Etude de la dispersion atmosphérique du pollen de mai͏̈s : contribution à la maîtrise des risques de pollinisation croisée

Atmospheric dispersion of maize pollen : contribution to the assessment of cross-pollination

• Auteur / Autrice : Nathalie Sophie Madeleine Jarosz
• Direction : Laurent Huber
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Agronomie
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Institut national agronomique Paris-Grignon (1971-2006)

Mots clés

Mots clés libres

Pollen, libération

Turbulence

Modélisation

Transport, dépôt

Expérimentations

Zea mays

Pollen, dissémination

Mai͏̈s, pollen

Résumé

Le mai͏̈s est l'une des plantes les plus utilisées dans le monde. Le mai͏̈s cultivé aujourd'hui résulte de cinq siècles d'amélioration par l'homme Les techniques d'hybridation ainsi que l'utilisation des biotechnologies ont abouti à une grande diversité de variétés de mai͏̈s, face auxquelles les croisements intervariétaux nécessitent d'être maîtrisés. En particulier, la coexistence entre mai͏̈s transgénique et non transgénique est actuellement au cœur du débat scientifique. Pour répondre à cette question, l'approche actuelle est de mesurer directement la fécondation croisée. Cependant, elle ne permet pas de fournir un outil prédictif car elle ne fait pas le lien avec les conditions de l'environnement physique, et plus particulièrement les conditions météorologiques. L'objet de ce travail est de mieux comprendre les processus de dispersion atmosphérique, à l'échelle de la parcelle, du pollen de mai͏̈s à l'aide d'une approche mécaniste. Dans un premier temps, un modèle mécaniste initialement développé pour étudier la dispersion atmosphérique de l'ammoniac a été adapté à la dispersion du pollen de mai͏̈s. Ensuite, pour valider le modèle, des mesures dispersion de pollen ont été effectuées. Trois expérimentations au champ ont été menées à Montargis en 2000, Grignon en 2001 et enfin Sore en 2002. Les concentrations et dépôts de pollen ont été mesurées jusqu'à des distances de 400 m en aval de couverts de mai͏̈s de taille différente. Dans le même temps, les conditions micrométéorologiques ainsi que la structure du couvert ont été mesurés. L'analyse de la dynamique de libération du pollen a permis de confirmer l'existence d'un cycle diurne de l'émission mais aussi de montrer la corrélation de [sic]

Maize is one of the most cultivated plants in the world. For over five centuries people have been adapting it to better fit their needs. Selective breeding, cross-breeding and more recently, genetic engineering have led to numerous varieties of maize. Cross pollination has become a subject of scientific inquiry. In relation to co-existence of genetically modified crops with conventional and organic crops, it is now a major concern. This work aims at better understanding the release and dispersion processes of maize pollen through a mechanistic approach rather than the statistical approach typically used to evaluate outcrossing. The approach in this study is twofold. Firstly, because existing data do not include enough parameters, field experiments were set up and carried out. Secondly, a mechanistic model initially developed for atmospheric ammonia dispersion was adapted to maize pollen dispersion. Three field experiments were carried out in Montargis in 2000, in Grignon in 2001 and in Sore in 2002. Pollen concentration and deposition rate measurements were taken up to 400 m downwind from different sized maize crops. Micrometeorological measurements and canopy structure were also recorded. Analysis of pollen release rate dynamics highlights the existence of a diurnal cycle of emission and shows correlation between emission and drying air. A high thermal stratification of the atmosphere is particularly favourable for pollen dispersion. However, rain or field irrigation almost suspends pollen release. The adapted model, hereafter referred to as SMOP-2D (Stochastic Mechanistic mOdel for Pollen dispersion and deposition in 2 Dimensions) is a Lagrangian stochastic model which [sic]