Relation entre le LAI et la lumière transmise

Changements d’échelles : de la plante individuelle au fonctionnement du peuplement

Par le passé, des essais agronomiques d’évaluation des PdS en présence d’adventices (populations plurispécifiques) ont parfois fourni des résultats contradictoires en Martinique (Achard, communication personnelle). Une multitude de facteurs influe sur la réussite de l’implantation d’une PdS : le travail du sol, la date de semis, la densité de semis, le précédent cultural, le type de sol, la nature de la flore et l’abondance des adventices, etc. Dans notre essai par exemple, alors que nous
avions prévu des densités semblables pour toutes les espèces, celles-ci se sont révélées relativement variables (cf. Annexe II).
L’évaluation d’espèces en plantes individuelles par l’approche des traits fonctionnels permet tout d’abord de caractériser des espèces de PdS et de les comparer entre elles. Les traits choisis doivent être liés à la fonction de couverture des plantes pour revêtir un caractère explicatif. L’essai montre que la « biomasse fraîche » et le « SLA » sont deux traits étroitement liés à cette fonction. La biomasse est elle-même fortement liée au poids frais d’une plante au stade première feuille (1F), et au taux de croissance potentiel relatif. Le C. pascuorum semble être la plante la plus intéressante en termes de couverture, suivie par le P. phaseoloides et le S. guianensis, le N. wightii affichant des performances clairement en deçà des autres espèces. Sur la base des quatre espèces étudiées, d’autres traits, comme la proportion de feuilles par plantes, semblent toutefois plus difficiles à interpréter. L’ensemble des traits utilisés constituent néanmoins les composantes d’un référentiel d’analyse du comportement des plantes dans des conditions standard. Dans la gamme d’espèces testées, le port de la plante (érigé ou lianescent) ne contraint pas la réponse des traits aux conditions du milieu ; N. wightii et P. phaseoloides sont tous deux lianescents, et ne répondent pas à la densité de la même façon.
Les résultats obtenus sur les plantes individuelles ont montré une capacité de prédiction des traits à l’échelle peuplement (monospécifique) au stade jeune (30DAS). A des stades de développement plus avancés, on observe un écart entre les traits observés en caractérisation individuelle et en population (monospécifique) correspondant à l’apparition de la concurrence intraspécifique. La concurrence intraspécifique est liée à la densité de plantation, dont les effets engendrent de la plasticité sur les traits fonctionnels. L’apparition de ces écarts est donc fixée par la densité et ses effets et non par le temps. Pour une meilleure représentation, il serait intéressant demieux comprendre les relations entre la plasticité des traits et la densité, qui détermine, en peuplement, la disponibilité des ressources.Comme entre l’échelle individuelle et l’échelle population monospécifique, des variations existent sur les traits entre les échelles monospécifiques et plurispécifiques. Les mêmes tendances sont effectivement observées dans ce changement d’échelle, mais les différences sont moins importantes. Au vu de ces résultats, il est envisageable de représenter le fonctionnement de ces couverts en fonction de l’interception de la lumière par les différentes communautés comme le propose Debaeke (1997). Comme l’approche traits fonctionnels permet de représenter les performances de couverture d’espèces de PdS (Den Hollander, 2007,Tixier et al 2011), la compréhension de la plasticité des traits fonctionnels observée entre l’échelle individuelle et l’échelle population devrait permettre de mieux prédire le comportement de l’espèce de plante de services dans des couverts plurispécifiques et de mieux décrire leurs performances à l’installation dans une large gamme de contextes.
Perspectives :
Pour la caractérisation, Il semble souhaitable de faire faire davantage de mesures au début du développement des plantes, afin de préciser le moment où la croissance exponentielle se met en place pour chacune des espèces. Les résultats acquis sont satisfaisants pour le P. phaseoloides et le C. pascuorum mais insuffisants en termes de précision pour le N. wightii et le S. guianensis. De même, il aurait été souhaitable d’effectuer davantage des mesures de la part de lumière interceptée. Lors du premier relevé, seul le C. pascuorum était suffisamment développé pour former un couvert permettant les mesures de lumière. Ces mesures auraient dues être effectuées avant que le couvert ne soit fermé sur les autres espèces, afin d’établir les relations entre LAI et interception lumineuse.
Tester avec cette méthode une large gamme de plantes permettrait de mieux anticiper les corrélations entre traits fonctionnels et performances de couverture. A termes, l’objectif serait de proposer une caractérisation générique sur la base des traits fonctionnels permettant de simplifier l’évaluation d’espèces de PdS dans les différentes gammes d’environnement d’utilisation.

