement

soutenu,

le

recours

au

reboisement

et

à

la

préserva-tion de la régénérapréserva-tion naturelle

pré-éta-blie

sont

des

solutions très

prometteuses

garantissant

un

approvisionnement

continu en

bois

et

un

e

compétitivité

accrue sur

le

marché international.

L

'

installation

et

la

croissance

des plants

mis

en terre sont affectées

par la

compé-tition

végétale et

l

'

intera

ct

ion de divers

stress

biotiques

et abiotiques. Afin

de

limiter les interventions de dégagement

dans les plantaùons

et

d

liminer l

'

utili-r

-L=--- A--=--

.I.L ____ """,."''

sation

d

es

phytocides

en 2001

,

le

minis-tère des Ressources naturelles du Québe

c

(MRN)

s'est

dot

é

d

'

une Strat

ég

i

e

de la

protection des

forêts (MRN,

1994) met

-tant l

'

accent

sur

l

'

utilisation de planes de

fortes dimensions

(PFD)

dans les

pro-grammes

de reboisement [11-13].

Un PFD

est

produit

généralement

dans

un récipient de

340-350 cm

3

/cavité

durant deu

x

saisons

de

croissance.

La

première

saison

es

t

réalisée sous abri

(

tunnel

recouvert

d

e

polyth

è

ne

) ;

dans la

seconde,

les plant

s so

nt

cultivés

à

l

'exté-rieur

,

sans abri.

Parmi les norme

s

spéci-fiques

à

ce gabarit

de plants

,

un PFD

devra

atteindre

une hauteur de

35 à

40 cm,

un bon

rapport

hauteur/diamètre

et

une

concentration

minimale

en azote

(N) foliaire

de 1

,7

%.

Afin de produire des PFD de bonne qua

-lité, le MRN

a

préconisé des récipients

à

parois

ajourées

[11

,

14] qui

favorisent

une

architecture

des racines

s'apparentant

à

celle

des

semis

issus de la régénération

naturelle. La présence de fentes

(photo

1

)

dans

ces

récipients

(!PL 25-350A,

25

cavités

par récipient

, 350 cm

3

par

cavité;

Saint-Damien, Québec,

Canada)

peut

induire un dessèchement rapide du

sub-srrat affectant

la

croissance et

la

physiolo-gie des

semis.

Dans la majorité de

s

pépi

-nières

forestières,

les pépini

é

ristes

uùlisent des quanùtés important

es

d

'eau

et

de fertilisants maintenant le

subsuat

à

saturaùon,

en

alternance

parfois avec

une

courre

période de dessèchement

[15,

16],

avec des

teneurs en eau au

niveau de l

a

rhi-zosphère souvent supérieures

à 50

%

(v/v,

cm' eau/cm

3

substrat)

durant la

saison

de

(2)

Ressources en m3 par an et par habitant

Pénurie rave

oàsoo

D de 500 à 1 000 0 >1800

Figure 1. Zones de pénurie et ressources en eau renouvelables par an et par habitant, esti

-mées pour 2025 (carte adaptée [1, 2]).

Figure 1. Zones of water shortage and annually renewable water sources as estimated per persan for the year 2025 (adapted map [1, 21).

Ces

irri

ga

tion

s excess

i

ves

fa

v

ori

se

nt

l

e

le

ss

i

vage

d

es é

l

é

m

e

nt

s

min

ér

au

x,

l

e

d

éve

-lopp

e

m

e

nt d

e

mou

sses,

d

'

h

é

p

a

tiqu

es,

d

'age

nt

s

p

a

th

ogè

ne

s e

t d

e c

h

a

mpi

g

non

s

Photo 1. Récipient

à

parois ajourées /PL 25

-350A en polyéthylène haute densité (lon

-gueur: 37 cm ; largeur: 35,5 cm ; profon

-deur: 14 cm; nombre de cavités: 25;

superficie maximale d'une cavité: 34,8 cm2;

volume/cavité : 350 cm3 ; plants/m2 : 190) (Cliché : S. Richard).

Photo 1. Air-slit container 1/PL 25-350A) made of high density polyethylene (length 37 cm,

width 35.5 cm, depth 14 cm; 25 cavities; maxi

-mum surface area of cavity: 34.8 cm2; volume per cavity: 350 cm3; 190 seedlings/m2) (Photo: S.

Richard).

ec

rom

yco

rhi

z

i

e

n

s com

m

e

l

e

Thelephora

terrestris

,

qui

é

touff

e

nt l

es

pl

a

nt

s et

affec-te

nt l

e

ur

c

roi

ss

an

ce, s

urt

o

ut dan

s

l

es s

it

es

p

a

u

vres [

1

7

)

. Le

m

a

inti

e

n d

e s

ub

s

tr

ats

sa

tur

és e

n e

a

u m

o

di

fie

l

'a

r

c

hit

ec

tur

e

du

sys

t

è

m

e

r

ac

in

a

i

re, favo

ri

se

la

fo

rm

a

ti

o

n

d

e

r

ac

in

es

d

e gros

di

a

m

è

tr

e

d

é

p

o

u

rv

u

es

d

e

poil

s

ab

s

orb

a

nt

s esse

ntiel

s à

l

a fo

rm

a-ti

o

n d

'ec

romy

c

orhi

zes

(18

,

1

9), co

mm

e

l

e

P

is

oli

t

h

us

o

u

l

e

Rh

izopogo

n.

