Techniques culturales de production pour améliorer la qualité morpho-physiologique des plants forestiers et la rentabilité des pépinières forestières au Québec
Formation et transfert de connaissances, d’expertises et de savoir-faire auprès des pépinières forestières du Québec membres de la Fédération québécoise des coopératives forestières
Responsable de la conception et du contenu de la formation : Mohammed S. Lamhamedi, ing. f., M. Sc., Ph.D.Direction de la recherche forestière, ministère des Ressources naturelles du Québec
Responsable de l’organisation de la formation : Stéphanie Morin, CHRA, Fédération québécoise des coopératives forestières
Québec (Canada) 6 novembre 2013
Conférenciers
Mohammed S. Lamhamedi, ing. f., M. Sc., Ph.D., Pascal Desjardins, techn. for. et Mario Renaud, techn. for., spécialiste, direction de la recherche forestière, ministère des Ressources naturelles du Québec
Animateurs de la journée
Stéphanie Morin, CRHA, Fédération québécoise des coopératives forestières et Mario Renaud, techn. for., spécialiste, direction de la recherche forestière, ministère des Ressources naturelles du Québec
Conception graphique du document
Maripierre Jalbert, direction de la recherche forestière, ministère des Ressources naturelles du Québec
Vous pouvez obtenir de plus amples renseignements sur cette formation en communiquant avec :
Mme Stéphanie Morin, CRHA, Fédération québécoise des coopératives forestièresFédération québécoise des coopératives forestières3188, chemin Sainte-Foy, bureau 200, Québec (Québec) G1X 1R4Courriel : [email protected]éléphone: 418-651-0388, poste 325Télécopie: 418-651-3860
M. Mohammed S. Lamhamedi, ing.f., M.Sc., Ph.D.Direction de la recherche forestièreMinistère des Ressources naturelles2700, rue Einstein, Québec (Québec) Canada G1P 3W8Courriel : [email protected]éléphone : 418 643-7994, poste 6553Télécopieur : 418 643-2165
La Direction de la recherche forestière (DRF), organisme public relevant du ministère des Ressources naturelles du Québec (Canada), est un centre de recherche forestière qui publie chaque année son Rapport d’activités ainsi qu’un Répertoire des projets de recherche qu’elle mène et qu’elle subventionne.
Pour recevoir gratuitement une copie du fi chier de ce document et les publications éditées par la DRF ou encore, pour être informé de la tenue des événements organisés par elle, vous pouvez écrire à l’adresse électronique ci-dessous ou vous pouvez nous expédier vos demandes par télécopieur ou par la poste à l’adresse suivante :
Direction de la recherche forestièreMinistère des Ressources naturelles et de la Faune2700, rue Einstein, Québec (Québec) Canada G1P 3W8Téléphone : 418 643-7994Télécopieur : 418 643-2165Courriel : recherche.forestiè[email protected] web : www.mrnf.gouv.qc.ca/forets/connaissances/recherche/index.jsp
Citation recommandée
Lamhamedi, M.S., Desjardins, P., Renaud, M. et Veilleux, L. 2013. Techniques culturales de production pour améliorer la qualité morpho-physiologique des plants forestiers et la rentabilité des pépinières forestières au Québec. Journée de formation et de transfert de connaissances, d’expertises et de savoir-faire auprès des pépinières forestières du Québec membres de la Fédéra-tion québécoise des coopératives forestières. Ministère des Ressources naturelles du Québec., Québec, Canada. 6 novembre
2013, 130 p.
© Gouvernement du QuébecMinistère des Ressources naturelles, 2013
Biographie des personnes impliquées dans la formation
Mohammed S. Lamhamedi a obtenu son diplôme d’agronomie générale à l’Institut agronomique et vétérinaire Hassan II (IAV Hassan II) du Maroc en 1983. En 1985, ce même établissement lui décer-nait le diplôme d’ingénieur agronome d’État spécialisé en sciences forestières (M. Sc.). En 1991, l’Uni-versité Laval (Québec, Canada) lui décerne son doctorat en sciences forestières (Ph.D.). Après avoir été enseignant-chercheur en écophysiologie et en plantations forestières à l’IAV Hassan II de 1986 à 1991, il eff ectue un stage postdoctoral à l’Institut de recherche en biologie végétale de l’Université de Montréal. Il devient ensuite chercheur visiteur au Centre de foresterie des Laurentides du Service canadien des forêts en 1993-1995, puis en 1996-1997, directeur scientifi que dans le cadre du projet
d’installation de pépinières modernes fi nancé par la Banque mondiale en Tunisie [Pampev Internationale - Direction géné-rale des forêts, Tunisie]. De plus, M. Lamhamedi a été attaché de recherche au Centre de recherche en biologie forestière (Université Laval) en 1998-1999. En 1999, M. Lamhamedi est devenu membre de l’Ordre des ingénieurs forestiers du Québec (OIFQ). Chercheur émérite à la Direction de la recherche forestière du ministère des Ressources naturelles du Québec depuis juin 1999, il est aussi chercheur associé au Centre d’étude de la forêt (CEF) et professeur associé à la Faculté de foresterie, de géographie et de géomatique, de même qu’à la Faculté des sciences de l’agriculture et de l’alimentation de l’Université Laval. Il a agi à titre de rédacteur adjoint à la Revue canadienne de Recherche forestière de janvier 2006 à janvier 2012, et est membre permanent du comité de lecture de la revue Nature et Technologie depuis novembre 2010. Il est l’auteur de nombreuses publications scientifi ques et techniques, et dirige ou codirige des étudiants gradués à la maîtrise et au doctorat. Son expertise porte sur l’optimisation des régies de culture, la conception des standards de tolérance au gel des plants dans les pépinières forestières, la variabilité clonale des feuillus et des résineux, l’embryogenèse somatique des conifères, le boutu-rage des feuillus et des résineux et la production de plants dans les pépinières forestières. M. Lamhamedi s’occupe également de transfert d’expertise, de connaissances et de savoir-faire auprès des 19 pépinières forestières (6 gouvernementales et 13 privées) du Québec. De plus, sa participation à diff érents projets de modernisation des pépinières forestières et de lutte contre l’ensablement dans des pays en développement (Tunisie, Ghana, Nicaragua, Maroc, etc.) lui a valu une renommée
mondiale pour l’adaptation de l’expertise québécoise et canadienne en production de plants.
