Effets de la fertilisation, de la diversité clonale et de la plasticité phénotypique sur la productivité des plantations de peuplier hybride sur un gradient latitudinal de l’ouest du Québec

Cette thèse visait à acquérir une meilleure compréhension de l’effet des paramètres écophysiologiques (photosynthèse et nutrition minérale en particulier), en interaction avec les conditions du milieu, sur la productivité des plantations de peuplier hybride en milieu boréal. Plus spécifiquement, la thèse visait à : i) tester l’efficacité de la fertilisation basée sur la méthode DRIS (Diagnosis and Recommendation Integrated System). Cette approche est basée sur les ratios des nutriments, pour le diagnostic d’éventuelles carences nutritives en vue de déterminer plus précisément les besoins en fertilisant et optimiser le statut nutritif et la croissance du peuplier hybride, ii) déterminer l’effet de la diversité clonale sur le statut nutritif, la photosynthèse, le développement racinaire et la productivité des peupliers hybrides et iii) étudier la plasticité des clones de peuplier hybride suivant un gradient latitudinal et en réponse à l’espacement entre les arbres, et déterminer les traits physiologiques et morphologiques permettant de la caractériser. Trois plantations expérimentales de quatre clones de peupliers hybrides ont été établies dans les régions de l’Abitibi-Témiscamingue et du Nord du Québec, Canada (747215, Populus trichocarpa Torrey & A.Gray × P. balsamifera L.; 915004 and 915005, P. balsamifera × P. maximowiczii Henry; and 915319 P. maximowiczii × P. balsamifera). Nous avons comparé l’effet de différents traitements de fertilisation sur le statut nutritif et la croissance des peupliers hybrides en plantation. Des parcelles mixtes composées des quatre clones et des parcelles monoclonales ont été établies afin de comparer l’effet des deux types de déploiement sur la productivité du peuplier hybride. Finalement, des parcelles des quatre clones ont été établies dans trois sites le long d’un gradient latitudinal et à différents espacements (14 m, 24 m et 34 m), afin d’évaluer, respectivement, la plasticité des clones en réponse au gradient latitudinal et à la compétition intraclonale. Nos résultats ont montré que la fertilisation basée sur la méthode DRIS permettait de bien corriger les carences en azote, alors que les carences en phosphore n’ont pas été corrigées. L’utilisation de ce type de fertilisation n’a cependant augmenté le taux de croissance moyen des arbres que de seulement 6.1% comparativement aux arbres non fertilisés. L’utilisation de la méthode DRIS a également donné des résultats légèrement supérieurs à la dose de fertilisants traditionnelle (40N, 20P, 20K). La fertilisation basée sur DRIS apparaît globalement avantageuse par rapport à la dose traditionnelle pour corriger la carence azotée, améliorer la productivité des clones et éviter une fertilisation excessive. En ce qui a trait au type de déploiement, la productivité des arbres était souvent supérieure dans les parcelles polyclonales comparées aux parcelles monoclonales, après cinq années de croissance, en augmentant la croissance en volume des arbres des quatre clones de 21% en moyenne. Le développement des racines différait entre les deux types de déploiements, avec un ratio de biomasse racinaire / biomasse aérienne des arbres des parcelles monoclonales supérieur à celui des parcelles polyclonales. Nous avons également observé une différence dans la distribution latérale des racines grosses et fines; La fraction des racines située à ≥ 60 cm était supérieure dans le déploiement monoclonal, ce qui suggère une compétition plus prononcée dans ce déploiement, poussant les racines à chercher les nutriments à distance. La photosynthèse nette avait tendance à augmenter dans les parcelles polyclonales chez la plupart des clones, ce qui est cohérent avec la teneur plus élevée en glucides totaux non-structuraux (TNC) des racines observées dans les parcelles polyclonales. La date de débourrement du bourgeon terminal variait le long du gradient latitudinal et la saison de croissance raccourcissait à divers degrés selon les clones, en allant vers le nord. Le débourrement du clone 915319, le plus productif, a commencé plus tard mais duré moins longtemps que celui des autres clones, notamment le 747215, le moins productif. L’écart dans la date de débourrement entre le site du sud et celui du nord du premier clone était moins important ce qui lui a permis d’être plus productif sur tout le territoire et moins affecté par la latitude. La date de l’aoûtement a été peu influencée par le gradient latitudinal, mais différente entre les clones. Les clones ont démontré une plasticité de la capacité photosynthétique le long du gradient qui s’est traduite par une variation des vitesses maximales de carboxylation (Vcmax) et de transport photosynthétique des électrons (Jmax) le long du gradient. Ces deux paramètres étaient souvent supérieurs dans le site méridional. L’acclimatation à la compétition par la réduction de l’espacement entre les arbres s’est manifestée essentiellement par des ajustements morphologiques, particulièrement pour la surface foliaire spécifique et la hauteur des arbres plantés à 14 m qui étaient supérieures à celles des arbres espacés de 24 m ou de 34 m. Ces réponses à la forte densité de plantation semblaient permettre une meilleure interception de la lumière par les feuilles et une allocation de l’azote foliaire aux protéines impliquées dans la photosynthèse. Ceci était en accord avec les résultats sur l’effet de l’espacement sur la photosynthèse montrant que le taux d’assimilation nette (Pn) des feuilles était généralement supérieur dans les parcelles à densité élevée, suggérant que la plasticité morphologique a permis de réduire l’effet de l’ombrage et de la compétition pour l’azote, et d’accroitre la photosynthèse des arbres. Cette étude a permis d’approfondir les connaissances sur la nutrition minérale des peupliers hybrides en milieu boréal, leur acclimatation à la compétition intra et inter-clonale et sur la plasticité phénotypique le long d’un gradient sud-nord. Les résultats de ce travail pourront servir à établir des recommandations dans l’aménagement des zones à production ligneuse intensive au Québec