Le LAI et le contrôle des adventices

A l’échelle individuelle, nous avons pu montrer la relation entre surface foliaire et recouvrement. A l’échelle du peuplement, nous n’avons pas pu formellement démontrer la relation entre recouvrement et surface foliaire des plantes. Une méthode de mesure précise du recouvrement mériterait d’être mise au point. Un facteur de conversion permettant d’estimer le recouvrement au sol en fonction du LAI pourrait également être défini pour chaque espèce ou type de plante. Nous avons néanmoins utilisé le LAI pour estimer le recouvrement lié au couvert (bien qu’il ne tienne pas compte des différentes strates feuillées des plantes). Le LAI explique l’interception lumineuse par le couvert végétal, application de la loi de Beer-Lambert. Or l’interception lumineuse est un facteur déterminant dans la compétition interspécifique (Debaeke, 1997 ; Baumann, 2001). Un fort LAI offre donc de bonnes capacités de contrôle des adventices a priori. La réalité s’est révélée plus complexe et le LAI est insuffisant pour expliquer le niveau de contrôle de la flore adventice.
Malgré le fort LAI que présente C. pascuorum, son contrôle des adventices est inférieur à P. phaseoloides. Une forte biomasse et/ou une importante surface foliaire et donc un fort LAI ne sont pas toujours synonymes de contrôle efficace des adventices. Une description plus fine du fonctionnement des communautés végétales semble nécessaire. Celle-ci devrait intégrer une meilleure représentation de la structuration verticale du couvert : prise en compte de la hauteur des
couverts et de leur interception de la lumière dans différentes strates.
Deux stratégies peuvent être dégagées pour le contrôle effectif des adventices. La première concerne la vitesse d’installation, des espèces de plantes à croissance rapide et qui recouvrent rapidement le sol devraient maîtriser la flore adventice grâce à l’avance prise au démarrage sur les espèces adventices. Cela confirme l’importance des traits représentant la croissance pour le contrôle des adventices Valantin-Morisson (2008). Cette stratégie peut cependant être contrecarrée par des espèces de plantes adventices capables de germer avec peu de lumière et dont la croissance importante leur permet de passer à travers le couvert, au-dessus du couvert. Une fois au-dessus du couvert, les adventices ne peuvent être maîtrisées par les PdS suivant cette stratégie. La seconde stratégie concerne la volubilité et la surface foliaire, les plantes plus lentes à l’installation, mais tout de même performantes en termes de croissance peuvent maîtriser les adventices grâce à leur caractère volubile, qui leur permet de rattraper leur retard pris au départ et de « grimper » sur les autres plantes en les privant de ressources lumineuses suffisantes du fait de la taille de leurs feuilles.
La seconde stratégie ne peut être efficace que si les espèces de PdS ne prennent pas trop de retard sur la flore adventice, ce retard ne pouvant être comblé dans des cas extrêmes. Une PdS idéale allierait donc les deux stratégies, mais cela semble peu réaliste. La plupart des plantes lianescentes démarrent leur croissance en rosette. Elles restent donc prostrées et peuvent être facilement concurrencées par des espèces adventices érigées, ce qui induit une croissance moins rapide au démarrage. En outre, une croissance rapide (fort PRGR) ne peut aller de pair avec une importante surface spécifique, car le PRGR est souvent proche de 1/SLA (Cornelissen et al , 2003). Il faut donc chercher des compromis entre vitesse de croissance et surface foliaire, entre caractères volubile et érigé. De plus, une plante «idéale » (établissement rapide du couvert, maîtrise des adventices) peut s’avérer être invasive et difficile à maîtriser, elle peut grimper sur les bananiers et gêner leur développement ainsi que les interventions sur la bananeraie (taille, récolte, etc.).

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Table des matières

Introduction
I. Synthèse bibliographique
A. Les plantes de services
1. Concepts, définitions
2. Effets d’une couverture vivante de plante de services sur le milieu
3. Effets d’une couverture morte (mulch) sur le milieu
4. Effets des plantes de services et des mulchs sur la culture commerciale
B. Approche écologique du fonctionnement des couverts plurispécifiques
1. D’une approche mécaniste, démographique
2. …À une approche holiste, basée sur les traits fonctionnels : définition
3. Intérêts de cette approche
4. Traits fonctionnels liés à la fonction de couverture
II. Matériel et méthodes
A. Cadre de l’étude et hypothèses testées
B. Caractéristiques générales du site expérimental
C. Espèces étudiées, dispositif expérimental, mise en place et conduite de l’expérimentation
1. Plantes « individuelles »
2. Plantes « en population »
3. Modalités d’implantation et conduite de l’expérimentation
4. Prélèvements et observations
D. Analyse statistique des résultats
III. Résultats
A. Caractérisation des plantes individuelles
1. Pueraria phaseoloides
2. Neonotonia wightii
3. Centrosema pascuorum
4. Stylosanthes guianensis
5. Tableau et graphique récapitulatifs
6. Discussion sur les résultats des plantes individuelles
B. Comparaison des plantes individuelles avec les plantes en population « monospécifique », et
fonctionnement en peuplement
1. P. phaseoloides
2. N. wightii
3. C. pascuorum
4. S. guianensis .
5. Index foliaire (LAI)
6. Relation entre le LAI et la lumière transmise
7. Discussion : comparaison plantes individuelles/ plantes en population
C. Influence des PdS sur la flore adventice
1. 30DAS
2. 75 DAS
3. Discussion : Influence des adventices par les plantes de services
D. Influence de la flore adventice sur les plantes de services
1. 30DAS
2. 75DAS
3. Discussion : Influence des adventices sur les plantes de services
IV. Discussion générale
A. Changements d’échelles : de la plante individuelle au fonctionnement du peuplement Perspectives
B. Le LAI et le contrôle des adventices
Perspectives
Conclusion
Annexes