Ces

r

ac

in

es

d

e

vi

e

nn

e

nt

n

é

r

a

l

e

m

e

nt non

fon

c

tionnell

es e

n t

er

m

es

d

'a

b

s

o

r

p

t

i

o

n

d

'

ea

u

et

d

es é

l

é

m

e

nt

s

nutriti

fs a

pr

è

pl

a

nt

a

ti

o

n

[

1

9, 2

0

].

L

'excès

d

'ea

u

es

t

a

u

ss

i

favo

ri

p

a

r l

a

va

ri

a

bilit

é s

p

a

ti

a

l

e e

n

ge

ndr

ée

p

a

r

l

e

sys

t

è

m

e

d

'

irri

ga

ti

o

n

.

Ain

s

i,

l

'

utili

sa

tion

d

e

l'

as

p

e

r

se

ur

c

omm

e sys

t

è

m

e

d

'

irri

ga

-ti

o

n dur

a

nt

l

a sec

ond

e sa

i

so

n d

e cro

i

s-sa

n

ce,

n

écess

i

te

d

es

qu

a

ntit

és

impor-t

a

nt

es

d

'ea

u p

o

ur hum

ec

t

er

l

es

r

éc

ipi

e

nt

s s

itu

és

d

a

n

s

l

es e

ndroi

ts secs.

L

a ges

ti

o

n d

e

l

'

irri

ga

ti

o

n

e

n

co

ndition

s

op

é

r

a

tionnell

es a s

u

sc

i

l

tud

e

d

e

l

a

fai

sa

bilit

é

d

e

l

a

r

é

f1

ec

rom

é

tri

e

d

a

n

s

l

e

dom

a

in

e

t

e

mpor

e

l

(

RDT

)

,

d

o

nt l

es

prin

c

ip

es

ont

é

t

é

d

éve

lopp

és

p

a

r

F

e

lln

e

r

-F

eld

egg [2

1

).

Ce

tt

e sy

nth

èse

m

e

t l

'acce

nt

s

ur l

'a

d

a

pt

a-tion

e

t l

'

utili

sa

ti

o

n

gra

du

e

ll

e

d

e

l

a

RD

T

pour

c

ontr

ô

l

e

r

e

t optimi

se

r l'i

rr

i

ga

ti

o

n

e

t

p

o

ur r

é

duir

e

l

e

l

ess

ivag

e

d

es é

l

é

m

e

n

ts

min

é

r

aux e

n p

é

pini

è

r

e fo

r

es

ti

è

r

e.

rnh;orc .6.nr;r,.lt .. roc ?nn? · 11 · ?7'i-R1

Techniques

de contrôle

de l'irrigation

P

a

rmi l

es

t

ec

hniqu

es

d

e c

ontr

ô

l

e,

c

it

o

n

s

le

ten

s

iom

è

tr

e,

l

e

p

syc

hrom

è

tr

e,

l

es

bl

ocs

d

e gy

pse,

l

a so

nd

e

à

n

e

utron

,

l

e

potentiel

h

y

driqu

e

du

xy

l

è

m

e e

t

la m

é

thod

e

d

e

p

esée (

15

,

1

6, 22-26)

. C

es

m

é

th

o

d

es

c

omport

e

nt

ce

rt

a

in

s

in

c

on

ni

e

nt

s,

à

savo

ir

:

l

a

n

écess

it

é

d

'

un calib

rage e

t d

e

l'

é

l

a

b

o

r

a

ti

o

n d

'

u

ne co

urb

e

d

e

r

éte

nti

o

n

e

n

ea

u

;

l

a

p

e

tit

e

t

a

ill

e

d

e

fr

ac

ti

o

n

éc

h

a

n

-tillonn

ée

du

s

ub

s

trat

;

l

'

in

ac

ti

va

ti

o

n

e

n

s

ub

s

tr

a

t

s

alin

;

l

a

d

es

tructivit

é

d

es éc

h

a

n-tillon

s; et

l

a se

n

s

ibilit

é

à

l

a va

ri

a

bilit

é

s

p

a

tial

e.

E

n

reva

n

c

h

e,

l

a

RD

T es

t n

o

n d

es

tru

c

ti

ve

e

t p

e

rm

e

t l

'éva

lu

at

i

o

n d

e

l

a te

n

e

u

r e

n

ea

u

v

olum

é

triqu

e e

n t

e

mp

s

r

ée

l

a

u

ni

vea

u d

e

l

a

rhi

zos

ph

è

r

e e

r

l

'

é

ch

a

ntill

o

n-na

g

e d

'

un

gra

nd

vo

lum

e

d

e

sub

s

tr

a

t [

2

2

,

27-33).

À

l

'éc

h

e

ll

e

m

o

ndial

e, ce

tt

e tec

h

-niqu

e n'a

p

as é

t

é a

ppliqu

ée e

n

co

ndi

-ti

o

n

s o

p

é

r

a

ti

o

nn

el

l

es e

n p

é

pini

è

r

e fo

r

es

-ti

è

r

e

.

