Stress hydrique: Quelles conséquences sur les végétaux?

13/05/2014 | par Arvalis-Institut du végétal

En situation de stress hydrique, la plante met en place des mécanismes d'adaptation pour rééquilibrer son statut hydrique, aux dépens d'une fraction de son métabolisme.

 

Quels mécanismes physiologiques sont atteints chez une plante souffrant du manque d'eau ?

L’eau est indispensable aux plantes à tous les niveaux. A l’échelle moléculaire, l’eau agit comme matrice pour toutes les réactions enzymatiques au niveau de la phase photochimique de la photosynthèse et apporte de l’hydrogène et de l’oxygène. A l’échelle de la cellule, l’eau a un impact direct sur l’architecture des organes et leur élongation. Enfin, à l’échelle de la plante, elle permet l’assimilation des solutés présents dans le sol et leur migration vers les parties aériennes de la plante, tout en assurant en parallèle une régulation thermique des tissus exposés aux rayons du soleil. Par conséquent, un déficit en eau prolongé modifie les composantes du rendement.

La demande climatique, communément appelée évapotranspiration potentielle (Etp), engendre une perte d’eau au niveau des stomates. En l’absence d’une ressource en eau suffisante et accessible aux racines de la plante, la plante perd une partie de son eau interne et le potentiel hydrique des cellules s’abaisse. Les conséquences sont multiples mais la principale d’entre elles est une réduction de la photosynthèse. Elle  se traduit par :

• Une réduction de l’expansion cellulaire

Une baisse du potentiel hydrique des cellules conduit à une réduction de la pression de turgescence, moteur de la croissance cellulaire. Les cellules sont alors plus petites, ce qui se traduit par une plus faible taille de feuille. La surface foliaire de la plante étant réduite, sa capacité à intercepter de la lumière baisse, de même que son potentiel photosynthétique.

• Une réduction de l’afflux de CO2

La chute de la pression de turgescence conduit à une fermeture des stomates ce qui réduit la capacité de la plante à absorber du dioxyde de carbone, limite sa transpiration et ralentit la photosynthèse.

• Un détournement des nutriments destinés aux organes en croissance

Pour maintenir son statut hydrique, la culture cherche à accroître la pression osmotique présente dans ses cellules en réduisant sa transpiration et en augmentant son pouvoir de succion vis-à-vis de l’eau du sol. Elle détourne alors une partie des métabolites destinés aux organes en croissance vers les cellules. Ils servent alors d’osmolytes pour accroître la pression osmotique.

• Une élévation de la température des tissus végétaux

L’évaporation de l’eau a un fort pouvoir thermorégulateur des tissus photosynthétiques. Par conséquent, une réduction de la transpiration conduit à une élévation de température des tissus des feuilles en particulier. Pour les plantes en C3, dont font partie les céréales à paille, la réaction photosynthétique a un optimum thermique aux alentours de 15 à 20°C, valeurs qui peuvent être fortement dépassées dans des tissus exposées au soleil et à faible transpiration. Le développement phénologique d’une culture, conditionné par des cumuls de temps thermiques, sera donc accéléré si les tissus s’échauffent par déficit de transpiration. Ainsi, certains stades sont précipités car la plante « ressent » une température plus élevée, ce qui se traduit par une moindre durée calendaire des phases phénologiques et donc une moindre interception de la ressource lumineuse.

N.B : Rédaction : Jean-Charles Deswarte (Arvalis-Institut du végétal)