Stéphanie Morin occupe le poste de Conseillère en ressources humaines et vie coopérative à la Fédération québécoise des coopératives forestières depuis avril 2013. En 2005, elle a obtenu un bacca-lauréat en administration des aff aires spécialisé en gestion des ressources humaines et en gestion des petites et moyennes entreprises de l’université Laval. Elle est membre de l’Ordre des conseillers en ressources humaines du Québec depuis 2006. Elle a œuvré comme conseillère en recrutement et conseillère en ressources humaines dans les secteurs des technologies de l’information, de la santé et de l’ingénierie, au Québec et en Alberta. Enfi n, elle est également propriétaire d’une entreprise liée au recrutement depuis 2010. Elle partage avec les coopératives une passion pour la forêt, passant la majeure
partie de ses vacances sur ses terres à bois.
Mario Renaud est technicien forestier spécialiste, diplômé du collège de Sainte-Foy en 1978. À l’emploi du ministère des Ressources naturelles et de la Faune du Québec depuis 1978, il est présentement aff ecté au Service de la génétique, de la reproduction et de l’écologie, de la Direction de la
recherche forestière. Il assiste le chargé de projets en physiologie végétale (production de plants).
Pascal Desjardins est technicien forestier, diplômé du collège de Sainte-Foy en 1996. De 1996 à 2002, il travaille pour l’industrie forestière comme contremaître en aménagement et exploitation forestière. En 2002, il joint le Service de la génétique, de la reproduction et de l’écologie de
la Direction de la recherche forestière du ministère des Ressources naturelles et de la Faune du Québec. Depuis 2005, il assiste principalement le chargé de projets en physiologie végétale (production de plants).
Linda Veilleux est technicienne en chimie analytique, diplômée du collège de Lévis-Lauzon en 1981. De 1982 à 1984, elle travaille au pilotage industriel à l’usine de MAGNAQ-SNA (magnésium-amiante-Québec). À l’emploi du ministère des Ressources naturelles et de la Faune du Québec
depuis 1985, elle est présentement aff ectée au Service de la génétique, de la reproduction et de l’écologie, de la Direction de la recherche forestière. Elle assiste le chargé de projets en physiologie végétale (production de plants).
Techniques culturales de production de plants en pépinière forestière 1
Ministère des Ressources naturelles • Direction de la recherche forestière
Introduction
Activités de transfert de connaissances en production de plants forestiers : une priorité
Au Québec, le transfert de connaissances, d’expertises et de savoir-faire reliés à la fi lière de production de plants fi gure parmi les priorités de la Direction de la recherche forestière (DRF) du ministère des Ressources natu-relles (MRN) depuis plus de 35 ans. Ce transfert auprès des pépinières forestières, qu’elles soient privées (13) ou publiques (6), est assuré, dans la majorité des cas, par le MRN en collaboration avec d’autres centres de recherche et ses partenaires. Les diff érentes activités de transfert permettent de répondre aussi bien à des problématiques simples que complexes vécues à une échelle opérationnelle par les pépiniéristes du Québec.
Diff érentes approches de transfert de connaissances, d’expertise et de savoir-faire sont utilisées auprès des pépi-nières forestières du Québec, notamment la diff usion des publications scientifi ques et techniques, les visites sur le terrain pour échanger sur des problématiques particulières, la mise au point et l’intégration de nouvelles inno-vations, l’organisation de colloques et d’ateliers et des journées de formation dédiées à des thématiques générales et spécifi ques de la production de plants forestiers. La vulgarisation des publications scientifi ques de calibre international, évalués par les pairs, fi gurent également parmi les priorités de l’équipe de production de semences et de plants forestiers de la DRF. À cet égard, les résultats de chaque publication scientifi que (article, mémoire et note de recherche, avis scientifi que, etc.) de l’équipe de production de semences et de plants sont généralement vulgarisés sous forme d’un avis de recherche de deux pages tout en mettant l’accent sur la portée des résultats, ainsi que sur leur mise en application à une échelle opérationnelle.