L

a

d

é

t

e

rmin

a

ti

o

n d

e

l

a te

n

e

ur

e

n

ea

u

vo

lum

ét

riqu

e

p

a

r

la

RDT r

e

p

ose s

u

r

l

a

v

i

tesse

d

e

pr

o

p

aga

ci

o

n d

'

un

e o

nd

e é

l

ectro-m

ag

n

é

tiqu

e

p

e

rm

e

tt

a

nt d

e

p

a

r

co

urir l

es

d

e

ux t

iges

m

éta

lli

q

u

es

d

e

l

a s

ond

e

in

s

t

al

l

ée

dan

s

l

e s

ub

stra

t

à

un

e fré

qu

e

n

ce co

m

p

ri

se

e

ntr

e

1

M

H

z e

t

1 G

H

z

.

Cette v

i

tesse es

t

go

u

ve

rn

ée

p

a

r

l

a c

on

s

t

a

nt

e

di

é

l

ec

triqu

e

(K.

)

qui

,

p

o

ur l

'

ea

u

,

e

st

tr

ès é

l

evée

(

Ka

=

80

), c

omp

a

r

a

ti

ve

ment

aux so

l

s secs

(Ka

=

3-5) o

u

à

l

'a

ir

(

Ka

=

1

).

Plu

s

l

a

co

n

s

tan

ce

di

é

l

ec

triqu

e e

st

é

l

e

v

ée,

plu

s

l

a

v

it

esse

d

e pro

p

agat

i

o

n d

e

l'ond

e é

l

ec

t

ro

-m

ag

n

é

tiqu

e es

t

fa

ibl

e.

Ain

s

i

,

l

a te

n

e

u

r e

n

ea

u

v

olum

é

triqu

e

p

o

mra

ê

tr

e

d

éte

rmin

ée

p

a

r l

a

RD

T

p

a

r l

a se

ul

e

m

es

ur

e

d

e

c

on

s

tan

ce

di

é

l

ec

triqu

e

du

s

ub

s

tr

a

t

avec

un

e

pr

éc

i

s

i

o

n d

e 2 %, e

t un

e

pr

éc

i

s

ion

de

p

é

cici

o

n d

es

m

es

u

res

d

e

1

%

[

3

0)

.

La

r

e

l

a

tion p

a

r

fa

i

re

r

el

i

an

t l

a co

n

s

t

a

n

te

di

é

l

ec-t

r

iqu

e et

l

a te

n

e

ur

e

n

ea

u du

so

l

, ai

n

s

i qu

e

l

a

pr

éc

i

s

i

o

n d

es

m

es

ur

es

d

é

m

o

ntr

e

l

a

6

a

bi-lit

é

d

e

l

a

RD

T

p

o

m d

éte

rmin

e

r

l

a te

n

e

ur

e

n eau

sa

n

s

re

co

urir

a

ux

c

ourb

es

d

e cal

i-br

a

g

e

pour

c

h

a

qu

e s

ol ou

s

ubstr

a

t (

2

2)

.

L

a

RDT p

e

ut

a

u

ss

i

ê

tr

e

uti.li

sée

afin d

'es

cim

e

r

la

s

alinit

é

d

es

ub

s

tr

a

t

s,

l

e

pot

e

n

t

i

e

l m

a

tri-c

iel

e

t l

a c

on

ce

ntr

a

tion d

es

nit

rates

dan

s

l

a

rhi

zos

ph

è

r

e (34, 35).

L

e v

olum

e éc

hanci.l.l

o

rm

é es

t

a

pp

roxi

m

a

ti

-v

e

m

e

nt

cy

lindriqu

e e

t

s

on diam

è

tr

e es

t l

e

doubl

e

d

e

l

a

di

s

t

a

n

ce sé

par

a

nt

l

es

d

e

u

x

(3)

cylindre esr égale

à

celle

de la longueur des

tiges de la

sonde.

La

teneur

en eau

déter-minée par la RDT

esr

une

valeur

moyenne

du

volume

de

sol échanrillonné ; elle esr

rrès

sensible

à

la teneur

en eau aurour

des

riges de la

sonde

[31].

Adaptation de la ROT

au contrôle

de l'irrigation

en récipients

à

parois ajourées

Au

Québec, les premiers rravaux

concer-nant le

contrôle

de la

teneur en eau au

niveau de la

rhizosphère

des

subsrrars

rourbeux

ont

urûisé les premiers modèles

de la RDT

(modèle

1502b

,

Tektronix

Inc.

,

Richmond, OR,

USA

)

qui

esrimenr

la teneur

en eau

à

parrir des rraces des

signaux

de l'onde

élecrromagnérique [29,

36, 37] (photo 2).

Depuis

1993,

une

n

ouvelle généra

ri on d

'appareils

(modèle

MP-917

,

ES! Environmental

Sensors Inc.,

Victoria,

CB, Canada

)

,

avec

une sonde

développée

spécifiquemenr

pour

les

cul-tures

en

récipienrs

a éré commercialisée,

permerran r de mesurer directement

la

reneur

en eau

volumérrique (cm3/cm3)

sans

recourir

à

l

'

urilisation des rraces des

ondes

électromagnétiques. Cependant,

l'urilisarion de

sondes

munies d

'

une

seule

diode

a

induir parfois des

lectures

erronées

dans des

subsrrars fortement

saturés en eau, suite

probablement

à

une

mauvaise détecrion de

l'extrémité

de la

sonde enfoncée

dans le

subsrrat

[38].

