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Species mixture is promoted as a crucial management option to adapt forests to climate change. However, there is little consensus on how tree diversity affects tree water stress, and the underlying mechanisms remain elusive. By using a greenhouse experiment and a soil-plant-atmosphere hydraulic model, we explored whether and why mixing the isohydric Aleppo pine (Pinus halepensis, drought avoidant) and the anisohydric holm oak (Quercus ilex, drought tolerant) affects tree water stress during extreme drought. Our experiment showed that the intimate mixture strongly alleviated Q. ilex water stress while it marginally impacted P. halepensis water stress. Three mechanistic explanations for this pattern are supported by our modeling analysis. First, the difference in stomatal regulation between species allowed Q. ilex trees to benefit from additional soil water in mixture, thereby maintaining higher water potentials and sustaining gas exchange. By contrast, P. halepensis exhibited earlier water stress and stomatal regulation. Second, P. halepensis trees showed stable water potential during drought, although soil water potential strongly decreased, even when grown in a mixture. Model simulations suggested that hydraulic isolation of the root from the soil associated with decreased leaf cuticular conductance was a plausible explanation for this pattern. Third, the higher predawn water potentials for a given soil water potential observed for Q. ilex in mixture can—according to model simulations—be explained by increased soil-to-root conductance, resulting from higher fine root length. This study brings insights into the mechanisms involved in improved drought resistance of mixed species forests.

Triose phosphate utilization (TPU) is a biochemical process indicating carbon sink–source (im)balance within leaves. When TPU limits leaf photosynthesis, photorespiration-associated amino acid exports probably provide an additional carbon outlet and increase leaf CO2 uptake. However, whether TPU is modulated by whole-plant sink–source relations and nitrogen (N) budgets remains unclear. We address this question by model analyses of gas-exchange data measured on leaves at three growth stages of rice plants grown at two N levels. Sink–source ratio was manipulated by panicle pruning, by using yellower-leaf variant genotypes, and by measuring photosynthesis on adaxial and abaxial leaf sides. Across all these treatments, higher leaf N content resulted in the occurrence of TPU limitation at lower intercellular CO2 concentrations. Photorespiration-associated amino acid export was greater in high-N leaves, but was smaller in yellower-leaf genotypes, panicle-pruned plants, and for abaxial measurement. The feedback inhibition of panicle pruning on rates of TPU was not always observed, presumably because panicle pruning blocked N remobilization from leaves to grains and the increased leaf N content masked feedback inhibition. The leaf-level TPU limitation was thus modulated by whole-plant sink–source relations and N budgets during rice grain filling, suggesting a close link between within-leaf and whole-plant sink limitations.

Measuring the photosynthesis of entire tree crowns and pulse labelling trees with 13CO2 are valuable approaches to study carbon acquisition, transfer, and allocation; however, it is challenging for trees in the field. The objective was to develop and field test large chambers (35 - 45 m3) that enclosed the entire crown of a tree, provided a reliable estimate of tree crown photosynthesis, and ensured efficient 13CO2 labelling. The chambers, made of transparent polyethylene film pulled tightly over a frame, were equipped with an air conditioner, fans, and air blowers. Air temperature, relative humidity, and photosynthetic photon flux density were measured outside and inside each chamber. Six of 4-year-old rubber trees (Hevea brasiliensis) were pulsed-labelled with 18 L of 13CO2 in June and October 2016. The mean air temperature inside the chambers was 1.2 °C higher and the relative humidity 8 % lower than the outside air. The crown photosynthesis, calculated from the decrease in the CO2 concentration inside the chamber, was in the range 140 - 249 µmol s–1 and was significantly related to photosynthetic photon flux density, total leaf area of the tree, and average net CO2 assimilation at leaf level. The labelling efficiency, estimated as the ratio of the amount of 13C recovered in the foliage immediately after labelling divided by the amount of 13C delivered to the tree, was in the range 43 - 68 %. The designed chamber was suitable to estimate crown photosynthesis and perform 13CO2 pulse labelling of 5-m-tall trees in the field.

Micronutrients are essential to plants, and enhancing their availability is one of the agronomic challenges to improving crop quality and yield. This study, under controlled greenhouse conditions, compares tomato plants' responses to two different micronutrient EDTA-chelated formulations, one of them including a newly developed fulvate–lignosulfonate coating. Growth, yield, and several physiological parameters, including photosynthetic gas exchange, water-use efficiency, leaf nutrient content, leaf greenness and the effective quantum yield of photosystem II, were measured to compare their efficiency. The results showed that the new coated formulation significantly improved growth and most of the determined physiological parameters. At the end of the experiment, higher foliar levels of Fe (2.4-fold) and Mn (2.9-fold) were measured, revealing increased availability of lignofulfonate-complexed micronutrients compared to the traditional fertiliser. Moreover, the photosynthesis rate and stomatal conductance were 9- and 20-fold higher, respectively, than when using the standard fertiliser. In conclusion, the new coated fulvate–lignosulfonated fertiliser provided a more suitable source of micronutrients for tomato plant fertilisation, allowing for higher yields, which correlated with a generally improved physiological response.

By this in vitro study addressing greenhouse gas (GHG) emissions from soil-plant mesocosms, we suggest a method to investigate the joint effects of environmental conditions, growth of plants, and agricultural soil management. Soils from two long-term agricultural trials in France were placed in climate chambers. The rotation trial was with or without grain legumes, and the tillage trial used plowing or reduced tillage. Environmental conditions consisted of two contrasting temperature regimes combined with ambient (400 ppm) or high (700 ppm) CO2 concentrations in climate chambers. The plant growth went from seeding to vegetative growth. Carbon dioxide gas exchange measurements were conducted in both soil types for a period representing initial plant growth. The CO2 exchange was influenced by the growing plants increasing the mesocosm respiration and gross ecosystem production. The environmental settings had no noticeable impact on the CO2 exchange in the soils from the legume trial. The CO2 exchange from the tillage trial soils exhibited variations induced by the environmental conditions depending on the tillage treatment. The N2O emission measurements in the legume trial soils showed little variability based on rotation, however, in soils with legumes, indications that higher temperatures will lead to more N2O emission were seen.

