Effet d'un excès d'eau sur la croissance d'une culture de blé d'hiver : identification d'une variable de stress et analyse de la réponse de la culture

The main objectives of this work were to identify a stress variable and build analytic functions describing the waterlogging effects on crop growth. By mean of a specific experiment on an anoxic environment genesis, we have shown that the root growth is affected by the presence of the water-table and soil aeration. A stress variable was deducted from these results : the ratio of flooded roots. We have built stress functions which describe the decrease of root growth, the leaf aera index and the rate of photosynthetical activity due to waterlogging, in steady state conditions. We have also proposed a method to estimate the stress variable in transient conditions. We have adapted the stress functions in order to include them in a crop model. The physically based BLEX model results from the coupling between the crop model GOA, and a water-table management SIDRA, dealing with drained fields. BLEX is used to estimate the stress variable and to simulate effects on the root growth, leaf area expansion and biomass accumulation. The crop behaviour in waterlogging conditions is accurately described by the model. The analysis of stress variable effects on the elementary agro-physiological mechanisms have shown that BLEX satisfactorily gave the global effect on the crop yield at a plot scale. / L'objectif du travail a été de déterminer une variable de stress et de construire des fonctions permettant de décrire la réponse de la plante à un excès d'eau en vue de leur intégration dans un modèle de croissance et développement de culture. A partir d'un suivi expérimental spécifique sur la genèse d'un milieu asphyxiant, nous avons montré que la saturation en eau du sol constituait une gêne pour l'accroissement racinaire. En conséquence, nous avons choisi comme variable de stress la proportion du système racinaire ennoyé. Nous avons construit des fonctions stress permettant de décrire la réduction de la croissance racinaire, de l'expansion foliaire et du niveau d'activité photosynthétique maximal avec la variable de stress en régime permanent. Nous avons présenté une méthode d'estimation de la contrainte en régime transitoire.Nous avons adapté les fonctions stress afin de les introduire dans un modèle de croissance et développement de culture. Le modèle BLEX, à base plutôt physique, est le résultat du couplage du modèle de culture GOA avec un modèle de gestion de nappe en parcelle drainée, SIDRA. Il permet d'estimer la variable de stress et de simuler ses effets sur la croissance racinaire, l'expansion foliaire et l'accumulation de biomasse. Le modèle permet de restituer correctement le comportement de la plante aux situations d'excès d'eau. L'analyse des effets de cette contrainte sur les mécanismes agro-physiologiques élémentaires permet bien de retrouver l'effet global sur le rendement à l'échelle parcellaire.