Ce

problème

a éré

résolu par

l'

ajout

d'une

deuxième diode

à

la sonde

dans le

cas

des récipients

à

parois

ajou

rées

(photo 3).

La première diode

est

incorporée

à

la

base de

la sonde

tandis que

la

deuxième

est

fixée manuellement

à

l'extrémité

des

deux

tiges

parallèles

en acier

inoxydable

(longueur:

39

cm;

diamèrre:

3,17

mm;

espacemenr

entre

les tiges

:

1

cm),

rour

en

respectanr la polariré pour permerrre

une lecture précise de la

teneur en eau.

La

sonde est

insérée horizontalement

au

niveau des

fenres

de

cinq cavirés

adja-centes

à

mi-hauteur du récipient [38-43].

Le logiciel de

calcul

des

teneurs en eau

ViewPoint

esr

inrégré

au

MP-91

7

er

rienr

compte

de l

'

alternance des porrions de

la

sonde en contacr

direct

avec

l

'air er

le

subsrrar

[39].

Photo 2. Estimation de la teneur en eau

à partir des gra-phiques générés par un des premiers modèles de

Tektro-nix (modèle 1502,

Tektronix Inc.,

Rich-mond, OR,

États-Unis) utilisant les

principes de la réflectométrie dans le domaine tempo-rel (Cliché : M.S. Lamhamedi). Photo 2. Estimation of

the water content

using graphies genera-ted by one of the first

models of Tektronix

(mode/ 1502, Tektronix Inc., Richmond, OR, USA) using the principles of time domain reflectometry (Photo: M.S. Lamhamedi).

Photo 3. Nouvelle génération d'appareils (MP-917, ES/ Environmental Sensors Inc., Victoria,

CB, Canada) permettant de mesurer directement en temps réel la teneur en eau au niveau de

la rhizosphère.

A noter que la sonde spécifique aux

récipients à parois ajourées est insérée horizontalement

à

mi-hauteur et est dotée de deux diodes indiquées par les flèches. La sonde peut être ajustée aux récipients à parois fermées (Cliché: M. Renaud).

Photo 3. New generation of instruments (MP-917, ES/ Environmental Sensors Inc., Victoria, BC, Cana-da) which allow for real-time measurement of the water content of the rhizosphere. Note that the probe specific to air-slit containers is inserted horizontally midway up the container and is equipped

with two diodes, as indicated by the arrows. The probe can be adjusted for use with solid walled

containers (Photo: M. Renaud).

En

pépinière, une p

é

riode de

30

min

après

irrigation

esr suffisance

pour

atteindre

une

stabili

ré des reneurs

en eau

dans les

substrars rourbeux

(rourbe/ver-m i

cu

I ire:

3/1 ;

v/v)

[38-40]

.

Les

mesures

de teneurs en eau effectuées

par

la RDT

sonr significativement corrélées

avec celles

déterminées par pesée, quels

que

soient

le

subsrrar er

le

volume

du

por

[30

,

38].

Des par

a

mètres de

calibrage

,.. 1 .

spécifiques au substrat rourbeux ont été

introduits

dans l

'

algorithme d

'estimation

des

teneurs en eau. Ainsi,

l

'

utilisation du

MP-91

7

doré

d

'

une

sonde

à

double

diode est

une rechnique

rapide

,

souple

d

'

emp

loi et

très

précise. Lorsque

la

sonde esr

insrallée

,

le remps requis pour

déterminer la reneur

en eau du subsrrar

dans

un

récipienr

dépasse raremenr

20 secondes.

(4)

Contrôle

de l'irrigation

en pépinière

forestière

La RDT a

été

utilisée en

vue

de

gérer

l'irrigation

et de réduire

les

apports d'eau

lors

de

la

première saison de

croissance,

en

vérifiam

l'absence

d'effet négatif de

cette réduction

sur

la cro

issance et

la

physiologie des semis

(!

+

O) produits

so

us

tunnel. En

1996,

un

dispositif

expérimemal

en

six blocs aléatoires

com-plets

a

été

installé

à

la pépinière de

Grandes-Piles

(46° 41'

N,

72° 41'

0)

pour

évaluer

les

effets

de deux régies

d'irrigation

(25

et

40 %,

v/v) sur

la

croissance,

le statut

nutritionnel,

l'archi-tecture des racines

et

la

tolérance au gel

des sem

is

d

'épinette blanche

(1

+

0)

[Picea

glauca

(Moench.) Voss] (39,

41].

Chaque régie d

'

irrigation consiste

à

maintenir une

teneur en eau

du

substrat

constante au

niveau de la rhizosphère

roue

au

long de

la

première

saison

de

croissance. L'uniformité des

teneurs

en

eau

dans

les

cavités des récipients placés

à

l

'intérieur des tunnels

était

assurée par

l

'

ucilisacion d'

un robot d'arrosage

moto-risé

(modèle Aquaboom

Hamois, Québec,

Canada) muni de

22

buses d

'arrosage

et

fonctionnant

à

une pression de

2,3

kg/cm3.

L'efficacité d

'arrosage de

ce

système varie entre

90

et

95

%.

L'évalua-tion

et

l'ajustement des teneurs en eau

trois fois par

semaine

(lundi, mercredi

et

vendredi)

om

écé

suffisants pour

mainte-nir les valeurs ciblées.