Le transfert de connaissances, d’expertises et de savoir-faire se manifeste également par une assistance et un accompagnement technique de façon continue auprès des pépiniéristes afi n que les acquis de la recherche et les dernières innovations techniques soient régulièrement intégrés aux opérations courantes des pépinières fores-tières. Ceci permet d’améliorer la qualité morpho-physiologique des plants produits, d’augmenter leur taux de conformité aux normes et critères de qualité des plants, ainsi que la rentabilité des pépinières forestières.
Pour eff ectuer un transfert de connaissances rapide et mettre à la disposition des pépiniéristes les résultats de nos travaux de recherche-développement, tous les types de documents produits (articles scientifi ques, avis de recherche, mémoire de recherche, avis technique, avis scientifi que, cédérom, etc.) sont diff usés rapidement auprès des pépinières forestières gouvernementales et privées de l’Offi ce des producteurs de plants forestiers du Québec.
Les innovations techniques et les recommandations suggérées aux pépiniéristes par les chercheurs de l’équipe de production de semences sont le fruit des résultats issus de projets de recherche-développement et d’essais tech-niques réalisés à une échelle opérationnelle tout en s’appuyant sur des bases scientifi ques rigoureuses et solides.
L’utilisation de plants de haute qualité produits selon des normes morpho-physiologique précises, contribuera à garantir de meilleurs taux de survie et à améliorer l’établissement et la croissance initiale des plantations forestières. L’atteinte de ces normes, sous des conditions climatiques rigoureuses et une saison de croissance très courte au Québec, repose sur la maîtrise et l’intégration continue de nouvelles techniques culturales liées à la fi lière de reboisement, c’est-à-dire de la semence à la plantation.
Activités de transfert de connaissances : une nécessité et un besoin urgent pour la formation de la relève en pépinière forestière
Pour assurer le maintien d’une relève qualifi ée dans le domaine opérationnel de production de plants, le renforcement et la mise à niveau des capacités techniques fi gurent actuellement parmi les actions prioritaires des plans stratégiques des pépinières forestières du Québec. Ces priorités sont généralement axées sur les activités de transfert de connaissances et de formation d’une main-d’œuvre qualifi ée dans le domaine de production de plants, pour lequel l’expertise technique requise disponible est de plus en plus rare. Pour pallier à ce problème, et suite à la demande de plusieurs pépinières privées, l’équipe de production de semences et de plants forestiers de la DRF s’est engagée à off rir des ateliers et des journées de formation de leur main-d’œuvre axés sur les préoccupations techniques à caractère opérationnel. Ces diff érentes formations seront également réalisées en étroite collaboration avec nos diff érents partenaires oeuvrant dans le domaine de la production de plants forestiers au Québec.
2 Formation et transfert de connaissances, d’expertises et de savoir-faire
Ministère des Ressources naturelles • Direction de la recherche forestière
Organisation, déroulement et fi nancement de la formation
Suite à la demande de certaines pépinières forestières privées du Québec membres de la Fédération québécoise des coopératives forestières (FQCF), la FQCF et la DRF ont convenu d’organiser conjointement cette forma-tion en deux étapes.
La première étape de cette formation, d’une durée d’une journée, sera axée sur des présentations, sous forme d’une visioconférence, reliées aux diff érentes innovations techniques appliquées à la production de plants fores-tiers à une échelle opérationnelle. Ces présentations mettront également l’accent sur diff érents rappels de certains fondements théoriques et pratiques appliqués principalement à la production de plants en pépinière forestière.
La deuxième étape de cette formation sera uniquement axée sur des visites de chacune des pépinières partici-pantes à cette formation. L’objectif de ces visites consiste à échanger directement avec chacun des producteurs sur ses problématiques particulières en vue de trouver des pistes de solution.
Cette activité de formation est organisée par la FQCF. Dans le cadre de celle-ci, la DRF du MRN off re gra-cieusement aux participants son soutien technique et scientifi que ce qui s’inscrit dans son mandat d’acquisition et de transfert de connaissances.
Objectifs de la formation
• Faire un rappel des principaux fondements théoriques et pratiques utilisés dans le domaine de la production de plants en pépinière forestière;
• Faire une mise au point sur les eff ets et les avancées reliés aux diff érentes régies de culture en relation avec la production de plants de haute qualité morpho-physiologique tout en préservant la qualité de l’environnement en pépinière forestière;
• Présenter les améliorations tangibles, à la portée du pépiniériste, à l’aide d’exemples concrets, d’études de cas, d’observations et de résultats de projets de recherche-développement qui ont permis d’améliorer la qualité des plants produits à une échelle opérationnelle;
• Contribuer à la mise à niveau et au renforcement des capacités techniques des pépinières forestières du Québec;
• Faire des visites dans chacune des pépinières pour discuter et échanger avec les producteurs sur des problématiques particulières à caractère opérationnel.
Mohammed S. Lamhamedi, ing.f., M.Sc., Ph.D.
