Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2007. / Bibliogr.: f. 71-89. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Les fraises sont souvent produites dans des régions où l’eau est limitante et les producteurs doivent choisir la stratégie d’irrigation optimisant le rendement et l’efficacité d’utilisation de l’eau (EUE). En Californie, une gestion tensiométrique des irrigations a été comparée à un modèle climatique, et un potentiel matriciel du sol (ψ) variable a été investigué. Sur un sol faiblement perméable, -10kPa, -35kPa, un témoin, un ψ à deux paliers (-35/-10 kPa) et une gestion par ψ ajustée quotidiennement à l’évapotranspiration prévisionnelle de la culture (ETc), n’ont pas affecté les rendements. Sur un sol hautement perméable, des traitements appliquant 100% ETc, 75% ETc, 50% ETc, un témoin, -10kPa et -35/-10 kPa ont mené à de meilleurs rendements pour les régies pleinement irriguées, -10 kPa et 100%ETc, mais l’EUE a été meilleure avec -10 kPa. En irrigation de déficit, la gestion par ψ a maximisé le rendement et l’EUE contrairement au modèle climatique démontrant l’intérêt de cette approche relativement au contexte de restriction en eau affectant les régions sensibles à la sécheresse.

La verticilliose (Verticillium dahliae) du fraisier est une maladie importante pour laquelle la fumigation constitue le principal moyen de lutte, bien que son efficacité soit variable. Cette étude montre que la fumigation au Telone® C-17, au Vapam® ou à la chloropicrine ne permet pas de réduire l'incidence de la verticilliose du fraisier bien que la fumigation au Telone® C-17 ait réduit le nombre de microsclérotes du pathogène dans le sol. L'incorporation du compost bio ou marin n'a pas résulté non plus en une réduction de l'incidence de la maladie. Appliqués en zone fumigée, ces composts ont toutefois permis en général d'augmenter les rendements en fruits. Des essais en serre ont par ailleurs montré que les composts bio et marin favorisent le développement de la biomasse aérienne des fraisiers. Finalement, plusieurs bactéries antagonistes à V. dahliae des genres Pseudomonas, Bacillus, Paenibacillus et Arthrobacter ont été retrouvées dans ces composts.

Cette étude a permis d'évaluer, au moyen d'essais in vitro, en serre et en champ, l'effet de la fumigation et de l'application de différents composts sur le rendement des fraisiers et sur le développement de V. dahliae et de la verticilliose du fraisier. Les essais in vitro ont démontré que les extraits de composts permettent de diminuer la croissance mycélienne de V. dahliae. Au champ, la fumigation a entraîné une diminution des rendements en fruits et n'a eu aucune influence sur l'incidence de la verticilliose, alors que l'application de compost marin a permis de réduire l'incidence de la maladie. En serre, la croissance des fraisiers a généralement été stimulée par l'amendement en composts bio et marin, alors que le développement de la verticilliose semble avoir été favorisé par les amendements. À la lumière des résultats obtenus, ces travaux pourraient trouver des applications dans l'élaboration d'un programme de lutte intégrée contre la verticilliose du fraisier.

Provenant d’Europe, la culture hors-sol du fraisier débute au Canada et ses paramètres doivent être adaptés aux conditions régionales. Les objectifs étaient d’identifier les substrats locaux adaptés à cette culture, d’en déterminer la régie d’irrigation adéquate et de définir l’impact de la concentration de la solution nutritive sur la culture. Au terme de trois expériences, il s’est avéré que la fibre de coco et les écorces vieillies obtiennent des rendements similaires et que les mélanges sciures-tourbe présentent une problématique d’implantation, particulièrement ceux à forte proportion de sciures. Toutefois, le substrat sciures-tourbe contenant moins de sciures égale les rendements des substrats coco et écorces lorsque l’implantation est réussie. Cette dernière est facilitée par une gestion humide de l’irrigation, et ce, pour tous les substrats. Finalement, la fertilisation européenne recommandée est appropriée pour les conditions régionales. En augmenter la dose n’améliore pas les rendements, mais ne fait qu’accroître les coûts de production. / Introduced from Europe, the soilless culture of strawberry only begins in Canada and its parameters must be adapted to regional conditions. The objectives of this study were to find the best suited local substrates for this culture, to determine the appropriate irrigation management and to define the fertilizer concentration effects on the crop. After three experiments, it turned out that the coconut fiber and aged bark substrates obtain similar yields and peat-sawdust mixtures have plant establishment issues, especially when the proportion of sawdust is important. However, the peat-sawdust substrate with a low proportion of sawdust (volume/volume) reaches yields equivalent to coconut and bark substrates when implantation is successful. The latter is facilitated for all the substrates by a wetter irrigation management. Finally, the Europe recommended fertilization is appropriate to regional conditions, as a higher dose does not increase the yields and generates only higher costs related to fertilizers.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2008. / Bibliogr.: f. 42-49. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