Nos résultats démontrent qu'

une

diffé-rence de

15

%

(v/v) entre

les

deux régies

(25

et

40 %,

v/v)

n

'

a

pas d

'

effet

signifi-catif sur

les

variables morphologiques

(hauteur,

diamètre

au collet,

masses

sèc

hes

des racines

ec

des parties

aériennes) et

l'a

rchitecture des racines

(longueur totale,

diamètre moyen

ec

sur-face)

évaluées

vers

la

fin de la première

saison

de croissance. En revanche,

la

régie d'

irrigation

(25

%,

v/v) a montré

une fertilité du

substrat et

des

concentra-tions

en

éléments nutritifs dans

les

racines

et

dans les parties aériennes,

supérieures

à

celles

de

la

régie d

'irriga-tion

40 %

(v/v). Les résultats d'analyse

de

variance

indiquent

que

la

régie d'

irri-gation n'a aucun effet

sur

la tolérance

au

gel de

semis

mesurée par

la

perte en

eau

des racines,

la

capacité

de

croissance

des

racines,

la

libération

des

électrolytes et

le

pourcentag_e de matière

sèche évalués en

automne. A

la

fin de

la

deuxième

saison

de

croissance

à

l'extérieur, sous

les

régies

de

culture

standard de

la

pépinière de

Grandes-Piles, on n'a

pas noté de

diffé-rence

encre

les deux régies

sur

les

variab

les

morphologiques

et

les

concen-trations des éléments minéraux. Nos

résultats

laissent

présager qu'

une régie

d

'

irrigation variant

entre

25

et

40 %

durant la première

saison

de croissance

est adéquate

pour

atteindre

les

standards

de

croissance

souhaités. En revanche, il

reste

à

déterminer

le seuil

minimal de

teneur en

eau

en dessous duquel

la

crois-sance

et

la

physiologie des

semis sont

significativement affectées.

De plus,

le

pépiniériste devrait

concevoir son

calen-drier de fertilisation

en

tenant

compte

non

seulement

des

standards

de

croissance,

mais

aussi

de l'évolution de

la

fertilité du

s

ubst

rat

,

laquelle

est affectée

par

l'absorption des

racines, les

apports en

fertilisants,

l'irrigation

et

les

précipita-tions pour ce qui

a

trait

aux

cultures

à

l'extérieur (2

+

0).

Le suivi

des teneurs

en eau

dans

six

tun-nels de production,

en

1997,

à

la

pépi-nière de Grandes-Piles

avec

réajustement

des

teneurs

effectué en fonction de quatre

sondes

placées dans

chaque

tunnel

,

montre que les

teneurs en eau ciblées

variaient

entre

25

et

35

%

(v/v) (valeur

moyenne autour de

30

%)

(figitre

2).

45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Teneur en eau {% v/v) juin juillet

Optimisation

de l'irrigation

en pépinière

forestière

Deux

dispositifs

en six

blocs

aléato

ires

complets (quatre régies d'irrigation :

15

,

30, 45

et

60

%,

v/v) om été

installés

en

1998 et

1999,

dans

le

même tunnel,

à

la

pépinière du

Centre

de production de

planes forestiers du Québec

(47°

02

'

N,

70°

55'

0),

en vue

d'opùmiser les régies

d'

irrigation

en

fonction des

srades

de

croissance (germination

et

apparition

des

premières

aiguil

l

es,

croissance

active

er

endurcissement)

respectivement des

semis

d

'

épinette

blanche

et

d'épinette

noire

(l

+

O)

(

Picea

mariana [Mill.]

BSP)

(photo

4).

Les régies d

'

irrigation

sont

maintenues

constantes

à

l

'aide de

la

RDT

durant

la

première saison de

croissance

(figiere

3).

Le

calendrier

de fertilisation

a

été ajusté

roue

au

long de

la

saison

de

croissance en

utilisant le

logiciel

Plantec

(44,

45]

pour maintenir une

fercilicé

moyenne du ubscrat de

200-300 ppm

N

et

de

50-100

ppm N respectivement

pour

l

pinecce blanche

et

l'épinette

noire

et ce,

quelle que

soie

la

régie d

'

irri-gation appliquée.

Huit

échantillonn

ages

pour l

'

épinette

blanche

et sept

pour

août septembre octobre

Figure 2. Exemple de suivi et de contrôle à l'échelle opérationnelle de la teneur en eau moyenne du substrat au niveau de la rhizosphère, variant entre 25 et 35 % (v/v), dans six tun-nels à la pépinière de Grandes-Piles (Québec, Canada) à l'aide du MP-917. Chaque tunnel a une capacité moyenne de production de l'ordre de 110 400 plants produits dans les récipients

à

parois ajourées (25-350A) (n = 6 ± erreur standard).

Figure 2. An example of the contrai and monitoring, on an operational scale, of the average substra-te wasubstra-ter consubstra-tent in six tunnels at the Grandes-Piles forest nursery (Ouebec, Canada) using the MP-917. The average water content varied between 25 and 35% (v/v). Each tunnel has an average pro-duction capacity of 110.400 air-slit containerized seedlings (25-350A) (n

=

6 ± standard error).

(5)

Photo 4. Dispositif expérimental d'épinette blanche installé sous tunnel au Centre de produc -tion de plants forestiers du Québec (Canada) (Cliché : M.S. Lamhamedi).

