Influence du développement racinaire et du régime hydrique sur l’évolution des propriétés physiques et hydrauliques de substrats horticoles organiques

Influence of root development and water regime on the evolution of the physical and hydraulic properties of organic horticultural substrates

• Auteur / Autrice : Eric Kerloch
• Direction : Jean-Charles Michel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie et agronomie
• Date : Soutenance le 22/03/2016
• Etablissement(s) : Rennes, Agrocampus Ouest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Végétal-Environnement-Nutrition-Agro-Alimentaire-Mer (Angers)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de Recherche Environnement Physique de la plante Horticole / EPHOR

Mots clés

Mots clés libres

SUBSTRATS HORTICOLES

ENJEUX ENVIRONNEMENTAUX

TENEUR EN EAUX

HORTICULTURAL SUBSTRATES

ENVIRONMENTAL ISSUES

WATER CONTENT

Résumé

La gestion de l’irrigation et de la fertilisation dans les systèmes de production hors sol est particulièrement cruciale afin de limiter tous risques d’asphyxie racinaire, de lessivage d’éléments minéraux, voire de développement de pathogènes liés à une irrigation excédentaire, ou, à l’inverse, de réhumectation délicate et de stress hydrique de la plante dans des conditions limitantes en eau. Ayant pour finalité d’améliorer l’efficience de l’eau pour les plantes cultivées sur substrats, les travaux développés dans cette thèse ont visé à analyser l’évolution des propriétés hydrauliques de différents substrats au cours de laculture, en se focalisant tout particulièrement sur les effets combinés du développement racinaire et de la gestion de l’irrigation.Des essais culturaux ont été menés sur tourbe, fibres de coco, fibres de bois et écorce, prenant pour plante modèle utilisée le rosier Knock Out®. Des mesures de biomassesracinaires et aériennes, ainsi que celles des propriétés de rétention en eau et en air, de conductivité hydraulique, de diffusivité des gaz et de mouillabilité ont été effectuées surchaque substrat soumis à des régimes d’irrigation différents (variant d’un optimum hydrique à des conditions de stress hydrique). Les résultats montrent d'importantes modifications aufil du temps, principalement en raison de l'histoire hydrique. Cela conduit à des modifications(1) de la distribution et de la taille des pores, traduite par une réduction de leur tortuositéqui génère une augmentation de la diffusion gazeuse dans le milieu, ainsi que (2) unediminution de

Precise irrigation management of substrates is of vital importance in horticultural soilless systems to avoid root asphyxia, nutrient leaching, and plant disease in case of excessive watering; as well as, nutrient and water deficiency, and then plant physiological stress in the driest conditions. The study presented here aimed to improve water efficiency for plants grown in pots or containers, focusing on the evolution of hydraulic properties of substratesdue to root development and irrigation strategies during plant growth. Crop trials were performed on peat, coir, wood fiber and pine bark, using the rose Radrazz Rosa x hybrida as plant model.Shoot and roots biomasses, air and water retention properties, hydraulic conductivity, relative gas diffusivity and wettability were measured on each substrate, managed with different irrigation strategies (from an optimal water content to hydric stress conditions). Results showed significant changes over time, mainly due to the hydric history. This led to changes (1) in pore distribution and size, and then a decrease in pore tortuosity generating an increase in relative gas diffusivity in the substrates, and (2) a decrease in substrates’ wettability according to the intensity of drying. Although they were with weaker amplitude to those resulting of the hydric history, filling of macroporosity by the root system led to limit substrates’ consolidation due to drying/wetting cycles, and moreoverto amplify pore connectivity and then relative gas diffusivity and to limit degradation inwettability.