Recherche de facteurs explicatifs des écarts à la relation négative rendement - teneur en protéines chez le blé tendre (Triticum aestivum L. )

Discussion

Le travail a pour but d'étudier la relation qui existe entre le rendement et la teneur en protéines sous un. Ce travail fait suite au travail de Bogard (2011) qui a évalué cette relation pour analyser la variabilité génétique des variétés. il a utilisé pour ça 27 variétés différentes. Dans notre cas on a utilisé quatre variétés cultivées dans des conditions environnementales différentes et l'objectif est plutôt d'analyser la variabilité environnementale autour de la relation.

Nous avons pu confirmer que la relation qui existe entre la teneur en protéines et le rendement en grains est négative et que l'amélioration de ces deux critères dans la production de blé tendre demeure un peu difficile à cause de cet antagonisme.

Le calcul de la déviation à la régression entre teneur en protéines et rendement permet d'évaluer et d'améliorer cette relation. Le GPD est ensuite corrélé avec différents mécanismes physiologiques. On a pu montrer suite aux différentes corrélations que parmi les mécanismes physiologiques l'absorption azotée en pré-floraison est une composante très importante de la variation de GPD. De plus, malgré la faible corrélation qu'on a obtenu entre le GPD d'un côté et la quantité d'azote remobilisé et la quantité d'azote absorbé en post-floraison d'un autre côté, l'analyse de variance a montré que ces deux mécanismes physiologiques ont un effet significatif sur le GPD. Entre ces deux processus de l'absorption azotée, la remobilisation de l'azote était mieux corrélée avec le GPD que l'absorption azotée post-floraison.

Au cours de cette étude nous sommes passés de l'étude des résidus de la relation teneur en protéines - rendement en grains à celle des résidus entre l'absorption post-floraison et la quantité d'azote remobilisée. Le but était de mieux comprendre la variation de GPD à travers un effet sur l'absorption d'azote post-floraison.

Concernant l'évaluation des facteurs pédoclimatiques, les corrélations obtenues entre les variables explicatives de GPD et les facteurs climatiques étaient faibles. Ce résultat peut être la conséquence de l'hétérogénéité des données utilisées. Cependant, on a pu montrer l'effet de quelques facteurs environnementaux sur les variables agronomiques. Il y a un effet significatif de la température et de déficit hydrique sur l'azote absorbé en post-floraison et l'azote remobilisé.

1. Relation teneur en protéines - rendement en grain

Le phénomène de dilution peut expliquer l'antagonisme entre le rendement et la teneur en protéines puisque les deux variables dépendent beaucoup des métabolismes carbonés et azotés au sein de la culture.

Les résultats ont montré qu'entre le rendement et la teneur en protéines, la relation est négative. Seulement, on peut remarquer que les valeurs de la pente sont relativement faibles par rapport à ce qui a été montré dans la thèse de Bogard (2011). L'utilisation d'un nombre assez grand de points (373 observations) sans recours à l'utilisation des moyennes peut affecter les résultats. En effet, l'utilisation des moyennes aide à neutraliser l'interaction G X E dont le rendement et la teneur en protéines sont très dépendants et par conséquent permet une meilleure estimation de la relation teneur en protéines - rendement (Oury et Goudin, 2007 ; Bogard, 2011). De plus, le faible coefficient de corrélation obtenu chez la variété Soissons peut être la conséquence du bruit introduit par les facteurs environnementaux vu que le nombre d'observation chez la variété en question est supérieur aux autres variétés.

Il est certain que la teneur en protéines est le premier critère de qualité chez les producteurs de blé tendre (Jeuffroy et al., 2000). Toutefois, le grain contient d'autres composants contribuant à sa qualité nutritionnelle. Une hypothèse a été étudiée par Munier-Jolain et Salon (2005) avait pour but de voir s'il y a un antagonisme entre un rendement élevé et une bonne qualité nutritionnelle du grain. On a pu montrer que pour toutes les espèces étudiées il existe une relation négative entre les composants du rendement et ceux de la qualité nutritionnelle ( Erreur ! Source du renvoi introuvable.) (Munier-Jolain et Salon, 2005). Une telle étude peur être intéressante pour mieux évaluer la relation entre le rendement en grain et les critères qualitatifs du grain.

