Constellation, le dépôt institutionnel de l'Université du Québec à Chicoutimi

Résumé

Les recherches en foresterie prennent souvent la forme de modèle de prédiction de la croissance de l'arbre et des forêts. Toutefois, les modèles reposant uniquement sur la mesure des données de croissance empirique ne pourront pas permettre la compréhension nécessaire à un aménagement productivité des forêts d'épinette noire, il est essentiel d'accroître la compréhension des processus physiologiques de cette espèce. Plusieurs études effectuées sur les semis d'épinette noire traitent de la nutrition minérale, ainsi que de la réponse aux températures élevées, à l'augmentation en CO2 atmosphérique et aux changements climatiques. Par contre, peu d'études ont été effectuées sur l'importance physiologique d'un système racinaire adventif se développant sur la tige (racines adventives caulinaires) des semis. Pourtant, différents travaux indiquent que les arbres adultes d'épinette noire installés de façon naturelle ont un système racinaire composé en majeure partie de racines adventives caulinaires de surface.

L'objectif de cette expérience est de vérifier si la présence de racines adventives caulinaires chez de jeunes individus augmente leur croissance, leur taux de photosynthèse nette et leur résistance au stress hydrique pour la période de croissance en hauteur de la tige (Phase 1) et pour la période de dormance (Phase 2). Des semis d'épinette noire de deux ans et de deux phénotypes (avec et sans racines adventives caulinaires) ont été cultivés dans un mélange de tourbe-vermiculite 2:1 (v/v) et maintenu à trois niveaux de contenu en eau du substrat (CES) (100%, 60%, et 20% de la capacité de rétention en eau du substrat). Les semis avec racines adventives ont été obtenus préalablement suite à l'enfouissement des cinq premiers cm de la tige. Les plants ont été répartis dans un dispositif en bloc complet aléatoire formant dix-huit combinaisons possibles entres les trois CES, les deux phénotypes et les trois dates d'échantillonnage. Le bloc a été répété deux autres fois, formant ainsi trois répétitions pour un total de 54 plants expérimentaux pour chacune des deux phases de l'expérience.

Le contenu en eau du substrat a été maintenu par gravimétrie à l'aide d'un système automatisé. La vérification du contenu en eau du substrat se faisait chaque semaine en pesant chaque pot. Les semis ont été cultivés avec le maintien du contenu en eau du substrat durant 22 semaines (les 11 premières en période de croissance en hauteur de la tige, les 2 suivantes sous traitement photopériodique de mise en dormance et les 9 dernières en période de dormance des semis). La température ambiante jour/nuit a été maintenue à 22°C/15°C. Des lumières de type HPS 400W ont permis de compléter la photopériode jusqu'à 16 heures durant les phases 1 et 2. La dormance a été induite en réduisant la photopériode à 8 heures durant les deux semaines séparant les deux phases de croissance.

Pour la période de croissance en hauteur de la tige (Phase 1), le maintien à 100% du contenu en eau du substrat a favorisé le taux de photosynthèse nette des semis avec et sans racines adventives. Le maintien du substrat à saturation n'a fait qu'accentuer le taux de photosynthèse, celui étant présent sous les conditions les plus sèches et ce pour les deux phases de l'expérience. Pour la période de dormance (Phase 2), le maintien du substrat à saturation a négativement influencé le taux de photosynthèse, fait probablement attribuable à une diminution de la disponibilité en oxygène.

Les semis soumis au stress hydrique ont montré une diminution de leur croissance en hauteur et de leur biomasse sèche caulinaire durant la période de croissance en hauteur de la tige (Phase 1). Ces semis stressés ont alloué proportionnellement plus de biomasse à leur système racinaire, tel qu'indiqué par un rapport biomasse sèche caulinaire-biomasse sèche racinaire plus petit, ce qui a permis une plus grande exploration du substrat et une augmentation de l'absorption de l'eau et des minéraux. Ce phénomène peut aussi être observé chez les semis stressés en eau pour la période de dormance (Phase 2) qui ont montré une biomasse sèche des racines adventives plus élevée que les semis bien irrigués. De plus, seulement le contenu en glucides solubles des aiguilles a été significativement influencé par le contenu en eau du substrat pour les deux phases de l'expérience.

La présence de racines adventives caulinaires a négativement influencé la biomasse sèche des parties racinaires et la biomasse sèche totale pour les deux stades phénologiques (Phase 1 et 2). La présence de racines adventives a aussi négativement influencé la biomasse sèche caulinaire et le diamètre des plants au collet pour la période de dormance (Phase 2). La perte d'une partie de la surface photosynthétique lors de l'enfouissement d'une partie de la tige des semis pourrait expliquer la plus faible production de biomasse sèche. Le taux de photosynthèse nette pour les semis avec et sans racines adventives des deux phases de l'expérience est resté le même. La présence de racines adventives caulinaires avant plantation ne semble pas donner aux semis d'épinette noire d'avantages physiologiques pouvant les aider à mieux résister à un stress hydrique survenant tôt après plantation. H faudra maintenant vérifier s'il en va de même à plus long terme.