Techniques culturales de production de plants en pépinière forestière 3
Ministère des Ressources naturelles • Direction de la recherche forestière
Responsables des pépinières
Coopérative forestière de Laterrière | André Th éberge | 418-678-2222 | [email protected]
Serres et Pépinières de Girardville | Nancy Tanguay | 418-258-3666 | [email protected]
SARGIM | Denis Bujold | 418-392-6210 | [email protected]
Coopérative forestière des Hautes-Laurentides | Marie-France Bernard | 819-623-4422 | [email protected] et Daniel St-Jean, Directeur de la pépinière | 819-623-4422 | [email protected]
Les serres coopératives de Guyenne | Stéphane Boucher | 819-732-0456 | [email protected]
Liste des participants
Coopérative forestière de Laterrière
1. André Th éberge 2. Mélanie Lapointe 3. Sandra Gauthier
Serres et pépinières de Girardville
1. Johanne Minier
2. Michelle Prévost
3. Stéphanie Nadeau
4. Robert Shore
5. Nancy Tanguay
6. Caroline Minier (incertain)
7. Sylvianne Marceau (incertain)
8. Danielle Villeneuve (incertain)
9. Céline Gagné (incertain)
10. Maryse Simard (incertain)
SARGIM
1. Freddy Boudreau
2. Lucie Boudreau
3. John Burton
4. Estérina Castilloux
5. Kaven Castilloux
6. Marguerite Castilloux
7. Monica Deraiche
8. Germaine Horth
9. Johanne Larocque
10. France McInnis
11. Claire Pelletier
12. Guylaine Plusquellec
13. Solange St-Onge
14. Edith Walker
15. Hazel Whittom
16. Nicole Bernard
17. Pierrette Bujold
18. Sylvain Ferlatte
19. France Isabelle
20. Lisette Leblanc
21. Christian Loubert
22. Carolyn Chalmers
23. Marie-Rose Poirier
24. Iris Robichaud
25. Guillaume Roy Bergeron
26. Éric Valiquette
27. Pascale St-Laurent
28. Denis Bujold
29. Ronald Leblanc
Coopérative forestière des Hautes-Laurentides
1. Carole Baril
2. Brigitte Bélanger
3. Denise Belec
4. Nadia Bilodeau
5. Sandra Bissonnette
6. Nancy Campeau
7. Paulette Constantineau
8. Lise Coulombe
9. Louise Desrochers
10. Brigitte Dinelle
11. Jacques Dumont
12. Chantal Filion
13. Lysette Gagnon
14. Sophie Gallant
15. Huguette Giroux
16. Lucie Labelle
17. Joelle Lachaine
18. Annie Leduc
19. Johanne Meilleur
20. Valérie Millette
21. Johanne Panneton
22. Nancy Prud’homme
23. Daisy Rivard
24. Chantal Th ibault
25. Brigitte Valiquette
Les serres coopératives de Guyenne
1. Nancy Giasson 2. Lyna Boulé 3. Diane Lebreux
Université Laval
1. Isabelle Villeneuve, étudiante à la maîtrise
2. Mustapha Bakry, étudiant fi nissant au doctorat
3. Lahcen Benomar, chercheur postdoctoral
Techniques culturales de production de plants en pépinière forestière 21
Ministère des Ressources naturelles • Direction de la recherche forestière
L’évolution de la fertilité du substrat en relation avec les phases de croissance et les teneurs en eau du substrat (fréquences d’irrigation et précipitations);
Optimisation de la fertilisation
Le lessivage induit par l’irrigation et les précipitations: pertes en éléments nutritifs et possibilités de pollution de la nappe phréatique à long terme;
Le contrôle des principales étapes reliées àla fertilisation;
Optimisation de la fertilisationLa qualité de l’eau d’irrigation: pH,
carbonates et bicarbonates, salinité, richesse en éléments minéraux, etc.;
Les propriétés physico-chimiques du substrat: texture, structure, pH, CEC, capacitéde rétention en eau, aération, etc.;
Les différentes phases de croissance des plants spécifiques à chaque essence:germination, croissance exponentielle, endurcissement et préconditionnement au stress hydrique;
Mohammed S. Lamhamedi, ing.f., M.Sc., Ph.D.Direction de la recherche forestière
Optimisation de la fertilisation des plants forestiers en pépinière forestière
Techniques culturales de production de plants pour améliorer la qualité morpho-physiologique et la rentabilité
des pépinières forestières au Québec
© Gouvernement du Québec, 2013
Formation dédiée aux pépinières forestières du QuébecQuébec, novembre 2013, Québec
L a m h a m e di , M . S. 2 0 1 3 . Optimisation de la fertilisation des plants forestiers en pépinière forestière. Dans : Lamhamedi, M.S., Desjardins, P., Renaud, M. et Veilleux, L. Techniques culturales de production pour améliorer la qualité morpho-physiologique des plants forestiers et la rentabilité des pépinières forestières au Québec, 6 novembre 2013, Québec, Canada. pp: 21-46.
22 Formation et transfert de connaissances, d’expertises et de savoir-faire
Ministère des Ressources naturelles • Direction de la recherche forestière
Capacité d’échange cationique (CEC)
Ion: Peut être un cation ou un anion;
Cation: Charge positive (Mg2+, NH4+, K+
Ca2+, H+, etc.);
Anion: Charge négative (NO3-, H2PO4
-, SO4
2-, etc.).
