Quantifying the nitrogen demand of individual plants in heterogeneous canopies

Quantifying the nitrogen demand of individual plants in heterogeneous canopies: A case study with crop and weed species

Perthame L, Colbach N, Brunel-Muguet S, Busset H, Matejicek A, Lilley J, Moreau D (2020) Quantifying the nitrogen demand of individual plants in heterogeneous canopies. Case study with crop-weed canopies. European Journal of Agronomy. 119, 126102.

Les modèles de culture individus-centrés (c’est-à-dire qui représentent chaque plante individuelle du couvert), comme le modèle FlorSys, peuvent donner des pistes pour gérer les adventices tout en réduisant l’utilisation des herbicides.

Dans les couverts hétérogènes (comme par exemple les couverts culture-adventices ou les cultures associées), l’accès à la lumière de chaque plante individuelle est différent, selon sa position dans le couvert (dominante ou dominée). Cet accès à la lumière jouant un rôle déterminant sur la demande en azote de chaque plante, un défi majeur pour la modélisation est d’identifier un formalisme qui permet d’estimer la demande en azote à l'échelle de la plante, indépendamment de l'environnement lumineux. Dans ce cadre, nous avons analysé la relation entre la quantité d'azote aérienne de la plante et sa biomasse foliaire pour déterminer si elle pouvait permettre d'estimer la demande en azote à l'échelle de la plante indépendamment de son environnement lumineux.

Nous nous sommes appuyés sur des données issues d’expérimentations en serre portant sur plusieurs espèces cultivées et adventices. Les plantes étaient cultivées individuellement en pot, sous différentes conditions de disponibilité en azote et de lumière pour mimer différents niveaux d’accès aux  ressources.

A l’échelle de la plante, la quantité d'azote aérienne était proportionnelle à la biomasse, lorsque les plantes étaient à nutrition azotée optimale (au stade végétatif). L'effet de la lumière sur la quantité d’azote des parties aériennes par unité de biomasse foliaire était mineur. Cette relation entre quantité d’azote aérienne et biomasse foliaire (à l’échelle de la plante et à niveau de nutrition azotée optimal) était stable pour une espèce donnée dans diverses conditions de croissance.

Ces résultats renouvellent des concepts de base de l’écophysiologie qui ont été principalement développés pour des couverts homogènes. La relation identifiée ici pourra être utilisée dans la modélisation des couverts hétérogènes. Elle pourra par exemple être utilisée pour modéliser le fonctionnement des interactions culture-adventices ainsi que des cultures associées et des mélanges variétaux qui sont appelés à jouer un rôle grandissant dans les systèmes de culture durables.

Voir aussi : dx.doi.org/10.1016/j.eja.2020.126102

Date de modification : 24 avril 2023 | Date de création : 08 mars 2021 | Rédaction : Delphine Moreau