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Dernière mise à jour : Mai 2018

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UMR ECOSYS - Ecologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes

Rôle du phylloclimat dans la résistance structurelle d'un couvert aux maladies aériennes fongiques

M. Chelle

Collaborations

INRA EGC Bio-Atm , PIAF, UEPF, CSE ; IUT Calais (LIL) ; Université de Wageningen

La structure du couvert végétal influence le développement épidémique en déterminant le microclimat en son sein. L'objectif de ce projet est d'identifier et quantifier le rôle des variables climatiques : température, rayonnement.

Il se décline en 3 axes : (i) déterminer la variabilité phylloclimatique intra et inter-couvert, (ii) quantifier la sensibilité à cette variabilité du système Plante-Microclimat-Pathogène, (iii) identifier les paramètres synthétiques de structure du peuplement impliqués dans la résistance structurelle via les transferts de masse et d'énergie.
Les questions de recherche sous-jacentes reposent sur les hypothèses suivantes :

- L'estimation satisfaisante d'un processus biologique implique de caractériser la variable le pilotant réellement (et non un de ses indicateurs) e.g. température de feuille > température météo.

- Des modèles non-linéaires à visée cognitive ou prédictive nécessitent d'utiliser la distribution spatio-temporelle d'une variable plutôt que sa moyenne.

- Une loi de réponse établie en conditions contrôlées (stables) reste valide au champ (fluctuant).

- L'utilisation de la géométrie 3D du couvert est nécessaire pour identifier sans ambiguïté toutes les variables-clés de structure impliquées dans les transferts physiques.

- Des peuplements différents de par leur géométrie intra et inter-plante peuvent avoir des propriétés de transferts physiques similaires.

Déterminer la variabilité phylloclimatique intra et inter-couvert

Les études de cet axe se baseront essentiellement sur des simulations numériques, à partir de modèles de transfert physique, faisant peu d'hypothèses sur la structure du peuplement (approche 3D surfacique), ainsi qu'à des expérimentations de cadrage et de validation. Cette démarche a été utilisée avec succès dans une étude précédente de l'action du rouge clair/rouge sombre (R:FR) sur le tallage du blé. En effet, le modèle de radiosité mixte nous a permis de déterminer la variabilité du R:FR au sein du couvert et d'utiliser ces résultats pour tester une hypothèse de régulation du tallage par le R:FR. Une expérimentation sur la variabilité inter-couvert (2 niveaux N x 3 génotypes) de la température et de l'humidité d'air a montré des différences de température d'air entre traitements azotés, mais peu significatives entre les génotypes à ports foliaires pourtant très contrastés.

Quantifier la sensibilité à cette variabilité du système Plante-Microclimat-Pathogène

La réponse des processus épidémiques aux variables phylloclimatiques est généralement non-linéaire. Ceci implique que la variabilité de cette réponse n'est pas simplement inférable à partir de la variabilité phylloclimatique, ainsi que le démontre l'inégalité de Jensen. De plus, un modèle épidémique nécessite la prise en compte des interactions entre ces différentes réponses. Une analyse de sensibilité des modèles épidémiques à l'échelle foliaire, est donc nécessaire pour identifier les variables-clés, leur potentiel d'action sur l'épidémie en conditions naturelles et le réalisme des spécifications pour la création de couverts structurellement résistants via le microclimat. Une première étape a consisté en l'encadrement en 2007 d'un stage de M2 sur une première modélisation de fonctions épidémiques à l'échelle foliaire et l'étude de leur sensibilité aux variables climatiques.

Identifier les paramètres de structure impliqués dans la résistance structurelle

La finesse de description de la structure, et ainsi le nombre de paramètres, nécessaire pour discriminer deux structures végétales par rapport à des processus épidémiques via leur microclimat et leur "disperstance" (néologisme définissant les caractéristiques d'une structure par rapport à la dispersion de spores) dépend du type de transfert physique. Ainsi, la circulation d'eau liquide nécessite plus de détails que les transferts turbulents.

Notre contribution à cet axe a été limitée à une participation à des études sur l'effet de l'agrégation du feuillage sur le transfert radiatif. En 2007, un stage de l'école Polytechnique a porté sur l'importance de l'azimut inter-plante sur l'interception du rayonnement, facteur souvent mal pris en compte dans les modèles architecturaux de plantes, que nous envisageons d'utiliser pour modéliser les interactions Plante-Microclimat-Pathogène.

See also

PUBLICATIONS

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