The triploidy has proved to be a powerful approach breeding programs, especially in Citrus since seedlessness is one of the main consumer expectations. Citrus plants face numerous abiotic stresses including water deficit, which negatively impact growth and crop yield. In this study, we evaluated the physiological and biochemical responses to water deficit and recovery capacity of new triploid hybrids, in comparison with diploid hybrids, their parents (“Fortune” mandarin and “Ellendale” tangor) and one clementine tree used as reference. The water deficit significantly decreased the relative water content (RWC) and leaf gas exchange (Pnet and gs) and it increased the levels of oxidative markers (H2O2 and MDA) and antioxidants. Compared to diploid varieties, triploid hybrids limited water loss by osmotic adjustment as reflected by higher RWC, intrinsic water use efficiency (iWUE Pnet/gs) iWUE and leaf proline levels. These had been associated with an effective thermal dissipation of excess energy (NPQ) and lower oxidative damage. Our results showed that triploidy in citrus enhances the recovery capacity after a water deficit in comparison with diploids due to better carboxylation efficiency, restored water-related parameters and efficient antioxidant system.

West African Sahelian and Sudanian ecosystems provide essential services to people and also play a significant role within the global carbon cycle. However, climate and land use are dynamically changing, and uncertainty remains with respect to how these changes will affect the potential of these regions to provide food and fodder resources or how they will affect the biosphere–atmosphere exchange of CO2. In this study, we investigate the capacity of a process-based biogeochemical model, LandscapeDNDC, to simulate net ecosystem exchange (NEE) and aboveground biomass of typical managed and natural Sahelian and Sudanian savanna ecosystems. In order to improve the simulation of phenology, we introduced soil-water availability as a common driver of foliage development and productivity for all of these systems. The new approach was tested by using a sample of sites (calibration sites) that provided NEE from flux tower observations as well as leaf area index data from satellite images (MODIS, MODerate resolution Imaging Spectroradiometer). For assessing the simulation accuracy, we applied the calibrated model to 42 additional sites (validation sites) across West Africa for which measured aboveground biomass data were available. The model showed good performance regarding biomass of crops, grass, or trees, yielding correlation coefficients of 0.82, 0.94, and 0.77 and root-mean-square errors of 0.15, 0.22, and 0.12 kg m−2, respectively. The simulations indicate aboveground carbon stocks of up to 0.17, 0.33, and 0.54 kg C ha−1 m−2 for agricultural, savanna grasslands, and savanna mixed tree–grassland sites, respectively. Carbon stocks and exchange rates were particularly correlated with the abundance of trees, and grass biomass and crop yields were higher under more humid climatic conditions. Our study shows the capability of LandscapeDNDC to accurately simulate carbon balances in natural and agricultural ecosystems in semiarid West Africa under a wide range of conditions; th

By this in vitro study addressing greenhouse gas (GHG) emissions from soil-plant mesocosms, we suggest a method to investigate the joint effects of environmental conditions, growth of plants, and agricultural soil management. Soils from two long-term agricultural trials in France were placed in climate chambers. The rotation trial was with or without grain legumes, and the tillage trial used plowing or reduced tillage. Environmental conditions consisted of two contrasting temperature regimes combined with ambient (400 ppm) or high (700 ppm) CO2 concentrations in climate chambers. The plant growth went from seeding to vegetative growth. Carbon dioxide gas exchange measurements were conducted in both soil types for a period representing initial plant growth. The CO2 exchange was influenced by the growing plants increasing the mesocosm respiration and gross ecosystem production. The environmental settings had no noticeable impact on the CO2 exchange in the soils from the legume trial. The CO2 exchange from the tillage trial soils exhibited variations induced by the environmental conditions depending on the tillage treatment. The N2O emission measurements in the legume trial soils showed little variability based on rotation, however, in soils with legumes, indications that higher temperatures will lead to more N2O emission were seen.

The triploidy has proved to be a powerful approach breeding programs, especially in Citrus since seedlessness is one of the main consumer expectations. Citrus plants face numerous abiotic stresses including water deficit, which negatively impact growth and crop yield. In this study, we evaluated the physiological and biochemical responses to water deficit and recovery capacity of new triploid hybrids, in comparison with diploid hybrids, their parents (“Fortune” mandarin and “Ellendale” tangor) and one clementine tree used as reference. The water deficit significantly decreased the relative water content (RWC) and leaf gas exchange (Pnet and gs) and it increased the levels of oxidative markers (H2O2 and MDA) and antioxidants. Compared to diploid varieties, triploid hybrids limited water loss by osmotic adjustment as reflected by higher RWC, intrinsic water use efficiency (iWUE Pnet/gs) iWUE and leaf proline levels. These had been associated with an effective thermal dissipation of excess energy (NPQ) and lower oxidative damage. Our results showed that triploidy in citrus enhances the recovery capacity after a water deficit in comparison with diploids due to better carboxylation efficiency, restored water-related parameters and efficient antioxidant system.

Les mesures d'échanges des principaux gaz à effet de serre (CO2, N2Oet CH4) entre le sol et l'atmosphère sont des données importantes dans l'étude du fonctionnement des agrosystèmes. Ces données peuvent être mesurées à haute résolution temporelle grâce à des chambres de mesure automatiques qui constituent actuellement la technique de référence. Les systèmes automatisés commerciaux sont coûteux, ce qui limite le nombre de points de mesure sur un même site, et donc, la capacité des équipes de recherche à mieux intégrer et comprendre la variabilité spatiale de l'activité métabolique du sol et plus généralement les cycles biogéochimiques qui lui sont associés. Dans cette étude, nous proposons les plans pour réaliser soi-même un système multiplexé original de chambres de mesure automatisées. Nous avons opté ici pour une fermeture horizontale, afin de minimiser les effets liés à la surpression lors de la fermeture et/ou passer sous des branches basses. Des résultats de tests de fuite et de fonctionnement en plein champ pendant plusieurs mois sont présentés. Une attention particulière a été apportée au coût du matériel, à la consommation énergétique ainsi qu'à la simplicité de mise en oeuvre. Les informations techniques relatives à la conception, à la fabrication, à l'utilisation de ces chambres et à l'analyse des données de sortie sont détaillées dans cet article, avec les plans, les programmes de pilotage et les codes pour l'analyse de données.

