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Amélioration de la modélisation du bilan radiatif en relation avec la densité de semis et l’architecture du couvert végétal : cas des variétés de mil (Pennisetum glaucum (L.) R. Br.) SOUNA3 et SANIO

Par Laopé Ambroise Casimir SIENE, thèse présentée à pour l’obtention du Doctorat en Biosciences de l’université Félix Houphouet Boigny (Côte d’Ivoire), Spécialité : Agro-Physiologie ; Option : Eco-Physiologie, soutenue le 14 Mars 2013.

Résumé : L’étude s’est déroulée dans le cadre de l’amélioration de la modélisation de l’interception du
rayonnement lumineux par le couvert végétal, qui se fait selon la relation de type « loi de
BEER » suivante : PARa/PARi = 1 - exp (-Kdf x LAI), où le coefficient d’extinction de la
lumière (Kdf) est considéré comme une constante pour une culture donnée. Cependant, dans
le cas du mil pénicillaire (Pennisetum glaucum (L.) R. Br.) semé en poquets, le couvert
végétal n’est pas homogène durant la première partie du cycle. Les principaux objectifs de
cette étude sont de : améliorer la modélisation du bilan radiatif en caractérisant l’évolution du
coefficient d’extinction de la lumière en relation à la densité de semis, étudier l’impact de la
densité de semis sur la croissance et le développement des plants de mil (impact sur la
distribution des biomasses) et améliorer les méthodologies de mesure de l’indice de surface
foliaire (LAI) par la méthode indirecte (LAI-2000). Les variétés de mil SOUNA3 (à
développement moyen, 90 jours) et SANIO (à développement important, 120 jours) ont été
semées sous trois densités de semis. La phénologie, les paramètres de croissance et de
développement ont été mesurés. L’amélioration de la méthodologie des mesures de LAI avec
le LAI-2000 a conduit à l’établissement d’une corrélation entre les valeurs de LAI obtenues
par le LAI-2000 (mesure indirecte) et celles du planimètre optique (Delta-T) considérées
comme les valeurs de référence (mesure directe). Le bilan radiatif ainsi que l’évolution du
coefficient d’extinction de la lumière ont été étudiés grâce à la mesure des rayonnements
photosynthétiquement actifs incidents (PAR) et transmis au sol (PARt). Des différences
morphologiques ont été obtenues entre les variétés de mil étudiées selon les densités de semis.
Les biomasses sèches aériennes, le tallage au m² ainsi que les valeurs de LAI ont été élevés au
niveau des plants de forte densité de semis quelle que soit la variété de mil. La correction des
valeurs de l’indice de surface foliaire (LAI) obtenues par la méthode de mesure indirecte (au
LAI-2000) a été obtenue. Les valeurs du coefficient d’extinction de la lumière (Kdfjour) ont
varié au cours des cycles de culture et dépendent de l’architecture de la variété de mil. Ces
valeurs ont été plus élevées en présence des panicules et supérieures chez la variété de mil
SOUNA3. L’effet des fortes densités de semis sur les valeurs de LAI et de biomasses sèches
aériennes s’explique par le nombre de talles qui est plus élevé au m² au niveau de celles-ci.
L’évolution du Kdfjour au cours du cycle pourrait être liée au degré de développement du
couvert végétal et au stade de développement de celui-ci. En conclusion, nous pouvons dire
que l’évolution du coefficient d’extinction de la lumière déterminant la fraction du
rayonnement incident intercepté (Kdfjour) dans les couverts hétérogènes du type cultures en
poquets a été déterminée et devrait permettre d’améliorer les modèles de développement des
plantes dont SARRAH.

Mots-clés  : mil, couvert végétal, densité de semis, phénologie, biomasse, relation
allométrique, coefficient d’extinction de la lumière, efficience de conversion, bilan radiatif,
modélisation, LAI.