Thèse soutenue

Efficience de l'utilisation de l'azote par le blé dur soumis à une application foliaire de biostimulants

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Auteur / Autrice : Eve-Anne Laurent
Direction : Philippe GrieuThierry Lamaze
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Agrosystèmes, Écosystèmes et Environnement
Date : Soutenance le 20/12/2018
Etablissement(s) : Toulouse, INPT
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences écologiques, vétérinaires, agronomiques et bioingénieries (Toulouse)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : AGroécologie, Innovations, TeRritoires (Castanet-Tolosan, Haute-Garonne ; 2003-....)
Jury : Président / Présidente : Jean-Christophe Avice
Examinateurs / Examinatrices : Philippe Grieu, Thierry Lamaze, Jean-Christophe Avice, Patrick Du Jardin, Christophe Robin, Vincent Allard, Pierre Roumet, Céline Durieu
Rapporteurs / Rapporteuses : Patrick Du Jardin, Christophe Robin

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Le blé dur est caractérisé par une forte demande en azote pour atteindre le niveau de protéines requis pour la transformation en pâtes et semoules de qualité, ce qui contribue à un niveau de fertilisation azoté élevé et à des pertes d'azote par lixiviation ou volatilisation. L'optimisation de l'efficience d'utilisation de l'azote par la plante par apport de biostimulants pourrait constituer une alternative d'amélioration de la production de blé dur et du bilan agro-environnemental de la culture. Les actions bénéfiques des biostimulants à base d'extraits d'algues, d'acides aminés ou de protéines extraites de champignons ont été décrites sur l'augmentation de production de biomasse des plantes, le rendement, l'absorption d'azote et la résistance aux stress abiotiques. Bien que ces effets aient été décrits pour diverses cultures, peu d'études ont été réalisées sur le blé dur, et encore moins sur les flux d'azote dans la plante et le contenu protéique du grain. Dans ce travail, le biostimulant d'origine algale DPI4913 contenant un mélange d'acides aminés et le biostimulant d'origine fongique AF086 ont été testés en application foliaire sur blé dur au champ et en serre. L'étude de leurs effets sur le rendement en grains et la biomasse produite, à trois stades d'application en conditions de contraintes hydrique ou azotée, a permis de déterminer les conditions d'application optimales de ces produits : au stade deux noeuds en conditions d'irrigation et de fertilisation non limitantes. L'analyse du contenu en azote de la plante à maturité a montré une augmentation de la quantité d'azote prélevé par les plantes traitées et de l'allocation de l'azote vers l'épi, au détriment des autres compartiments. Le suivi des flux d'azote dans la plante par marquage foliaire (15NH4+) ou racinaire (15NO3- et 15NH4+) a montré des tendances pour les deux biostimulants à améliorer le prélèvement d'azote minéral racinaire ou foliaire, et sa migration vers le grain. L'apport combiné de biostimulants et d'un fertilisant azoté foliaire contenant de l'urée marquée a permis de mettre en évidence un effet positif des biostimulants sur la migration d'azote issu du fertilisant vers le grain, mais pas sur l'absorption foliaire du fertilisant. Les effets de DPI4913 et AF086 sur le rendement en grains et l'allocation de l'azote vers le grain se traduisent par une augmentation de la quantité en protéines du grain, sans effet sur la teneur en protéines. A cette augmentation de la quantité de protéines dans le grain s'ajoute une modification de la composition en protéines. Les plus fortes variations constatées concernent l'expression de protéines impliquées dans la dureté du grain, dans le stockage avec une forte surexpression de la gamma-gliadine, dans les processus de régulation avec la surexpression de protéines impliquées dans la régulation de la transcription, et dans la réponse aux stress avec la surexpression de protéines impliquées dans la réponse aux stress biotiques et abiotiques.