Photo 4. Experimental design for white spruce seedlings ( 1 + 0) installed under tunnel conditions at

the Centre de production de plants forestiers du Québec (CPPFQ; Sainte-Anne-de-Beaupré, Quebec,

Canada) (Photo: M.S. Lamhamedi).

Teneur en eau (% v/v) 70 60 50 40 30 20 10 0 juin juillet 60 % v/v 45 % v/v

août septembre octobre

Figure 3. Contrôle et

optimisation de

quatre régies

d'irri-gation maintenues

constantes,

à

l'aide

du MP-917, durant la

première saison de

croissance des semis

d'épinette noire pro-duits dans les réci -pients à parois

ajou-rées, sous tunnel, au

Centre de production de plants forestiers

du Québec (Canada)

(n = 6 ± erreur

stan-dard) [43].

Figure 3. The control

and optimization of

four different

irriga-tion regimes, maintai-ned at a constant level during the first growing season of air-slit containerized black spruce seedlings

grown in a tunnel at the Centre de production de plants forestiers du Québec (CPPFQ; Saint-Ann

e-de-Beaupré, Quebec, Canada) (n = 6 ± standard error) [43].

l

'ép

in

erte

noire ont

éré

r

éa

li

sés,

de

j

uill

er

à

ocrobre, afi

n

de

faire

un

suivi intensif

des

var

i

a

bl

es

morpholo

giq

u

es (

h

a

uteur

,

diam

è

rr

e a

u

co

ll

er,

poids

sec

d

es rac

ine

s

et

d

e

la pani

e aé

ri

en

n

e),

du

stat

ut

nutri-ti

onnel

d

es

plant

s e

t du

s

ub

strat (N,

P

,

K,

Ca et

Mg),

l

es

relations

h

y

driqu

es,

le

s

éc

h

a

n

ges gazeux,

l

e

développement de

l

a

c

mi

c

ul

e er

des primordia,

et

l'architectu-re

du

sys

r

ème rac

in

ai

r

e

par l

e

l

og

i

ciel

WinRhizo (Instruments

R

égent

Inc.,

Qué-bec,

QC, Canada).

Dans le

cas

de

l

pi-n

erre

blanche,

l

es

di

fféren

r

s s

u

cres

so

lubl

es (raffi

n

ose, sacc

h

arose,

frucrose,

ino

s

irol

er

mannirol

) er

l

es aci

d

es

qui

-niqu

e e

r

s

hikimique

om

été

d

é

t

e

rmin

és

dans

les

racines

e

r les ri

ges

l

ors

d

es

d

eux

derniers

éc

h

anri

ll

onnages.

Les

var

i

a

bl

es

e

n

v

ironn

eme

ntal

es

ont

éré e

nr

eg

i

srrées,

avec

un

sys

r

ème

d

'

acqu

i

sirio

n

de

don-nées,

d

e

façon continue duranr

l

a sa

i

so

n

d

e cro

i

ssance.

D

es

pluviomèrres onr

éré

in

sra

ll

és

d

a

ns un

bloc

d

e c

haqu

e

rraite-menr pour déterminer

avec

précision

l

a

C'nhiF>rs AnrirnlhirF>~ ?002 : 11 : 275-83

quanrité d

'ea

u

urili

sée

pour chaque régie

d

'

irrigarion. La

d

esc

riprion d

e

l'

approc

h

e

mérhodologique

esr

présentée

d

'

un

e

façon déraillée

d

ans

nos récenrs

rr

avaux

[41-43

,

46].

V

e

r

s

l

a

fin de

l

a

pr

em

i

è

r

e saiso

n d

e

crois-sance

des

se

mis d

pinerte blan

c

h

e,

l

e

mainrien des régies

d

'

irrigarion (15,

3

0

er 45

%),

roue

au

lon

g

de

l

a saiso

n d

e

croissance

,

a

n

écessiré res

p

ecr

ivemenr

28,

37

e

r

46

%

de

l

a

quanrir

é

d

'ea

u

appli-qu

ée

dans

l

e

cas

de

l

a

r

ég

ie 60

%

(figure 4a).

D

a

n

s

l

e cas

d

e

l

pin

e

rr

e

noir

e,

l

e

maincien

d

e ces

mêmes régies

d

'

irrig

ar

i

o

n

a

n

écessi

r

é 24,

27 et

38

%

par rapporr

à

l

a

r

ég

i

e

d

'

irrigation

60

%

(figure

4

b). Ainsi,

l

es

qu

a

mir

és

d

'

eau

uri

-li

sées

varienr

en

foncrion

de l'essen

ce

à

produir

e er

d

es va

ri

a

bl

es env

ironnem

e

n

-rales

saiso

nni

è

r

es (tempérar

ur

e,

humidir

é

relarive,

erc.) so

u

s

runnel.

Les

semis

d

'

épi

n

erre

blanche

so

umis

à

la

régie

1

5

%

o

nt

montré une

h

a

uteur

,

un di

a-mètr

e

au

co

ller, d

es

m

asses sèc

h

es

d

es

racines,

d

es

pani

es aér

i

en

nes

e

r

rorales,

un

e s

ur

face et

un

e

lon

g

u

e

ur de

s

r

ac

in

es,

un

e

phorosynrhèse nerte

e

t un

co

nc

e

nu

e

n

é

l

émenrs

nurririfs

sig

nifi

car

i

ve

m

e

nr

inf

ér

i

e

ur

s co

mpar

ar

i

ve

m

e

nr

a

u

x sem

i

s

croissanr

so

u

s

l

es

r

ég

i

es 3

0

,

45 er 60

%

(figures 5 a-b,

6

er

7).