Figure 12: Relation entre la consommation du carbone pour la production des semences pour plusieurs espèces et leurs rendements (afin de comparer la performance de production plusieurs courbes d'iso production ont été utilisées)

2. Relation entre le GPD et les différents métabolismes physiologiques

Plusieurs corrélations ont été étudiées entre le GPD et les variables du processus azoté.

Le statut azoté de la plante en floraison exprimé par l'INN_floraison a été déterminant dans l'explication de GPD. La fertilisation azotée avant la floraison est par conséquent déterminante pour la production de blé. Jeuffroy et al. (1999) et Jeuffroy et al. (2000) ont montré l'importance de cette phase dans la détermination du rendement et de la teneur en protéines à partir du modèle Azodyn qui simule le fonctionnement de la culture de blé en conditions de nutrition azotée variées ( Erreur ! Source du renvoi introuvable.). La teneur en protéines et le rendement sont optimisés grâce à un ensemble de stratégie de fertilisation azotée effectué dans la plupart des cas au cours de la période préfloraison (Jeuffroy et Oury, 2012).

Figure 13: représentation simplifiée de module post-floraison du modèle Azodyn: accumulation de biomasse et d'azote dans les grains de blé (Jeuffroy et al., 2000)

Mis à part l'importance de l'azote absorbé en préfloraison, les deux mécanismes physiologiques, en l'occurrence, l'absorption post-floraison et l'azote remobilisé ont montré un effet significatif sur l'écart à la relation teneur en protéines - rendement.

Concernant la quantité d'azote remobilisée, on a pu obtenir une corrélation avec le GPD (R² égale à 0.44 pour la variété Apache) montrant l'importance de cette composante dans l'explication du GPD. Il a été montré que la remobilisation de l'azote vers le grain est la source la plus importante dans l'accumulation de l'azote dans le grain. Il est le principal processus responsable de variations de rendement (Bancal et al., 2008). Par conséquent, en ciblant l'amélioration variétale sur la quantité d'azote absorbée en préfloraison et en maintenant une forte efficacité de remobilisation de l'azote, on peut améliorer la teneur en protéines sans réduire le rendement et donc améliorer la relation qui existe entre les deux variables (Slafer et al., 1989; Monaghan, 2001). Cependant, plusieurs auteurs dans leurs études n'ont pas trouvé de relation significative entre l'azote remobilisé et le GPD (Le Gouis et al., 2010; Bogard, 2011).

La variabilité génétique de GPD était bien expliqué par la variabilité génétique de l'absorption de l'azote en phase post-floraison indépendamment de la quantité d'azote absorbée à floraison (Bogard, 2011; LeGouis et al., 2010; Oury et Goudin, 2007). Le Gouis et al. (2010) ont montré que le GPD est expliqué à 50 % par la quantité d'azote absorbé en post-floraison (PANU). Ces résultats ne correspondaient pas à ce qu'on a trouvé dans l'étude de l'absorption azoté en post-floraison. En effet dans des conditions multi-environnementales, le PANU expliquait mal le GPD (R² < = 0,1). Ceci peut être expliqué par la grande variabilité et hétérogénéité des données. Le PANU est très sensible aux conditions climatiques pendant la phase de remplissage (Pask et al., 2011) et un déficit hydrique, par exemple, provoque la diminution de la contribution du PANU dans l'amélioration de la teneur en protéines (Monaghan et al., 2001).

L'explication du GPD de point de vue physiologique est un peu complexe. En effet cette variable dépend à la fois de trois processus azotée: l'azote accumulé en floraison, l'azote remobilisé et l'azote absorbé en post-floraison, mais à des degrés de dépendances différents.

On propose d'optimiser la fertilisation tardive dans le but améliorer la relation teneur en protéines - rendement (Monaghan et al., 2001). De nouvelles stratégies de fertilisation azotée sont de plus en plus conseillées. Il s'agit de supprimer le premier apport et de décaler le deuxième et le troisième apport vers des dates plus tardives. D'autre part, dans la perspective de diminuer la quantité d'intrants (plan ecophyto 2018) associer des légumineuses aux cultures céréalières aide à augmenter la teneur en protéines tout en réduisant le recours à la fertilisation azotée (Jeuffroy et Goudin, 2012).

Ainsi, avoir un bon équilibre entre rendement et qualité de production dépend des facteurs environnementaux, génétiques et l'interaction entre les deux. Pour l'amélioration de cette relation, le GPD est considéré comme un bon moyen.