PHYSIOLOGIE VEGETALE

Stress des plantes

Blé

Une plante a beaucoup d’ennemis et ça la stresse ! Heureusement elle a des systèmes de résistance pour lutter contre les agressions tellement redoutées en agriculture : gel, sécheresse, maladies, ravageurs… Il existe des moyens, comme les éliciteurs, pour les aider à résister et ainsi limiter les traitements.

Stress des plantes : des solutions

Le stress biotique : c’est quoi ?

Il y a tout d’abord le stress biotique : déclenché par des champignons, des insectes, des bactéries, des adventices.

Un peu d’histoire : dès 1961, Ross a montré qu’après inoculation d’une feuille de tomate avec une souche du virus de la mosaïque (TMV), il y avait une augmentation de la résistance des autres feuilles à ce virus ainsi qu’à d’autres pathogènes. Les plantes auraient-elles un système immunitaire ?

Par la suite, les progrès de la biologie cellulaire et moléculaire ont permis de démontrer des acquisitions ou des inductions de résistance. Certes moins développées que le système immunitaire animal, les plantes ont bien des systèmes de résistances pour lutter contre les agressions. Les plantes « reconnaissent » les micro-organismes grâce à des molécules « signal » inclues dans les parois de ces derniers. Certains micro-organismes sont bénéfiques et symbiotiques (mycorhizes, rhizobium,…). D’autres sont pathogènes et responsables de maladies (oïdium, mildiou, botrytis, fusarium, pythium, rhizoctonia ….). Lorsqu’un pathogène « attaque » une plante, cette dernière va déclencher une cascade de réactions de défense au sein de la cellule.

Comment répondent les plantes ?

  • par le « suicide cellulaire » : sur le site de l’infection afin de bloquer le pathogène, la plante sacrifie des cellules
  • par renforcement de la barrière mécanique par le biais d’un épaississement de la paroi de la cellule
  • par la production de métabolites à activité anti-microbienne, en particulier les phytoalexines (Langcake et Pryce, 1976)
  • par la production d’enzymes qui dégradent la paroi des pathogènes comme la glucanase et la chitinase (Van Loon, 1997).

Il faut souligner que, souvent, la « réponse immunitaire » a une caractéristique systémique (dans toute la plante) et non plus localisée (comme le suicide cellulaire). Cette RSA (Réponse Systémique Acquise) a pour principe l’activation de gènes qui maintiendront la plante entière dans un état de résistance contre un large spectre de pathogènes.

 

Eliciteurs : une solutions aux maladies ?

Des SDP (Stimulateurs des Défenses des Plantes) ou Eliciteurs peuvent « mimer » l’attaque d’un pathogène pour préparer la plante à une véritable arrivée de la maladie.

SDNUn grand nombre d’agents peuvent provoquer une réaction chez la plante, sans toutefois provoquer la maladie. Il s’agit le plus souvent d’extraits microbiens, d’extraits de plantes, de composés organiques, de minéraux et d’agents physiques. Ils sont reconnus par les récepteurs membranaires de la plante, au même titre qu’un véritable pathogène, et la préparent à être plus résistante aux maladies par la suite.

Un éliciteur (ou SDP) est un produit visant à déclencher le système de défense de la plante suffisamment tôt pour éviter le développement de la maladie. Ils ne peuvent donc avoir qu’une efficacité préventive. Quand le pathogène est installé il est alors difficile de le déloger. Des actions directes peuvent être nécessaires (insecticides, fongicides…).

 

Stimulation Défenses des PlantesLes éliciteurs (ou SDP) sont des éléments à prendre en compte si l’on veut aller vers une agriculture raisonnée. Ils permettent parfois de limiter les passages, les traitements. Mais ils restent complémentaires de stratégies de lutte conventionnelle.

Dans une parcelle, chaque plante est une proie pour les différents agresseurs et ils sont légions. Nous avons vu que les plantes avaient un système immunitaire qui leur permet de résister aux maladies tellement redoutées en agriculture : mildiou, oïdium,fusarium… Il existe des moyens pour aider la plante à se défendre contre le stress abiotique : comme les osmolytes.

Stress abiotique : c’est quoi ?

Le stress abiotique est déclenché par :

  • le gel,
  • la chaleur,
  • les chocs de températures,
  • la salinité,
  • le manque d’eau,
  • le rayonnement solaire,
  • les carences nutritives,
  • le vent ou verse…(voir aussi les autres stress).

Comment réagissent les plantes aux brusques changements de températures ?

Les écarts de températures peuvent provoquer des nécroses foliaires comme le « tip burn» de la salade ; des variations de régime hydrique, la « maladie du cul noir » de la tomate.

Quel mécanisme utilisent les plantes pour survivre aux carences nutritives ?

Elles ralentissent leur métabolisme et diminuent les dépenses énergétiques. Ce qui réduit la croissance, la photosynthèse et donc le rendement !

Certaines plantes se défendent mieux que d’autres aux conditions extrêmes d’aridité, de températures froides ou de salinité. Pour exemple, les algues vivent dans un environnement hyper-salins (le sel est toxique pour les plantes), certaines espèces comme la rose de Jericho résistent des dizaines d’années sans eau dans le désert…

Ré hydratation d'une rose de Jericho

Ré hydratation d’une rose de Jericho

 

La rose de Jericho peut résister à l’absence d’eau pendant plusieurs années. Elle se déploie à nouveau (temps réel : 3 heures)  lorsqu’elle est dans un environnement humide. Progressivement les feuilles redeviennent vertes (wikipedia). Les plantes ont la capacité génétique de synthétiser des substances protectrices comme les « osmolytes ».