Cerce

diminurion

sous

l

a

r

égie

15

%

esr

due

en grande

p

ar-ri

e

à

l

a

diminurion du

mass

flow

er

de

l

a

diffu

s

ion de

s

ions

a

u ni

vea

u d

e

l

a

rhizo-sphère

[

48]

.

P

ar co

mp

a

rai

so

n

aux régies

3

0

%

er

45

%,

l

e

m

a

inri

e

n de

l

a

r

ég

i

e

60

%

n

'a

p

as

p

e

rmi

s

un

e a

u

g

m

e

nrarion

,

e

n

termes de

cro

i

ssance,

d

es

racines,

d

es

parties

aér

i

e

nn

es,

d

'a

b

sor

prion d

es é

l

é-mencs

nurriri

fs e

r d

es s

u

c

r

es.

L

'

iniri

ar

ion

d

e

l

a

formarion

d

es

b

o

ur

geo

ns

éraie

plu

s

rapide

so

u

s

l

a

r

ég

i

e

d

'

irrigarion

15

%

qu

'avec

l

es a

urr

es

régies

éval

u

ées [46].

Le

l

ess

i

vage

varie

d

'

un

e

façon

exponen-rielle

en fo

n

cr

ion d

e

l

'

a

u

g

m

e

ncacion d

e

l

a

teneur

e

n

eau

(figure 8) e

r de la f

ert

ilir

é

du

subsrrar

,

de

sorte qu

'

on

peur

éco

no-miser d

es

quanciré

s

importantes

d

'ea

u

e

r

de ferrilisanrs.

Pour mainrenir, p

a

r

exe

mpl

e,

un

e

fertiliré

d

e 2

00

à

3

00 ppm

N roue

a

u long d

e

l

a

première

saiso

n d

e

croissance,

c

haqu

e

pl

a

ne d

'

é

pin

e

rr

e

blan

c

h

e a

reçu

4

8

, 55,

61

er 79

mg

N

respectivemenc

pour l

es

r

ég

i

es

15,

30,

45

et 60

%.

Après

un

e

fertilisarion simi

l

aire

e

ntr

e

l

es

quarre régies

d

'

irrigarion

,

l

es

perces

e

n

é

l

é

menc

s

nurririf

s

inclu

a

m l

es

anions

er

l

es car

ion

s so

u

s

l

a

régie 60

%

so

nr

plus

é

l

evées

p

a

r

comparaison

a

u

x

aurres régies

(figure

9)

.

L

'év

aluation du

l

essivage

lor

s

de l

a

d

eux

i

è

m

e

saison

d

e

cro

i

ssance

monrr

e

que

l

es

perces

en é

l

(6)

é-Eau cumulative (mm) 180 a 160 15%v/v 140 - 3 0%v/v - 45%v/v 120 60 % v/v 100 80 60 40 20 0 300 b 250 200 150 100 50 0

juin juillet août

ments nutritifs peuvent dépasser

30

%

de

l

'azote app

liqu

é [48].

Le lessivage

peut varier

en

fonction de

la

cro

i

ssance

et

de l'architecture des cacines qui ont

un

effet

majeur

sur

la

capacité

d

'

absorp

-tion des

éléments

nutritifs. Pour

assurer

une production de plants respectueuse

de

l

'environnement,

il paraît judicieux

de

gérer

l

'

irrigation

et

la fertilisation

en

tenant compte

de

l

a

teneur

en eau

,

de la

fertilité du

substrat et

des besoins du

plant

(a

u li

eu

de

l

a croissance et

de la

co

uleur

des aiguilles

et

du

feuillage).

Cette approche

permettra d

'

éviter

le

recours

aux

l

essivages

répétés pour

dimi-nuer

l

a sa

linité

du

substrat causée

soir

par

l

a

combinaison d

'

un

ajour excessif de

fertilisants ou d

'

une

eau

riche, par

exemp

l

e

dans les

zones semi-arides er

arides

,

en carbonates.

Dans

l

es

pays où

on n

'

utilise pas des

s

ub

strats

à

base

de

courbe,

l

e

pépiniériste devrait

choisir

un

s

ub

strat ayant

des

capacités

de rétention

en eau et

d

'

échange carionique

plus

éle-vées afin

d

e

diminuer les irrigations très

fréquentes

et

l

es

perces des ions par

l

ess

i-vage

.

Certains

pépiniéristes uti

l

isent des

agents

mouillants pour

économiser

l'eau

et faci

lit

er

l

'

humectation du

substrat

sui

te

à

un

dessèchement.

Pour optimiser davantage

le

s apports en

eau et

diminuer le lessivage des

é

l

éments

minéraux, un modèle dynamique de

l

a

gestion

de

l

'

irri

gation a été

proposé

en

tenant compte

de

l

a

réponse

morpholo-gique et

physiologique des semis d

'

épi-nette blanche

er

d

'

épinerre

noire

[39-43,

49], en

fonction des

stades

de

développe-septembre octobre

Figure 4. Suivi en continu des quantités d'eau utilisées après germination pour maintenir les quatre teneurs en eau au niveau de la rhizo

-sphère des semis d'épinette blanche en 1998 (a) et d'épinette noire en 1999 (b) pro

-duits dans les réci

-pients à parois ajou-rées sous tunnel [42,

43].

