Effet d'une restriction en sulfate couplée ou non à une limitation en nitrate sur l'efficience de mobilisation du S et du N foliaire chez le colza d'hiver (Brassica napus L. ) : Thèse soutenue sur un ensemble de travaux

par Lucie Dubousset

Thèse de doctorat en Biologie et environnement des populations

Sous la direction de Jean-Christophe Avice.

Soutenue en 2009

à Caen .

mots clés

• Plantes -- Effets du soufre
• Plantes -- Effets de l'azote
• Isotopes stables en physiologie végétale
• Colza
• Cultures -- Rendements
• Soufre
• Plantes -- Écophysiologie

Résumé

L’étude des impacts physiologiques et agronomiques d’une limitation en soufre (S) minéral chez le colza (Brassica napus L. ) − une oléagineuse très exigeante en S mais caractérisée par une faible efficience d’utilisation du S (EUS) – présente un intérêt tout particulier dans le contexte actuel d’appauvrissement des sols en S associé à la baisse des dépôts atmosphériques. Les objectifs ont donc visé (1) à déterminer les stades de développement les plus sensibles à la limitation en S, (2) à identifier les processus de mobilisation/allocation du S et du N (via des marquages 15N/34S) et (3) à évaluer les effets de la disponibilité en N sur ces processus. Une relation allométrique semblable à celle du N vis-à-vis de la biomasse des parties aériennes n’a pu être établie pour le S. Quelle que soit la disponibilité en N, une séquestration du sulfate dans les feuilles de plantes bien alimentées en S a été révélée en serre et au champ. En cas de limitation en S, le sulfate stocké au niveau foliaire serait efficacement remobilisé vers les tissus en croissance via l’induction des transporteurs tonoplastiques (BnSultr4;1 et BnSultr4;2) intervenant dans son efflux. Une restriction en S au stade C2 (entre-noeuds visibles) affecte l’efficience d’utilisation du N. Le remplissage des graines et la qualité de l’huile sont dépendants de la disponibilité en S entre les stades C2 et D2 (boutons floraux visibles). L’ensemble des résultats montrent que la faible EUS du colza est liée à une mauvaise mobilisation du sulfate foliaire et qu’une fertilisation raisonnée en S couvrant les besoins jusqu’en début de floraison permettrait d’améliorer l’EUS tout en maintenant rendement et qualité des graines.

Titre traduit

Effect of a sulphate restriction coupled or not to a nitrate limitation on the S and N foliar mobilization efficiency in winter oilseed rape (Brassica napus L. )

Résumé

The survey of the physiological and agronomic impacts of a mineral sulphur (S) limitation in oilseed rape (Brassica napus L. ) – an oleagenous very demanding in S but characterized by a weak S use efficiency (SUE) – is of particular interest in the current context of S impoverishment in soils associated with the decrease of atmospheric deposits. Thus, the goals were targeted to (1) determine the stages of development the most sensitive to the S limitation, (2) identify the processes of S and N mobilization/allocation (via 15N/34S labellings) and (3) evaluate the effects of the N availability on these processes. An allometric relationship similar to N with shoot biomass could not be established for S. Whatever the availability in N, a sequestration of sulphate in leaves of plants well supplied with S was revealed in greenhouse and in field experiments. In case of S limitation, the sulfate stored in leaves would be efficiently remobilized towards growing tissues via the induction of tonoplastic transporters (BnSultr4;1 and BnSultr4;2) involved in its efflux. A S restriction at the stage C2 (bolting) affects the N use efficiency. The grain filling and the oil quality depend on the S availability between C2 and D2 (visible buds). Overall results show that the weak SUE in oilseed rape is related to a weak mobilization of sulphate in leaves and that an adapted S fertilization covering the requirements until the beginning of flowering would allow improving the SUE while maintaining seed yield and quality.