Les mesures d'échanges des principaux gaz à effet de serre (CO2, N2Oet CH4) entre le sol et l'atmosphère sont des données importantes dans l'étude du fonctionnement des agrosystèmes. Ces données peuvent être mesurées à haute résolution temporelle grâce à des chambres de mesure automatiques qui constituent actuellement la technique de référence. Les systèmes automatisés commerciaux sont coûteux, ce qui limite le nombre de points de mesure sur un même site, et donc, la capacité des équipes de recherche à mieux intégrer et comprendre la variabilité spatiale de l'activité métabolique du sol et plus généralement les cycles biogéochimiques qui lui sont associés. Dans cette étude, nous proposons les plans pour réaliser soi-même un système multiplexé original de chambres de mesure automatisées. Nous avons opté ici pour une fermeture horizontale, afin de minimiser les effets liés à la surpression lors de la fermeture et/ou passer sous des branches basses. Des résultats de tests de fuite et de fonctionnement en plein champ pendant plusieurs mois sont présentés. Une attention particulière a été apportée au coût du matériel, à la consommation énergétique ainsi qu'à la simplicité de mise en oeuvre. Les informations techniques relatives à la conception, à la fabrication, à l'utilisation de ces chambres et à l'analyse des données de sortie sont détaillées dans cet article, avec les plans, les programmes de pilotage et les codes pour l'analyse de données.

This paper presents HydroShoot, a leaf-based functional-structural plant model (FSPM) that simulates gas-exchange rates of complex plant canopies under water deficit conditions. HydroShoot is built assuming that simulating both the hydraulic structure of the shoot together with the energy budget of individual leaves is the asset for successfully scaling-up leaf to canopy gas-exchange rates. HydroShoot includes three interacting modules: hydraulic which calculates the distribution of xylem water potential across shoot hydraulic segments, energy which calculates the complete energy budget of individual leaves, and exchange which calculates net carbon assimilation and transpiration rates of individual leaves. HydroShoot was evaluated on virtual and real grapevines having strongly contrasted canopies, under well-watered and water deficit conditions. It captured accurately the impact of canopy architecture and soil water status on plant-scale gas-exchange rates and leaf-scale temperature and water potential. Both shoot hydraulic structure and leaf energy budget simulations were, as postulated, required to adequately scaling-up leaf to canopy gas-exchange rates. Notwithstanding, simulating shoot hydraulic structure was found more necessary to adequately performing this scaling task than simulating leaf energy budget. That is, the intra-canopy variability of leaf water potential was a better predictor of the reduction of whole plant gas-exchange rates under water deficit than the intra-canopy variability of leaf temperature. We conclude that simulating the shoot hydraulic structure is a prerequisite if FSPM's are to be used to assess gas-exchange rates of complex plant canopies as those of grapevines. Finally, HydroShoot is available through the OpenAlea platform (https://github.com/openalea/hydroshoot) as a set of reusable modules.

This paper presents HydroShoot, a leaf-based functional-structural plant model (FSPM) that simulates gas-exchange rates of complex plant canopies under water deficit conditions. HydroShoot is built assuming that simulating both the hydraulic structure of the shoot together with the energy budget of individual leaves is the asset for successfully scaling-up leaf to canopy gas-exchange rates. HydroShoot includes three interacting modules: hydraulic which calculates the distribution of xylem water potential across shoot hydraulic segments, energy which calculates the complete energy budget of individual leaves, and exchange which calculates net carbon assimilation and transpiration rates of individual leaves. HydroShoot was evaluated on virtual and real grapevines having strongly contrasted canopies, under well-watered and water deficit conditions. It captured accurately the impact of canopy architecture and soil water status on plant-scale gas-exchange rates and leaf-scale temperature and water potential. Both shoot hydraulic structure and leaf energy budget simulations were, as postulated, required to adequately scaling-up leaf to canopy gas-exchange rates. Notwithstanding, simulating shoot hydraulic structure was found more necessary to adequately performing this scaling task than simulating leaf energy budget. That is, the intra-canopy variability of leaf water potential was a better predictor of the reduction of whole plant gas-exchange rates under water deficit than the intra-canopy variability of leaf temperature. We conclude that simulating the shoot hydraulic structure is a prerequisite if FSPM's are to be used to assess gas-exchange rates of complex plant canopies as those of grapevines. Finally, HydroShoot is available through the OpenAlea platform (https://github.com/openalea/hydroshoot) as a set of reusable modules.

Le manguier et le litchi sont parmi les trois productions fruitières les plus importantes de la Réunion. L'amélioration de la production bénéficierait de la réalisation d'un modèle d'acquisition et de gestion du carbone en admettant que celui-ci soit fonctionnel tout au long de l'année et quelles que soient les pratiques culturales. En particulier, la prise en compte de contraintes hydriques, fréquentes en situations réelles en champ, se révèle être un élément majeur. Cependant, les modèles de photosynthèse et de conductance stomatique couramment utilisés ne sont pas fonctionnels en conditions hydriques limitantes. Acquérir une meilleure connaissance des effets du stress hydrique sur le fonctionnement des stomates - au travers d'aspects hydriques, hydrauliques, et hormonaux - et sur la photosynthèse est alors indispensable. Après avoir dressé un état des lieux des connaissances actuelles autour du déterminisme du fonctionnement des stomates et de la photosynthèse, lors d'un stress hydrique en particulier, nous avons traité expérimentalement, chez le manguier et le litchi, quelques unes des questions soulevées, dans une optique de simulation des échanges gazeux. Nous avons montré que le manguier et le litchi adoptaient deux stratégies différentes face à la sécheresse. Le manguier est une espèce assez vulnérable à la cavitation, qui ferme ses stomates très précocement au cours du dessèchement (évitement). Le litchi est au contraire moins vulnérable et ne ferme ses stomates que plus tard (tolérance). Cependant, la vulnérabilité exacte de ces deux espèces n'a pas pu être déterminée. Les deux méthodes utilisées - déshydratation à la paillasse et centrifugation - ont conduit à des résultats différents. Chez le manguier, la vulnérabilité déterminée par centrifugation (potentiel de cavitation de -2.2 MPa) permet de vérifier l'hypothèse validée chez un grand nombre d'espèces, selon laquelle la fermeture des stomates est contrôlée afin de limiter l'embolie des vaisseaux du xy