 

La glycine bétaïne est l’osmoprotecteur le plus puissant du monde végétal. Elle augmente la pression osmotique dans la cellule végétale afin d’éviter la fuite de l’eau hors de la cellule aboutissant à sa mort.

Elle permet la rétention ou la diffusion de l’eau et des oligo-éléments par la gestion de cette pression osmotique. De la même manière elle diminue le point de cristallisation de l’eau à l’intérieur des cellules de la plante ; cela permet de baisser la température de gelée et donc d’éviter l’éclatement des cellules et la mort de la plante.
régulation  et osmotique en agricultureEn viticulture, par exemple, en application foliaire à la fin de la floraison, la glycine bétaïne améliore la nutrition en cas de fortes chaleurs. Et 3 semaines avant la récolte, elle permet une meilleure résistance à l’éclatement / fissuration des baies et tenue des fruits post récolte (raisin de table). Pour les fruits, il a été démontré qu’elle permet d’améliorer la conservation après récolte (Momilia). Toute la réussite réside dans la prévision des agressions. Chaque agriculteur connaît les risques de fortes chaleurs (la météo l’y aide bien..) et sait jusqu’à quand une gelée peut encore avoir lieu au printemps. Les osmoprotecteurs ont un bel avenir en agriculture pour limiter les dégâts de la météo de l’environnement.

La coulure et le millérandage

exemple de millerandage

En quoi consistent exactement la coulure et le millerandage ?

Pour les comprendre, un petit cours d’anatomie s’impose…

Tout comprendre sur la coulure et le millérandage

Vigne avant floraison

Avant floraison, les fleurs sont fermées, avec les boutons floraux visibles : stade des boutons floraux séparés. CR J Cassagnes

 

Au stade dit de la « floraison » de la vigne, les fleurs situées sur l’inflorescence (la future grappe) s’ouvrent, se développent : les corolles de la fleur, en forme de capuchons, se détachent de leur base et se trouvent repoussées vers le haut par les étamines, arrivées à maturité. Ces « capuchons floraux » tombent alors. L’ovaire au centre (pistil) reste nu, tandis que les organes mâles (étamines) se disposent en rayon autour de lui. Les étamines et le pistil sont alors visibles : c’est la floraison.

Floraison de la vigne

Floraison de la vigne

Ce stade de la floraison,

qui s’étale sur plusieurs jours, a généralement lieu entre fin mai et juin, selon les vignobles. Mais cette année, au moment de ce stade, la météo a été particulièrement mauvaise : froid, vent, pluie. Or dans ces conditions, les fleurs ne parviennent pas à se débarrasser de leur capuchon floral. Non fécondées, elles se dessèchent et tombent, sans donner de graines. Un certain nombre d’ovaires fécondés ou de jeunes baies peut également tomber. C’est ce qu’on appelle la « coulure ». Ensuite a lieu la fécondation et l’ovaire commence à grossir, aboutissant à la formation du fruit (nouaison).

Ce phénomène, qui se produit en temps normal de façon « naturelle », de façon plus ou moins importante selon les cépages, a donc été fortement accentué, donnant lieu dans de nombreux vignobles à une coulure importante. In fine, les viticulteurs obtiennent des grappes très clairsemées, où seules quelques baies subsistent, entamant d’une façon considérable leur potentiel de production. La coulure est souvent associée au « millerandage », qui correspond à une fécondation « imparfaite » de la fleur.

Le millerandage donne lieu à un sous-développement de certaines baies, qui restent de petite taille.

vigne millerandage

Le millerandage est facilement reconnaissable par la présence de baies de petite taille et de maturité très hétérogènes sur la grappe. CR J. Cassagnes

Certains cépages sont plus sensibles que d’autres à la coulure (Grenache, Merlot, petit Verdot, Négrette) : il faut y voir une raison d’ordre physiologique. Un trouble dans la redistribution des sucres a lieu une dizaine de jours après la floraison. Les sucres sont envoyés vers l’appareil végétatif au détriment des grappes et engendrent une concurrence entre les deux. Cela implique qu’un certain nombre de baies ne grossit plus et tombe.

Pour ces cépages, dits « coulards », il faut donc à tout prix éviter un excès de vigueur, qui favorise ce phénomène. Celui-ci peut être provoqué par :

  • une fumure excessive,
  • un choix de porte-greffe trop vigoureux,
  • des sols trop fertiles.

Proscrire aussi sur ces cépages des tailles trop sévères, qui diminuent la fertilité.

Pour limiter le phénomène,

on pourra par ailleurs chercher à diminuer la concurrence entre l’apex en croissance et la nouaison des baies, par rognage en fin de floraison, ou écimage… Mais éviter un rognage trop tardif ou trop précoce, qui gène la redistribution des sucres. Le risque de coulure augmente également avec un mauvais palissage, qui diminue la production photosynthétique.

Enfin, des carences en bore peuvent être à l’origine de la coulure et du millerandage. Cet oligo-élément jouant un rôle dans les phénomènes de fécondation, nouaison et coulure. Certains biostmulants à base d’extrait d’algues et tout dernièrement de fractions de levures auraient une efficacité en homogénéisant les grappes et diminuant les phénomènes coulure.

 

 

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