Capacité d’échange cationique (CEC)
La CEC est la capacité du substrat à reteniret échanger les cations. La force de la charge positive variable selon le cation lui permet d’en remplacer un autre sur une particule du substrat chargée négativement.
H+ Ca2+
K+
H+
Mg2+
NH4+
NO3-
- --- -- -
-
--
Le coût des fertilisants;
Optimisation de la fertilisation
L’effet de la fertilisation sur la qualitémorpho-physiologique des plants en pépinière et leur performance en site de reboisement (survie et amélioration de la croissance initiale).
Techniques culturales de production de plants en pépinière forestière 23
Ministère des Ressources naturelles • Direction de la recherche forestière
La proportion et la concentration des ions H+ et OH- déterminent si la solution est acide ou basique:
pH acide [H+] > [OH-] 0 à 6,9
pH alcalin [H+] < [OH-] 7,1 à 14
pH: Eau d’irrigation ou du substrat de croissance
Ca2+Ca2+
Ca2+
Mg2+
NH4+
Mg2+
Na+
H+
H+
Na+
Particule du substrat
K+
Ca2+K+
Avant
Excès d’eau: Irrigation & PrécipitationsH+H+ H+
H+
H+ H+ H+
H+ H+ H+
H+
H+H+H+
H+
H+ H+
H+
H+
Mg2+Ca2+
Ca2+
Ca2+NH4
+Mg2+
Na+
H+
Na+
K+
Ca2+
K+
Après
H+H+ H+
Particule du substrat
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
Lessivage
H+
H+
H+
H+
H+
H+
Ca2+Ca2+
Ca2+
Mg2+
H+
Mg2+
Na+ H+
H+
Na+Particule du substrat
Avant
Cl-
Cl-
Cl-
K+
K+
K+
Apport de KClCl-K+
Échange : fixation de 2 K+ etmise en solution d’un Ca 2+
K+
Ca2+
K+
Après
24 Formation et transfert de connaissances, d’expertises et de savoir-faire
Ministère des Ressources naturelles • Direction de la recherche forestière
La solution CaCl2 0,01M possède une composition électrolytique semblable à celle de la solution du sol;
La solution CaCl2 masque la variabilité de la teneur des sols en sels;
Le pH mesuré en solution CaCl2 0,01M est inférieur d’environ 0,5 unité au pH mesuré dans l’eau (sol/eau: ½).
Mesure du pH: Eau ou CaCl2Avantages du pH mesuré au CaCl2
Mesure du pH: Eau ou CaCl2Avantages du pH mesuré au CaCl2
Indépendant de la dilution dans une large proportion de rapports (sol-CaCl2);Bonne approximation du pH dans des
conditions naturelles;Les résultats sont davantage
reproductibles par rapport à ceux de la mesure du pH à l’eau;
pH: Eau d’irrigation ou du substrat de croissance
pH = -log10 [H+], avec log10 (10) = 1
Exemple: [H+]=10-5 ; [H+]=10-7
pH= -log10 [10-5]= - (-5) * log10 (10)= 5pH= -log10 [10-7]= - (-7) * log10 (10)= 7
Techniques culturales de production de plants en pépinière forestière 25
Ministère des Ressources naturelles • Direction de la recherche forestière
18.627.532.731.83.635.532.0
55.854.965.463.610.835.596.0
0.010.0050.0020.00060.0020.010.00001
Fe3+
Mn2+
Zn2+
Cu2+
B3+
Cl-
Mo2+
FerManganèseZincCuivreBoreChloreMolybdène
Masse équivalente*
masse atomique
% de la masse
sèche du plant
Symbole chimique
Élément
Éléments essentiels
4.762.018.010.397.039.120.012.28.048.0
14.062.018.031.097.039.140.124.332.196.0
1.5--0.2-1.00.50.20.1-
NNO3
-
NH4+
PH2PO4
-
K+
Ca2+
Mg2+
SSO4
2-
AzoteNitrateAmmoniumPhosphorePhosphatePotassiumCalciumMagnésiumSoufreSulfate
masse équivalente *(équivalent)
masse atomique
% de la masse
sèche du plant
Symbole chimique
Elément
* 1 eq = Masse atomique/valence (par exemple 1 eq SO42- ) = 96/2 = 48
Éléments essentiels
Rappel
26 Formation et transfert de connaissances, d’expertises et de savoir-faire
Ministère des Ressources naturelles • Direction de la recherche forestière
Mobilité des éléments minéraux
Principales voies d’absorptionPrincipales voies d’absorption des éléments des éléments minérauxminérauxAbsorption passive (ou Mass flow): Régie par la transpiration (volume d’eau absorbée par la plante, concentration des ions dans la solution du substrat);Absorption active (ou Diffusion): Absorption
sélective à la surface des racines, accumulation selon un gradient, nécessite de l’énergie générée par le métabolisme cellulaire;
Croissance et extension racinaire: Exploration de nouveaux volumes du substrat.