Figure 4. Continuous monitoring of the quantity of water used, alter the germination phase, to maintain four different irrigation regimes for a) white spruce (1998) and b) black spruce (1999) seedlings grown in

air-slit containers in a tun-nel (42, 43].

ment. Lors de

l

a

phase d

'

éta

blis

sement

(germination et

apparition des

coty

l

é-dons)

,

l

a

teneur en

eau

devrait

être

maintenue

entre 4

0

et 45

%

pour

favori-ser

l

a germination er

l'élongation de

l

'

h

ypococyle et éviter

la formation de

mousses. Durant la phase

d

e croissance

active,

l

a

teneur en

ea

u

pourrai r

être

réduite pour

osciller entre 30 et 40

%.

Le début de

l

a

phase d

'

endurcissement

des semis devra

être

déclenché

l

orsque

l

es se

mi

s

ont presque

atteint

la

h

auteur

cib

l

e (7 à

8

cm),

en réduisant

l

a teneur

en

ea

u

entre 18

et 25

%

après

une baisse

de la phoropériode

et

de la température

de

l

'

air,

afin

d

'

arrêter

l

a croissance en

hauteur

e

t d

e

favoriser

l

a

formation

d

es

bourgeons

avec

amélioration

de

l

a

résis-tance au

ge

l h

ât

if.

D

'

a

utr

es scénarios

de

160 Surface des racines (cm

2 ) 140 15% - 30% 120 - 45% 60% 100 80 60

,,,,

40 20 0 8 6 4 3 2 0 1 000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0

Hauteur de la partie aérienne (cm)

a

juillet août 15% - 30% - 45% - 60% septembre octobre Masse sèche totale (mg)

b

juillet août septembre octobre

Figure 5. Évolution de la croissance en hau -teur (a) et de la masse totale sèche (b) des semis d'épinette blanche soumis

à

quatre régies d'irrigation (15, 30, 45 et 60 %, v/v) durant la première saison de croissance (n =

72 ± erreur standard) [42].

Figure 5. Development of a) height growth and

b) total dry mass of white spruce seedlings grown under four different irrigation regimes

(15, 30, 45 and 60%, v/v) during their first gro

-wing season (n = 72 ± standard errer) (42].

production peuvent

être introduits en

fa

i

sant varier

la régie d

'

irrigation pour

induir

e

un

préconditionnement des

semis

à

l

a

sécheresse en vu

e

d

'

améliorer

l

eur

résistance

au stress

hydrique.

Figure 6. Évolution de la surface des racines des semis d'épinette blanche soumis à quatre régies d'irrigation (15, 30, 45 et 60 %, v/v) durant la premiè-re saison de crois-sance (n = 6 ± erreur standard) [42].

juillet août septembre octobre

Figure 6. Development of root surface area of

white spruce seedlings

grown under four dif -fe rent irrigation regimes (15, 30, 45, and 60%, v/v) during their first growing

sea-son (n = 6 ± standard errer) [42].

Figure

Figure  1.  Zones  de  pénurie  et  ressources  en  e au  renouvelables  par  an  et  par  habitant ,  esti -
Figure  2.  Exemple  de  suivi  et  de  contrôle  à  l'échelle  opérationnelle  de  la  teneur  en  eau  moyenne  du  substrat  au  niveau  de  la  rhizosphère,  variant  entre  25  et  35  %  (v/v),  dans  six  tun-nels  à  la  pépinière  de  Grandes-Pile
Figure  3 .  Contrôle  et
Figure  4 .  Suivi  en  continu  des  quantités  d'eau  utilisées  après  germination  pour  maintenir  les  quatre  teneurs  e n  eau  au  niveau  de  l a  rhizo
+3

Références

Documents relatifs

L for results obtained with optimized parameters with HYDRUS-1D on lysimeter data; P* for results obtained by applying the mean optimized parameters from the 165 cm deep profile

The largest values of intercept were observed for fine-textured soils from A10 to A13 and the smallest values were for coarse-textured soils A1, A2, A4 and A5 (Table 2). The

Comparison of a bioremediation process of PAHs in a PAH-contaminated soil at field and laboratory scales.. Christine Lors, Denis Damidot, Jean-François Ponge,

The results from this analytic solu- tion can now be compred to numerical solutions produced by MEKIN, THERMIT, and THIOD using various nodal spacings and time step

Laetitia Cavassa, Bastien Lemaire, Antoine Boisson, Guilhem Chapelin, Giulia Ciucci, Christine Durand, Jean-Marie Gassend, Giovanni Festa, Marcella Leone, Agnès Oboussier, Fabrice

Qu’elle soit pensée comme signe des passions qui nous affectent, comme trace de la genèse d’un langage originel que le progrès des langues et leur institution

Les instruments suivants ont été installés à 20, 40 et 60 cm de profondeur : (i) des sondes TDR (Time Domain Reflectometry, réflectométrie dans le domaine temporel) de modèle CS

The novelty of this paper is to propose an efficient method for the detection, characterization and localization of defects in faulty wiring networks using the time domain