Le manguier et le litchi sont parmi les trois productions fruitières les plus importantes de la Réunion. L'amélioration de la production bénéficierait de la réalisation d'un modèle d'acquisition et de gestion du carbone en admettant que celui-ci soit fonctionnel tout au long de l'année et quelles que soient les pratiques culturales. En particulier, la prise en compte de contraintes hydriques, fréquentes en situations réelles en champ, se révèle être un élément majeur. Cependant, les modèles de photosynthèse et de conductance stomatique couramment utilisés ne sont pas fonctionnels en conditions hydriques limitantes. Acquérir une meilleure connaissance des effets du stress hydrique sur le fonctionnement des stomates - au travers d'aspects hydriques, hydrauliques, et hormonaux - et sur la photosynthèse est alors indispensable. Après avoir dressé un état des lieux des connaissances actuelles autour du déterminisme du fonctionnement des stomates et de la photosynthèse, lors d'un stress hydrique en particulier, nous avons traité expérimentalement, chez le manguier et le litchi, quelques unes des questions soulevées, dans une optique de simulation des échanges gazeux. Nous avons montré que le manguier et le litchi adoptaient deux stratégies différentes face à la sécheresse. Le manguier est une espèce assez vulnérable à la cavitation, qui ferme ses stomates très précocement au cours du dessèchement (évitement). Le litchi est au contraire moins vulnérable et ne ferme ses stomates que plus tard (tolérance). Cependant, la vulnérabilité exacte de ces deux espèces n'a pas pu être déterminée. Les deux méthodes utilisées - déshydratation à la paillasse et centrifugation - ont conduit à des résultats différents. Chez le manguier, la vulnérabilité déterminée par centrifugation (potentiel de cavitation de -2.2 MPa) permet de vérifier l'hypothèse validée chez un grand nombre d'espèces, selon laquelle la fermeture des stomates est contrôlée afin de limiter l'embolie des vaisseaux du xy

Cinq variétés de niébé (Vigna unguiculata), Bambey 21, Gorom local, KVX61-1, Mouride et TN88-63, cultivées en pots en serre ont été soumises à un déficit hydrique par suspension d'arrosage pendant 14 jours en phase végétative (T1) et 12 jours au stade floraison (T2). Les incidences de ce traitement sur le potentiel hydrique foliaire, les échanges gazeux, le volume racinaire, les teneurs en proline, en amidon et en protéines totales des feuilles, le rendement maximal photochimique (fp0) et les composantes de rendement ont été déterminées. Le potentiel hydrique n'a significativement baissé que chez Mouride et TN88-63 (de -0,55 à -0,92 MPa en moyenne) stressés en floraison, tandis que le volume racinaire, les échanges gazeux, ainsi que la teneur en amidon ont été significativement réduits chez les 5 variétés en conditions de stress aux 2 stades. (fp0) n'a pas été affecté par le stress en phase végétative. En phase floraison il a significativement baissé dès le 6e jour d'application chez Gorom, KVX61-1 et TN88-63 et au 10e chez Bambey 21 et Mouride. Une accumulation significative de la proline due au déficit hydrique a été observée chez les 5 variétés en phase T1 et T2, Mouride et TN88-63 ont les teneurs les plus élevées (respectivement 2,9 et 3,3 mg.g-1 MS) en phase floraison. La teneur en protéines totales n'a pas été significativement modifiée par le stress aux 2 stades. Nos résultats ont montré que les 5 variétés ont évité la déshydratation en baissant la conductance stomatique et la transpiration lors du stress en T1 et T2. L'accumulation de la proline, le maintien de la teneur en protéines totales et la baisse de la teneur en amidon chez les 5 génotypes en conditions de stress aux 2 stades pourraient contribuer au maintien de la turgescence cellulaire. En outre, ces solutés permettraient de protéger l'appareil photosynthétique (PSII) contre la dénaturation notamment durant le stress en floraison. Le nombre de graines par gousse et le nombre de graines par plante o

In Thailand, rubber is the major tree crop covering more than 2 millions hectares. Its impact on environment, and particularly CO2 balance and water use, is a major issue. A complete flux-measuring system has been installed in a 13 years old tubber plantation (clone RRIM 600) in eastern Thailand (Chachoengsao Rubber Research Center, RRIT-DOA) in 2006. Carbon fluxes of rubber plantation ecosystem are continuously measured by eddy-covariance method (CO2 exchanges between the ecosystem and the atmosphere). Evapo-transpiration (ET) are measured by eddy-covariance and water balance together and partitioned between tree transpiration and soil evaporation. Sapflow is measured by heat dissipation method (Granier 1985, 1987) using home-made 20 mm-long radial probes, continuously heated (0.2 W). Meanwhile, amounts of C stored in the trees are evaluated by measuring biomass increment along the life cycle of the plantation, in combination with estimations of the carbon content of the different compartments. These measurements will provide the annual balance of C within plantations at different ages. Results obtained at ecosystem scale by these methods will be compared to gas exchanges measured at the level of the different compartments (canopy, trunk, root system, soil...). Particularly, Farquhar's photosynthesis model (Farquhar et al. 1980) is parameterized across the canopy. Leaf water potential, sapflow and canopy transpiration are computed to calculate canopy conductivity. Thereby, validated CO2 and H2O fluxes will be used to model gas exchanges of rubber plantation ecosystem according to climate and other environmental parameters as well as crop management. (Texte intégral)