Absorption des éléments minéraux: Absorption des éléments minéraux: Principaux facteursPrincipaux facteurs
CEC du substrat Texture et structure du substrat
Teneur en eauTempératureLa salinité du substrat
Architecture du système racinaire
Techniques culturales de production de plants en pépinière forestière 27
Ministère des Ressources naturelles • Direction de la recherche forestière
Absence de carenceen azote
Carence en azote
Carence en azote
Carence en azote Absence de carenceen azote
Phot
os: L
amha
med
i
Carence en azote
Photos: Lamhamedi
Photo: Landis
Relation entre la croissance et la concentration dans les tissus des éléments minéraux
Dell, B. et al. (1995)
28 Formation et transfert de connaissances, d’expertises et de savoir-faire
Ministère des Ressources naturelles • Direction de la recherche forestière
Carence en phosphore
Photos: Lamhamedi
Landis et al. 1989
Carence en phosphore
Carence en azote
Phot
os: L
amha
med
i
Techniques culturales de production de plants en pépinière forestière 29
Ministère des Ressources naturelles • Direction de la recherche forestière
Carence en fer
Photos: Lamhamedi
Exemple d’une carence en magnésium
• Apport faible ou non fréquent• Fertilisation très riche en azote (ammonium, NH4 <25%)• Ca:Mg (2:1 à 3:1)• K:Mg (2,5:1 à 4:1)
Chlorose des apex
Nécrose des apex
Présence de Symptômes de déficience
Absence de Symptômes de déficience
Photos: Lamhamedi & Renaud
Carence en magnésium
Photos: Lamhamedi
30 Formation et transfert de connaissances, d’expertises et de savoir-faire
Ministère des Ressources naturelles • Direction de la recherche forestière
Carence en fer
Photos: Lamhamedi, 2000, Tunisie
Carence en fer
Photos: Lamhamedi
Carence en fer: augmentation du pH
Mg, Mn, Fe, B, Cu, Zn
pH élevé
Photos: Lamhamedi
Techniques culturales de production de plants en pépinière forestière 31
Ministère des Ressources naturelles • Direction de la recherche forestière
Carence en bore
Carence en bore
Carence en cuivre
Photos: Lamhamedi Landis et al. 1989
32 Formation et transfert de connaissances, d’expertises et de savoir-faire
Ministère des Ressources naturelles • Direction de la recherche forestière
Carence en bore
Carence en bore
Carence en bore
Techniques culturales de production de plants en pépinière forestière 33
Ministère des Ressources naturelles • Direction de la recherche forestière
Carence en bore
Carence en bore
Carence en bore
34 Formation et transfert de connaissances, d’expertises et de savoir-faire
Ministère des Ressources naturelles • Direction de la recherche forestière
Carence en bore
Absence de déficience en bore
Carence en bore
Techniques culturales de production de plants en pépinière forestière 35
Ministère des Ressources naturelles • Direction de la recherche forestière
Recommandations préliminaires spécifiques au bore
Avec les variations extrêmes et récurrentes du climat, il s’avère nécessaire d’intégrer des applications fractionnées du bore ;
Périodes (4 applications) : automne (fin septembre); début printemps (dès la première fertilisation); début à mi-juillet; début à mi-août.
Fertilisants: Solubor 20,9% & Agro-B 10,9%
Carence en bore
Carence en bore
36 Formation et transfert de connaissances, d’expertises et de savoir-faire
Ministère des Ressources naturelles • Direction de la recherche forestière
0.43642.29100.83011.2050
PP2O5KK2O
P2O5PK2OK
Multiplier parÀ la forme BPour convertir la forme A
Caractéristiques des fertilisants
Exemple: fertilisant 20-20-2020% N
20% P2O5= 20% * 0.4364= 9% P20% K2O =20% * 0.8301= 17% K
Caractéristiques des fertilisants
Chaque fertilisant se caractérise par son contenu en éléments minéraux;Généralement, chaque fertilisant a une
étiquette qui comporte 3 chiffres représentant N- P2O5 - K2O; On doit connaître les facteurs de
conversion pour le phosphore et le potassium:
Fertilisation: 13 éléments minéraux essentielsà la croissance des racines et des parties aériennes
• Rôle nutritif spécifique de chaque élément et ne peut pas être remplacépar un autre;
• L’omission d’un élément minéral peut engendrer une croissance anormale (mort prématurée d’un organe, etc.);
• Effet direct sur le métabolisme et la croissance.
