Effet du microclimat lié à l'ombrage temporaire sur la physiologie et la croissance, le rendement et la qualité des fruits de la tomate (Solanum lycopersicum L. H. Karst)

Effect of transient shading-induced microclimate on physiology, growth, yield and fruit quality of tomato (Solanum lycopersicum L. H. Karst)

• Auteur / Autrice : Noé Savalle-Gloire
• Direction : Hélène Gautier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences agronomiques
• Date : Soutenance le 27/05/2024
• Etablissement(s) : Avignon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et agrosciences (Avignon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Plantes et systèmes de culture horticoles (Avignon)
• Jury : Président / Présidente : Gerhard Buck-Sorlin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Michel Génard, Isabelle Grechi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sophie Brunel, Pierre-Eric Lauri
• DOI : 10.70675/7d2b84e8ze895z4056za64ez5d8f7def5529

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tomate

Cultures en serre

Générateurs photovoltaïques

Fruits -- Qualité

Modèles écologiques

Cultures d'ombre

Mots clés libres

Tomate

Serre

Agrivoltaïsme

Qualité des fruits

Modélisation végétale

Ombrage

Tomato

Grenhouse

Agrivoltaism

Fruit quality

Plant modeling

Shading

Résumé

L’augmentation des températures et des risques de sécheresses du fait des changements climatiques impose une adaptation rapide des pratiques culturales afin de protéger les cultures face à l’augmentation des stress thermiques et hydriques. De plus, limiter l’émission de gaz à effet de serre à l’origine de ces changements climatiques nécessite le développement d’énergies renouvelables, mais ce développement se heurte dans certains pays à des conflits d’usage, alors qu’une part importante du territoire est déjà dédiée à l’agriculture. L’agrivoltaïsme consiste à installer des panneaux photovoltaïques sur des terres cultivées, ce qui permet de produire une électricité renouvelable tout en protégeant les cultures face aux canicules et aux sécheresses, et ainsi de répondre à ces deux problématiques. Cette pratique pourrait être particulièrement utile pour les serres de tomate dans lesquelles l’ombrage est déjà utilisé pour protéger les plantes, et où une structure capable de supporter les panneaux est déjà en place. L’utilisation de panneaux mobiles (agrivoltaïsme dynamique) permet d’ajuster l’ombrage aux besoins de la plante. Cependant, cette pratique provoque un ombrage temporaire dont l’effet sur les cultures n’est pas encore suffisamment bien compris pour optimiser leur pilotage et maximiser les rendements et la qualité de la culture. Cette thèse examine l'impact de l'ombrage sur la croissance végétative, la physiologie, le rendement et la qualité des plants de tomates. Elle étudie les effets de l'ombrage appliqué à différentes échelles spatiales et temporelles, allant de l'organe à la plante et variant en intensité sur une base horaire ou saisonnière. Elle s’appuie sur deux expérimentations réalisées sous serre agrivoltaïque en 2021 et 2022 à Alénya (Pyrénées-Orientales, France). Différentes modalités d’ombrage ont été étudiées, selon le moment de la journée où l’ombrage a été appliqué sur les plantes (en fin de matinée, en début de matinée et en fin d’après-midi, et en début d’après-midi) et comparées à une modalité témoin réalisée dans une serre identique sans panneaux photovoltaïques. Les données expérimentales ont été utilisées pour adapter et calibrer un modèle structure-fonction de la tomate (FSPM) développé dans l’unité PSH, ce qui a permis d'analyser l’effet de l’ombrage à l’échelle de la plante entière.

Due to climate change, farming practices must be adapted to protect crops from increased heat and water stress. Additionally, limiting greenhouse gas emissions requires the development of renewable energies. However, in some countries, conflicts of use arise when a large part of the land is already dedicated to agriculture. Agrivoltaics is the practice of installing photovoltaic panels on cultivated land to produce renewable electricity while also protecting crops from heatwaves and drought, and thus it addresses both these issues. This practice could be particularly useful for tomato greenhouses, where shading is already used to protect the plants and where a structure capable of supporting the panels is already in place. The use of mobile panels (dynamic agrivoltaics) makes it possible to adjust shading to the needs of the plant. However, this practice causes temporary shading, the effect of which on crops is not yet fully understood, making it difficult to optimise their stirring policy and maximise crop yields and quality. This thesis examines the impact of shading on the vegetative growth, physiology, yield, andquality of tomato plant. It studies the effects of shading applied at different spatial and temporal scales, ranging from the organ to the plant and varying in intensity on an hourly or seasonal basis. The experiments were conducted in an agrivoltaic greenhouse in Alénya (Pyrénées-Orientales, France) in 2021 and 2022. Various shading treatments were investigated, depending on the daily pattern of plant shading (late morning, early morning, late afternoon, and afternoon) compared to a control grown in a similar greenhouse without photovoltaic panels. The experimental data were used to adapt and calibrate a tomato structure-function model (FSPM) developed in the PSH laboratory, which made it possible to analyse the effect of shading at the whole plant level