Cinq variétés de niébé (Vigna unguiculata), Bambey 21, Gorom local, KVX61-1, Mouride et TN88-63, cultivées en pots en serre ont été soumises à un déficit hydrique par suspension d'arrosage pendant 14 jours en phase végétative (T1) et 12 jours au stade floraison (T2). Les incidences de ce traitement sur le potentiel hydrique foliaire, les échanges gazeux, le volume racinaire, les teneurs en proline, en amidon et en protéines totales des feuilles, le rendement maximal photochimique (fp0) et les composantes de rendement ont été déterminées. Le potentiel hydrique n'a significativement baissé que chez Mouride et TN88-63 (de -0,55 à -0,92 MPa en moyenne) stressés en floraison, tandis que le volume racinaire, les échanges gazeux, ainsi que la teneur en amidon ont été significativement réduits chez les 5 variétés en conditions de stress aux 2 stades. (fp0) n'a pas été affecté par le stress en phase végétative. En phase floraison il a significativement baissé dès le 6e jour d'application chez Gorom, KVX61-1 et TN88-63 et au 10e chez Bambey 21 et Mouride. Une accumulation significative de la proline due au déficit hydrique a été observée chez les 5 variétés en phase T1 et T2, Mouride et TN88-63 ont les teneurs les plus élevées (respectivement 2,9 et 3,3 mg.g-1 MS) en phase floraison. La teneur en protéines totales n'a pas été significativement modifiée par le stress aux 2 stades. Nos résultats ont montré que les 5 variétés ont évité la déshydratation en baissant la conductance stomatique et la transpiration lors du stress en T1 et T2. L'accumulation de la proline, le maintien de la teneur en protéines totales et la baisse de la teneur en amidon chez les 5 génotypes en conditions de stress aux 2 stades pourraient contribuer au maintien de la turgescence cellulaire. En outre, ces solutés permettraient de protéger l'appareil photosynthétique (PSII) contre la dénaturation notamment durant le stress en floraison. Le nombre de graines par gousse et le nombre de graines par plante o

In Thailand, rubber is the major tree crop covering more than 2 millions hectares. Its impact on environment, and particularly CO2 balance and water use, is a major issue. A complete flux-measuring system has been installed in a 13 years old tubber plantation (clone RRIM 600) in eastern Thailand (Chachoengsao Rubber Research Center, RRIT-DOA) in 2006. Carbon fluxes of rubber plantation ecosystem are continuously measured by eddy-covariance method (CO2 exchanges between the ecosystem and the atmosphere). Evapo-transpiration (ET) are measured by eddy-covariance and water balance together and partitioned between tree transpiration and soil evaporation. Sapflow is measured by heat dissipation method (Granier 1985, 1987) using home-made 20 mm-long radial probes, continuously heated (0.2 W). Meanwhile, amounts of C stored in the trees are evaluated by measuring biomass increment along the life cycle of the plantation, in combination with estimations of the carbon content of the different compartments. These measurements will provide the annual balance of C within plantations at different ages. Results obtained at ecosystem scale by these methods will be compared to gas exchanges measured at the level of the different compartments (canopy, trunk, root system, soil...). Particularly, Farquhar's photosynthesis model (Farquhar et al. 1980) is parameterized across the canopy. Leaf water potential, sapflow and canopy transpiration are computed to calculate canopy conductivity. Thereby, validated CO2 and H2O fluxes will be used to model gas exchanges of rubber plantation ecosystem according to climate and other environmental parameters as well as crop management. (Texte intégral)

Introduction. En tant qu'organisme vivant, le fruit est le siège d'échanges gazeux intenses dus à la respiration. Le gaz carbonique, l'oxygène et l'éthylène sont les principaux composants impliqués dans cette activité biologique; ils influencent la maturité du fruit et les métabolismes de la maturation. Afin de faciliter les études sur le mûrissement de l'ananas, le document présente une technique facile, permettant de récupérer et de doser l'atmosphère interne de l'ananas. Materiel et méthodes. Des expérimentations ont été effectuées sur 30 ananas mûrs (deux variétés). Après une validation du procédé effectuée à l'aide de gaz étalon, la technique mise au point a été appliquée à des demi-ananas. L'atmosphère interne du fruit a été libérée après grattage d'un fruit coupé en deux, dans une saumure saturée en chlorure de calcium. Le gaz récupéré a été transféré dans un flacon étanche sur lequel ont été adaptés une vessie souple et un septum. Le dispositif a permis le dosage à la pression atmosphérique, avec un chromatographe en phase gazeuse ou un analyseur de gaz par infra-rouge. Résultats. Pour vérifier la reproductibilité de la technique, vingt cycles complets de la procédure ont été faits avec trois mélanges gazeux de référence différents. Chaque ananas a été échantillonné une fois en appliquant la procédure. Tous les résultats obtenus se sont situés dans la gamme de standardisation. Conclusion. Les avantages et les inconvénients principaux de la technique ont été présentés.

Introduction. En tant qu'organisme vivant, le fruit est le siège d'échanges gazeux intenses dus à la respiration. Le gaz carbonique, l'oxygène et l'éthylène sont les principaux composants impliqués dans cette activité biologique; ils influencent la maturité du fruit et les métabolismes de la maturation. Afin de faciliter les études sur le mûrissement de l'ananas, le document présente une technique facile, permettant de récupérer et de doser l'atmosphère interne de l'ananas. Materiel et méthodes. Des expérimentations ont été effectuées sur 30 ananas mûrs (deux variétés). Après une validation du procédé effectuée à l'aide de gaz étalon, la technique mise au point a été appliquée à des demi-ananas. L'atmosphère interne du fruit a été libérée après grattage d'un fruit coupé en deux, dans une saumure saturée en chlorure de calcium. Le gaz récupéré a été transféré dans un flacon étanche sur lequel ont été adaptés une vessie souple et un septum. Le dispositif a permis le dosage à la pression atmosphérique, avec un chromatographe en phase gazeuse ou un analyseur de gaz par infra-rouge. Résultats. Pour vérifier la reproductibilité de la technique, vingt cycles complets de la procédure ont été faits avec trois mélanges gazeux de référence différents. Chaque ananas a été échantillonné une fois en appliquant la procédure. Tous les résultats obtenus se sont situés dans la gamme de standardisation. Conclusion. Les avantages et les inconvénients principaux de la technique ont été présentés.