Dell, B. et al. (1995)
Techniques culturales de production de plants en pépinière forestière 37
Ministère des Ressources naturelles • Direction de la recherche forestière
UréeNitrate d’ammoniumSulfate d’ammoniumNitrate de calciumNitrate de potassium
Phosphate d’ammoniumSulfate de Fe, Zn, Cu, MnFe, Zn, Cu, Mn chelatéSulfate de magnésiumAcide phosphoriqueAcide sulfuriqueAcide nitrique
Chlorure de potassiumSulfate de potassium
Urée
Nitra
te d
’am
mon
ium
Sulfa
te d
’am
mon
ium
Nitra
te d
e ca
lciu
mNi
trate
de
pota
ssiu
m
Phos
phat
e d’
amm
oniu
mSu
lfate
de
Fe, Z
n, C
u, M
nFe
, Zn,
Cu,
Mn
chel
até
Sulfa
te d
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agné
sium
Acid
e ph
osph
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lfuriq
ueAc
ide
nitri
que
Chlo
rure
de
pota
ssiu
mSu
lfate
de
pota
ssiu
m
IncompatibleSolubilité réduiteTotalement compatible
UréeNitrate d’ammoniumSulfate d’ammoniumNitrate de calciumNitrate de potassium
Phosphate d’ammoniumSulfate de Fe, Zn, Cu, MnFe, Zn, Cu, Mn chelatéSulfate de magnésiumAcide phosphoriqueAcide sulfuriqueAcide nitrique
Chlorure de potassiumSulfate de potassium
UréeNitrate d’ammoniumSulfate d’ammoniumNitrate de calciumNitrate de potassium
Phosphate d’ammoniumSulfate de Fe, Zn, Cu, MnFe, Zn, Cu, Mn chelatéSulfate de magnésiumAcide phosphoriqueAcide sulfuriqueAcide nitrique
Chlorure de potassiumSulfate de potassium
Urée
Nitra
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Sulfa
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Nitra
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Urée
Nitra
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mon
ium
Sulfa
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Nitra
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trate
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Phos
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nitri
que
Chlo
rure
de
pota
ssiu
mSu
lfate
de
pota
ssiu
m
IncompatibleSolubilité réduiteTotalement compatible
CaSO4
Trois règles usuelles à vérifier lors de la fertilisation: Compatibilité, solubilité et indice de salinité
Adapté de Landis et al. 1989
Composition et rôle du chélateur
De quoi est constitué un chélateur?
Comment un chélateur fonctionne?
Rappelppm = Partie par million
1 ppm = 1 mg/Litre
Or la masse d’un litre est: Masse = masse volumique * Volume
Masse (1L) = 1Kg/L (eau) * 1LMasse (1L) = 1000 000 mg
1ppm= 1mg/ 1000 000 mg
38 Formation et transfert de connaissances, d’expertises et de savoir-faire
Ministère des Ressources naturelles • Direction de la recherche forestière
50-70%3-20%25-45%
30-40%35-55%15-30%
60 :5 :3535 : 45 :20
Pourcentage des anions totauxNitrate (NO3
-)Phosphate (H2PO4
-)Sulfate (SO4
2-)Pourcentage des cations totauxPotassium (K+)Calcium (Ca2+)Magnésium (Mg2+)Ratios spécifiques de certains ionsNO3
- : H2PO4-: SO4
2-
K : Ca2+: Mg2+
Pourcentages recommandés des anions et des cations
20060
1008
1018
1.40.8
0.060.06
0.0140.4
0.06
1003050
459
0.70.4
0.030.03
0.0070.2
0.03
1.000.300.500.040.050.09
0.0070.0040.00030.00030.000070.0020.0003
Macro-élémentsNPKCaMgSMicro-élémentsFeMnZnCuMoBCl
200 ppm100 ppmNiveaux de concentrationsRatio de l’élément
nutritif
Ratios à maintenir
Salinité
Landis et al. 1989
Techniques culturales de production de plants en pépinière forestière 39
Ministère des Ressources naturelles • Direction de la recherche forestière
Toxicité de l’ammonium, mais pas celle des nitrates
Britto et Kronzucker (2002)
NH4+: 10 mM 0,1 mM
Conversion bactérienne de l’ammonium en nitrates est réduite en substrat acide (stockage);
Stockage important des nitrates : 20 000 ppm N-NO3
Stockage faible de l’ammonium: centaines ppmN-NH4
Dommages causés aux racines: Mort des apex
Apport en azote
Nitrate: NO3-
Importance de la source d’azote sur la croissance des racines et des parties aériennes
Ammonium: NH4+
2NH4 + 3O2 2NO3 + 8H+
RatioNO3
- : NH4+
100 : 098 : 2
90 : 1080 : 20
20 : 8010 : 90
0 : 100
Temps de contact avec la solution (jours)0 2 4 6 8
pH d
e la
sol
utio
n nu
tritiv
e
3.0
4.0
5.0
6.0
Variations du pH selon les proportionsen nitrate et en ammonium
40 Formation et transfert de connaissances, d’expertises et de savoir-faire
Ministère des Ressources naturelles • Direction de la recherche forestière
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
Racines Partie aérienne Plant entier
mas
se s
èche
(mg)
pH = 7,22pH = 7,36pH = 4,85
Variations des masses sèches des racines, des parties aériennes et totalesdes plants d’épinette blanche (2+0) en fonction du pH du substrat
(chaux dolomitique: 4,75 Kg/m3)
pH=7,22 pH=7,36 pH=4,85
Épinette blanche 2+0
Effets de l’augmentation du pH:Cas de l’épinette blanche 2+0
81% 88,5%87%
Disponibilité des éléments minéraux selon le pH de la solution du sol
Azote
Potassium
Phosphore
Calcium
Magnésium
Fer
Manganèse
BoreZinc
Cuivre
4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0
Importance de la source d’azote sur la physico-chimie de la rhizosphère
Nitrate d’ammoniumNH4NO3 NH+
4 NO-3+
NH+4
H+OH- ou HCO3
-
NO-3
Techniques culturales de production de plants en pépinière forestière 41
Ministère des Ressources naturelles • Direction de la recherche forestière
Principales étapes de contrôle de la fertilisation
2 2
3 4
5
Phot
os: B
. Fec
teau
et D
. Lav
allé
2- Solution stock
3- Solution appliquée
3
4- Fertilité du substrat
5- Lessivage
Principales étapes de contrôle de la fertilisation
1- Eau d’irrigation et système de filtration:Algues, spores, graines, impuretés, etc.