We present a two-criteria inverse modeling approach to analyze the effects of seasonal drought on ecosystem gas exchange at three Mediterranean sites. The three sites include two nearly monospecific Quercus ilex L. forests, one on karstic limestone (Puéchabon), the other on fluvial sand with access to groundwater (Castelporziano), and a typical multispecies shrubland on limestone (Arca di Noè). A canopy gas exchange model Process Pixel Net Ecosystem Exchange (PROXELNEE), which contains the Farquhar photosynthesis model coupled to stomatal conductance via the Ball-Berry model, was inverted in order to estimate the seasonal time course of canopy parameters from hourly values of ecosystem gross carbon uptake and transpiration. It was shown that an inverse estimation of leaf-level parameters was impossible when optimizing against ecosystem H2O or CO2 fluxes alone (unidentifiable parameters). In contrast, a criterion that constrained the optimization against both H2O and CO2 fluxes yielded stable estimates of leaf-level parameters. Two separate model inversions were implemented to test two alternative hypotheses about the response to drought: a reduction in active leaf area as a result of patchy stomatal closure or a change in photosynthetic capacities. In contrast to a previously tested hypothesis of classical (uniform) stomatal control, both hypotheses were equally able to describe the seasonality of carbon uptake and transpiration on all three sites, with a decline during the drought and recovery after autumn rainfall. Large reductions of up to 80%, in either active leaf area or photosynthetic capacities, were necessary to describe the observed carbon and water fluxes at the end of the drought period. With a threshold-type relationship, soil water content was an excellent predictor of these changes. With the drought-dependent parameter changes included, the canopy model explains 80-90% of the variance of hourly gross CO2 uptake (root mean squared error (RMSE): 1.1-2.6

We present a two-criteria inverse modeling approach to analyze the effects of seasonal drought on ecosystem gas exchange at three Mediterranean sites. The three sites include two nearly monospecific Quercus ilex L. forests, one on karstic limestone (Puéchabon), the other on fluvial sand with access to groundwater (Castelporziano), and a typical multispecies shrubland on limestone (Arca di Noè). A canopy gas exchange model Process Pixel Net Ecosystem Exchange (PROXELNEE), which contains the Farquhar photosynthesis model coupled to stomatal conductance via the Ball-Berry model, was inverted in order to estimate the seasonal time course of canopy parameters from hourly values of ecosystem gross carbon uptake and transpiration. It was shown that an inverse estimation of leaf-level parameters was impossible when optimizing against ecosystem H2O or CO2 fluxes alone (unidentifiable parameters). In contrast, a criterion that constrained the optimization against both H2O and CO2 fluxes yielded stable estimates of leaf-level parameters. Two separate model inversions were implemented to test two alternative hypotheses about the response to drought: a reduction in active leaf area as a result of patchy stomatal closure or a change in photosynthetic capacities. In contrast to a previously tested hypothesis of classical (uniform) stomatal control, both hypotheses were equally able to describe the seasonality of carbon uptake and transpiration on all three sites, with a decline during the drought and recovery after autumn rainfall. Large reductions of up to 80%, in either active leaf area or photosynthetic capacities, were necessary to describe the observed carbon and water fluxes at the end of the drought period. With a threshold-type relationship, soil water content was an excellent predictor of these changes. With the drought-dependent parameter changes included, the canopy model explains 80-90% of the variance of hourly gross CO2 uptake (root mean squared error (RMSE): 1.1-2.6

La respiration de tissus végétaux vivants et la diffusion des gaz au travers du film d'emballage modifient la composition de l'atmosphère du produit frais conditionné. Cette atmosphère modifiée (AM) peut être bénéfique au stockage des tissus de fruit, mais si la perméance du film n'est pas correctement optimisée, l'AM peut être inefficace ou même nuisible. Pour définir les meilleures perméances du film d'emballage (ou perméabilités) pour O2, CO2 et la vapeur d'eau, le taux respiratoire du tissu végétal doit être mesuré en fonction de la température et de l'atmosphère, et les meilleures concentrations en O2 et CO2, pour assurer la durée de conservation optimale, doivent être déterminées. La meilleure combinaison des films, du type et des conditions d'emballage du produit frais et de la température de stockage peut être modélisée et vérifiée expérimentalement. Le document présente les méthodes de mesure du taux respiratoire du tissu végétal, puis l'influence de la température et l'influence en O2 et CO2 sur le contenu sont étudiées. Cela permet de déterminer les concentrations optimales en O2 et CO2 et les taux optimaux de transmission de gaz au travers du film d'emballage. Enfin, des expérimentations concernant la simulation des atmosphères modifiées sont décrites. La méthodologie présentée dans ce travail fournit des informations utiles pour répondre au besoin d'un meilleur emballage pour les fruits et légumes.

La respiration de tissus végétaux vivants et la diffusion des gaz au travers du film d'emballage modifient la composition de l'atmosphère du produit frais conditionné. Cette atmosphère modifiée (AM) peut être bénéfique au stockage des tissus de fruit, mais si la perméance du film n'est pas correctement optimisée, l'AM peut être inefficace ou même nuisible. Pour définir les meilleures perméances du film d'emballage (ou perméabilités) pour O2, CO2 et la vapeur d'eau, le taux respiratoire du tissu végétal doit être mesuré en fonction de la température et de l'atmosphère, et les meilleures concentrations en O2 et CO2, pour assurer la durée de conservation optimale, doivent être déterminées. La meilleure combinaison des films, du type et des conditions d'emballage du produit frais et de la température de stockage peut être modélisée et vérifiée expérimentalement. Le document présente les méthodes de mesure du taux respiratoire du tissu végétal, puis l'influence de la température et l'influence en O2 et CO2 sur le contenu sont étudiées. Cela permet de déterminer les concentrations optimales en O2 et CO2 et les taux optimaux de transmission de gaz au travers du film d'emballage. Enfin, des expérimentations concernant la simulation des atmosphères modifiées sont décrites. La méthodologie présentée dans ce travail fournit des informations utiles pour répondre au besoin d'un meilleur emballage pour les fruits et légumes.

Le stockage sous atmosphère modifiée de certains produits tropicaux peut être utilisé pour améliorer leur durée de conservation et leur qualité. En préalable à l'emploi d'une telle technique, l'intensité respiratoire de bananes, mangues, longans, litchis et vanille a été mesurée et certains facteurs pouvant la modifier ont été étudiés. Matériel et méthodes. La respiration des produits évaluée par le dégagement de CO2 et l'absorption d'O2 a été mesurée de façon statique en enceinte close. Les modifications de composition des atmosphères environnantes ont été suivies par chromatographie en phase gazeuse avec détection de type catharométrique. Les intensités respiratoires de mangues de différents cultivars ont été comparées, de même que celles de fruits récoltés à différents stades de maturité. L'influence de la température sur le métabolisme respiratoire a été étudiée sur litchis et gousses de vanille. Parmi les paramètres dont les variations peuvent interférer avec l'intensité respiratoire des produits stockés et entrant dans la définition des conditions d'atmosphère modifiée, la température s'est révélée être un facteur primordial pour la conservation des fruits échantillonnés. Par ailleurs, le facteur variétal, l'état de fraîcheur du fruit et son âge physiologique doivent être également pris en compte. Les résultats obtenus permettent d'envisager la poursuite des travaux sur le stockage en atmosphère modifiée de fruits tropicaux climactériques.

Le stockage sous atmosphère modifiée de certains produits tropicaux peut être utilisé pour améliorer leur durée de conservation et leur qualité. En préalable à l'emploi d'une telle technique, l'intensité respiratoire de bananes, mangues, longans, litchis et vanille a été mesurée et certains facteurs pouvant la modifier ont été étudiés. Matériel et méthodes. La respiration des produits évaluée par le dégagement de CO2 et l'absorption d'O2 a été mesurée de façon statique en enceinte close. Les modifications de composition des atmosphères environnantes ont été suivies par chromatographie en phase gazeuse avec détection de type catharométrique. Les intensités respiratoires de mangues de différents cultivars ont été comparées, de même que celles de fruits récoltés à différents stades de maturité. L'influence de la température sur le métabolisme respiratoire a été étudiée sur litchis et gousses de vanille. Parmi les paramètres dont les variations peuvent interférer avec l'intensité respiratoire des produits stockés et entrant dans la définition des conditions d'atmosphère modifiée, la température s'est révélée être un facteur primordial pour la conservation des fruits échantillonnés. Par ailleurs, le facteur variétal, l'état de fraîcheur du fruit et son âge physiologique doivent être également pris en compte. Les résultats obtenus permettent d'envisager la poursuite des travaux sur le stockage en atmosphère modifiée de fruits tropicaux climactériques.

A la station de recherche de Marihat de l'IOPRI, des plantules de palmier à huile ont été soumises durant 4 mois à différents apports d'eau et d'engrais azoté afin de comprendre comment les fortes pluies peuvent produire l'hypoxie au niveau des racines, et comment l'engorgement du sol peut interférer avec l'application d'engrais. Les paramètres physiologiques mesurés ont été les taux de photosynthèse et de transpiration foliaires, la conductance stomatique, en relation avec des paramètres biométriques comme l'indice de surface foliaire, la biomasse aérienne et souterraine, ainsi que l'azote foliaire

Pour étudier et comprendre le fonctionnement d'une plante, la connaissance de son activité photosynthétique et de ses variations, en fonction des paramètres écologiques, est primordiale. Pour mesurer les échanges gazeux foliaires du cocotier, on utilise l'autoanalyseur portable IRGA (Infra-red gaz analyser) ADC, modèle LCA4, relié à une chambre de mesure PLC4(N). L'analyseur possède un logiciel intégré, effectuant instantanément le calcul de l'assimilation nette, de la conductance stomatique et de la transpiration. La méthode est fiable, à condition de respecter certaines recommandations, surtout lors d'un travail sous des rayonnements de forte intensité

Dans une association culturale avec le cocotier, ce dernier est généralement la plante dominante. La première étape de l'étude est la caractérisation par de nombreux paramètres, de cette strate dominante, afin de pouvoir élaborer un modèle architectural capable de calculer des maquettes informatiques représentant des plantations de cocotiers. Une seconde partie est consacrée à l'approfondissement des connaissances sur le fonctionnement du cocotier. L'élaboration d'un modèle de fonctionnement, même simplifié, nécessite, en effet, de mieux connaître et d'estimer les entrées (principalement la photosynthèse) et les sorties (tous les phénomènes de respiration, la production, la croissance) du système considéré. L'étude a porté surtout sur les échanges gazeux foliaires, la répartition des biomasses et le système racinaire. La troisième partie concerne les associations de culture à base de cocotiers, en particulier l'association cocotier/cacaoyer, pour laquelle la modélisation de l'architecture des systèmes aériens et racinaires, ainsi que les consommations en eau des cultures, en plantation pure et en association, sont étudiés de manière approfondie. Un essai multilocal, associant le cocotier au maïs, permet d'apprécier les contraintes s'exerçant d'une plante par rapport à l'autre. Des essais associant le cocotier à d'autres cultures (haricot-mungo, patate douce, ananas) apportent des résultats intéressants concernant les fonctions de production des plantes associées au cocotier. Une dernière partie est consacrée à l'étude d'un modèle d'analyse économique des systèmes de culture en association avec le cocotier

Dans une association culturale avec le cocotier, ce dernier est généralement la plante dominante. La première étape de l'étude est la caractérisation par de nombreux paramètres, de cette strate dominante, afin de pouvoir élaborer un modèle architectural capable de calculer des maquettes informatiques représentant des plantations de cocotiers. Une seconde partie est consacrée à l'approfondissement des connaissances sur le fonctionnement du cocotier. L'élaboration d'un modèle de fonctionnement, même simplifié, nécessite, en effet, de mieux connaître et d'estimer les entrées (principalement la photosynthèse) et les sorties (tous les phénomènes de respiration, la production, la croissance) du système considéré. L'étude a porté surtout sur les échanges gazeux foliaires, la répartition des biomasses et le système racinaire. La troisième partie concerne les associations de culture à base de cocotiers, en particulier l'association cocotier/cacaoyer, pour laquelle la modélisation de l'architecture des systèmes aériens et racinaires, ainsi que les consommations en eau des cultures, en plantation pure et en association, sont étudiés de manière approfondie. Un essai multilocal, associant le cocotier au maïs, permet d'apprécier les contraintes s'exerçant d'une plante par rapport à l'autre. Des essais associant le cocotier à d'autres cultures (haricot-mungo, patate douce, ananas) apportent des résultats intéressants concernant les fonctions de production des plantes associées au cocotier. Une dernière partie est consacrée à l'étude d'un modèle d'analyse économique des systèmes de culture en association avec le cocotier