1
0.5
1
1.5
2
2.5
Mas
se s
èche
des
pa
rties
aér
ienn
es (g
)
0.10.2
0.30.40.5
Mas
se s
èche
des
raci
nes
(g)
5
10
15
20
25
Haut
eur (
cm)
Abies fraseriâge: 19 mois
Bryan, Seiler et Wright. 1989. J. Environ. Hort. 7: 62-64
0 1 2 4 8Kg/m3
3,9 4,2 4,5 5 6,7pH
42 Formation et transfert de connaissances, d’expertises et de savoir-faire
Ministère des Ressources naturelles • Direction de la recherche forestière
AzoteAzote
Azote
Surfertilisation (NH4): compétition avec Ca;
20 acides aminés (protéines);
Les différentes phases de croissance des plants spécifiques à chaque essence: germination, croissance exponentielle, endurcissement et préconditionnement au stress hydrique.
Composition des molécules: ADN et Chlorophylle;
Masse sèche relative
Contenu relatifC
once
ntra
tion
rela
tive
A
B
C
DE
FPoint de
référenceDilution
Suffisance
Déficience
Consommation de luxeToxique
Antagonisme
Diagnostic de la nutrition minéarle:
Analyse vectorielle
Techniques culturales de production de plants en pépinière forestière 43
Ministère des Ressources naturelles • Direction de la recherche forestière
r2 = 0,44
1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8
90
80
70Surv
ie (%
)
Conc. des aiguilles en azote (%)
Intensité lumineuse (μmolm-2*s-1)
Variations de la photosynthèse: Lumière et azote
Mitchell et Hinckley (1993)
N: 1,25%
Phot
osyn
thès
e ne
t te
(μm
ol C
O2*
m-2
*s-1
)
100 500 1100
8
6
4
2
0
HSD
N: 1,58%
N: 1,25%
Pseudotsuga menziesii
Y = -8.3 + 124.7x - 35.9x2
r = 0.59 ; n = 75 ; P < 0.01
100
80
60
40
20
8 10 12 14 16 18 20 22 24Feuillage (gN/Kg)%
max
imum
d’a
ssim
ilatio
n de
CO
2
44 Formation et transfert de connaissances, d’expertises et de savoir-faire
Ministère des Ressources naturelles • Direction de la recherche forestière
R2 = 0.83
Concentration de potassium dans les aiguilles (%)
Tran
spira
tion
(mg
H2 O
/g d
e m
asse
sèc
he d
’aig
uille
)
Transpiration selon la concentration en potassium
Potassium25% du total des éléments minéraux;
Généralement, 1% du potassium est disponible via la CEC (tourbe - vermiculite);
Régulation des relations hydriques (stress hydrique):
- Accumulation dans les apex racinaires(absorption et rétention);- Cires épicuticulaires;- Ouverture et fermeture des stomates en agissant sur les cellules de garde;
Effets de la concentration foliaire en azote sur le débourrement et la croissance
Épinette blanche PFD: Début de la 2e saisonde croissance en pots
Techniques culturales de production de plants en pépinière forestière 45
Ministère des Ressources naturelles • Direction de la recherche forestière
PhosphorePlusieurs fonctions physiologiques et
structurales très critiques: ADN, membranes cellulaires, régulation des enzymes, effet tampon du pH et germination des semences;
Lessivage;
Phosphore favorise la croissance des racines: Faux (inverse);
Excès de phosphore non toxique: Déficience induite en Zn, Fe et Cu.
Épinette blanche
Pin Douglas
Mas
se s
èche
du
plan
t (g)
Concentration de la partie aérienne en potassium (%)
Potassium
Potassium
Surfertilization azotée peut engendrer une déficience en potassium (Ratio N/K: 2/1);
Surfertilization en K peut engendrer une déficience en Mg et en Ca.
46 Formation et transfert de connaissances, d’expertises et de savoir-faire
Ministère des Ressources naturelles • Direction de la recherche forestière
Rôle capital des mycorhizes: Nutrition minérale en pépinière forestière et en plantation
Photos: M. Lamhamedi
Temps (h)
Exte
nsio
n Ra
cina
ire (m
m)
Déficience en Calcium
Réduction significative et rapide de la croissance des racines.
Calcium
Maintien des ratios• Ratio Ca/K : 1/1• Ratio Ca/Mg : 3/1
Excès du Calcium en présence d’un pH élevé (neutre à basique): Déficience en fer et en phosphore;
Déficience en Calcium: élongation des racines;
Avec la participation de :Ministère des Ressources naturellesComission des partenaires du marché du travail
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