Pour étudier et comprendre le fonctionnement d'une plante, la connaissance de son activité photosynthétique et de ses variations, en fonction des paramètres écologiques, est primordiale. Pour mesurer les échanges gazeux foliaires du cocotier, on utilise l'autoanalyseur portable IRGA (Infra-red gaz analyser) ADC, modèle LCA4, relié à une chambre de mesure PLC4(N). L'analyseur possède un logiciel intégré, effectuant instantanément le calcul de l'assimilation nette, de la conductance stomatique et de la transpiration. La méthode est fiable, à condition de respecter certaines recommandations, surtout lors d'un travail sous des rayonnements de forte intensité

La mesure du dégagement du CO2 du sol permet d'estimer la dynamique de la décomposition et des flux de carbone dans le sol. Cette fiche technique présente les mesures effectuées en plantation de palmier à huile, avec un système "semi-fermé" constitué d'une enceinte métallique et d'un socle évidé enfoncé dans le sol à étudier sur lequel elle s'emboîte hermétiquement. L'augmentation de la concentration en CO2 dans l'enceinte en fonction du temps est suivie grâce à un analyseur portable IRGA (Infrared Gas Analyzer). Les mesures sont effectuées dans 5 zones de chaque maille élémentaire de 3 palmiers en quinconce. Des échantillons de sol sont également prélevés dans le socle puis débarrassés des racines qu'ils contiennent afin de mesurer en laboratoire leur respiration et de déduire la part de la respiration racinaire

La mesure du dégagement du CO2 du sol permet d'estimer la dynamique de la décomposition et des flux de carbone dans le sol. Cette fiche technique présente les mesures effectuées en plantation de palmier à huile, avec un système "semi-fermé" constitué d'une enceinte métallique et d'un socle évidé enfoncé dans le sol à étudier sur lequel elle s'emboîte hermétiquement. L'augmentation de la concentration en CO2 dans l'enceinte en fonction du temps est suivie grâce à un analyseur portable IRGA (Infrared Gas Analyzer). Les mesures sont effectuées dans 5 zones de chaque maille élémentaire de 3 palmiers en quinconce. Des échantillons de sol sont également prélevés dans le socle puis débarrassés des racines qu'ils contiennent afin de mesurer en laboratoire leur respiration et de déduire la part de la respiration racinaire

Nous avons étudié les effets d'une sécheresse édaphique sur l'état hydrique (potentiel hydrique foliaire et contenu relatif en eau), les échanges gazeux (transpiration, conductance stomat1que et asstm1lahon nette du gaz carbonique atmosphérique) la teneur et la composition en lipides membranaires des feuilles de Jeunes cocotiers (Cocos nucifera L). Ces études sont menées dans le but, d'une part d'affirmer les connaissances concernant les mécanismes phys10logiques mis en oeuvre par le cocotier en réponse à la contrainte hydrique et d'autre part, d'évaluer la validité des paramètres physiologiques étudiés en tant que critères de sélection de génotypes rés1stanls à hi sécheresse. Cinq variétés de cocotier ont été étudiées. Leur résistance à la sécheresse au champ est plus ou moins précisément connue : le Nain Jaune de Malaisie, NJM (sensible), le Nain Rouge du Cameroun. NRC {sensible); le Grand Ouest Africain. (GOA moyennement résistant); le PB 121 (N™ x GOA résistant) et le Nain Jaune de Malaisie, issu d'embryons cultivés m vitro, NJM VP (sensibilité inconnue). Les plantes sont âgées de deux ans, cultivées dans des sacs individuels et soumis à une sécheresse édaphique par suspension d'arrosage. Les résultats montrent que les variétés naines se déshydratent plus rapidement que le GOA. Le PB 121 présente un comportement intermédiaire entre celui des deux parents GOA et NJM La cinétique de diminution des échanges gazeux en réponse à la sécheresse est identique chez les cinq variétés. La suppression des échanges gazeux est due essentiellement à la fermeture des stomates, phénomène dépendant faiblement de l'état hydrique des palmes. Ceci suggère qu'il existe un signal racinaire induisant la diminution de la conductance stomatique. Les teneurs en acides gras des lipides foliaires diminuent en réponse à la contrainte édaph1que chez les cinq variétés, notamment dans le compartiment chloroplastique Les pertes en acides gras sont très importantes pour le NRC, moyennes pour le N

Nous avons étudié les effets d'une sécheresse édaphique sur l'état hydrique (potentiel hydrique foliaire et contenu relatif en eau), les échanges gazeux (transpiration, conductance stomat1que et asstm1lahon nette du gaz carbonique atmosphérique) la teneur et la composition en lipides membranaires des feuilles de Jeunes cocotiers (Cocos nucifera L). Ces études sont menées dans le but, d'une part d'affirmer les connaissances concernant les mécanismes phys10logiques mis en oeuvre par le cocotier en réponse à la contrainte hydrique et d'autre part, d'évaluer la validité des paramètres physiologiques étudiés en tant que critères de sélection de génotypes rés1stanls à hi sécheresse. Cinq variétés de cocotier ont été étudiées. Leur résistance à la sécheresse au champ est plus ou moins précisément connue : le Nain Jaune de Malaisie, NJM (sensible), le Nain Rouge du Cameroun. NRC {sensible); le Grand Ouest Africain. (GOA moyennement résistant); le PB 121 (N™ x GOA résistant) et le Nain Jaune de Malaisie, issu d'embryons cultivés m vitro, NJM VP (sensibilité inconnue). Les plantes sont âgées de deux ans, cultivées dans des sacs individuels et soumis à une sécheresse édaphique par suspension d'arrosage. Les résultats montrent que les variétés naines se déshydratent plus rapidement que le GOA. Le PB 121 présente un comportement intermédiaire entre celui des deux parents GOA et NJM La cinétique de diminution des échanges gazeux en réponse à la sécheresse est identique chez les cinq variétés. La suppression des échanges gazeux est due essentiellement à la fermeture des stomates, phénomène dépendant faiblement de l'état hydrique des palmes. Ceci suggère qu'il existe un signal racinaire induisant la diminution de la conductance stomatique. Les teneurs en acides gras des lipides foliaires diminuent en réponse à la contrainte édaph1que chez les cinq variétés, notamment dans le compartiment chloroplastique Les pertes en acides gras sont très importantes pour le NRC, moyennes pour le N