La Californie est la plus grande région productrice de fraise en Amérique du nord et cette production ne serait pas possible sans irrigation. Toutefois, les ressources en eau sont limitées dans cette région et la qualité des eaux souterraines est menacée par le lessivage des nitrates. Dans ce contexte, il est essentiel d’optimiser la gestion de l’irrigation afin d’économiser l’eau et de limiter le lessivage tout en maintenant le même niveau de productivité. Des travaux antérieurs ont démontré que le rendement était maximal avec une gestion humide par tensiométrie avec un seuil de -10 kPa, mais l’efficacité d’utilisation de l’eau (EUE) n’est pas maximisée. Des gains d’efficacité pourraient être obtenus en utilisant un seuil plus sec lorsque les besoins en eau de la plante sont plus faibles. Le premier volet de cet ouvrage consistait à comparer différentes stratégies d’irrigation de déficit à une gestion humide et à une gestion conventionnelle de l’irrigation. Des augmentations significatives de l’EUE ont été obtenues avec l’irrigation de déficit sans diminution de rendement significative comparativement à la gestion humide. Toutefois, ces régies tendaient à diminuer le rendement de 0 à 3 % et comme le prix du produit est élevé, il serait pertinent dans des travaux futurs de vérifier si cette tendance de baisse du rendement se confirme. De plus, la gestion par tensiométrie a diminué le lessivage comparativement à la gestion conventionnelle puisque cette technologie permet un ajustement plus précis du temps d’irrigation afin de limiter la perte d’eau et de nutriments au-delà de la zone racinaire. Le deuxième volet visait à mesurer l’impact de différentes régies d’irrigation sur la salinité du sol et à vérifier si la conductivité électrique (CE) de la solution du sol était un indicateur fiable pour suivre la concentration de nitrate dans le sol. Différentes régies d’irrigation basées sur le potentiel matriciel du sol ont été comparées à des régies basées sur l’évapotranspiration et à la régie conventionnelle du producteur. Aucune différence significative n’a été observée sur les deux sites, tous les traitements ont subi une hausse de salinité pendant la saison, mais les pluies hivernales ont été suffisantes pour lessiver cette accumulation de sels. La régie d’irrigation de déficit par tensiométrie ne présente donc pas de risque d’augmentation de salinité dans le sol comparativement à une gestion humide. De plus, la CE du sol s’est avérée inefficace pour estimer la concentration en nitrate du sol puisque la contribution de l’ion nitrate est très faible comparativement à d’autres ions naturellement présents dans le sol. / California is the largest strawberry producing region in North America and this productionwould not be possible without irrigation. However, water resources are limited in thisregion and the water quality has become an issue in some growing areas due to nitrateleaching. Therefore, it appears essential to optimize the irrigation management to savewater and to limit the leaching of nutrients without decreasing fruit productivity. Previousworks have shown that maximum yield is obtained under wet irrigation managementconditions (i.e. irrigation being initiated when a soil matric potential threshold of -10 kPawas exceeded), but the water use efficiency (WUE) is not maximized. WUE could beimproved by using drier thresholds when the water need of the plant is lower.The first chapter aimed to compare different deficit irrigation strategies to wet managementand to conventional grower management. Significant increases in WUE were obtainedusing deficit irrigation compared to wet management (-10 kPa) without any significantimpact on fruit yield. However, deficit irrigation tended to decrease fruit yield by 0 to 3 %and given the high value of the strawberry product, it would be relevant to verify whetherthis trend of yield loss is confirmed. Moreover, using a predetermined soil water potentialthreshold to manage irrigation more efficiently could reduce the water leaching comparedwith conventional grower management as this technology allows a finer adjustment ofirrigation period and therefore limits the loss of water and nutrients beyond the root zone.The second chapter aimed to measure the impact of different irrigation strategies on soilsalinity and to determine whether the electrical conductivity (EC) of the soil solution was anappropriate indicator to follow the concentration of nitrates in the soil. Different irrigationmanagements based on soil water potential were compared with irrigation managementbased on evapotranspiration (ET) and with conventional grower management. Nosignificant difference was observed among treatments on both sites, as all five irrigationstrategies resulted in a salinity build-up over the season, but winter rainfalls were sufficientto leach the salt accumulation from the root zone. Thus, tension-based deficit irrigationmanagement does not represent a risk of increasing the soil salinity. Furthermore, the ECof the soil turned out to be inadequate to assess the nitrate concentration in the soil sincethis ion did not have a great impact on the soil salinity compared with other ions naturallypresent in the soils investigated.

En raison de la compétition grandissante pour l’utilisation des ressources limitées en eau de surface entre les secteurs domestique, industriel, commercial et agricole, le développement de pratiques d’irrigation visant à rationaliser l’utilisation de l’eau revêt une importance capitale. Le fraisier à jour neutre est une culture considérée exigeante en eau et en fertilisants. Cette culture est majoritairement irriguée à l’aide de systèmes goutte-à-goutte, systèmes pour lesquels la régie de l’irrigation requiert un niveau de compétence élevé et une attention constante, sans quoi les risques de diminution de productivité et de perte d’eau sous la zone racinaire sont importants. L’objectif de cette étude est la détermination des paramètres optimaux de configuration et de régie de l’irrigation goutte-à-goutte du fraiser par une approche expérimentale et par modélisation numérique. Le premier volet de cette étude présente des expériences à grande échelle réalisées sur des sites présentant des conditions culturales, des climats et des types de sol contrastants. L’objectif de ces expériences était la détermination de seuils de déclenchement de l’irrigation basés sur la mesure du potentiel matriciel pour optimiser le rendement ainsi que l’efficacité d’utilisation de l’eau d’irrigation. Ces expériences ont été réalisées selon des dispositifs en blocs complets aléatoires sur quatre sites. Deux sites étaient localisés au Québec et deux en Californie. Pour les sites du Québec, il a été démontré que l’influence du seuil d’irrigation sur les rendements était limitée, mais que la régie basée sur le potentiel matriciel permettait de diminuer le lessivage sous la zone racinaire. Pour chacun des sites de Californie, des seuils d’irrigation permettant d’obtenir le meilleur compromis entre le rendement et l’efficacité d’utilisation de l’eau ont été déterminés. L’ensemble de ces expériences suggère qu’un seuil de déclenchement de l’irrigation de -10 kPa soit adapté à la majorité des conditions culturales. Le second volet de cette étude explore simultanément les effets de l’échelle de gestion de l’irrigation et de la méthode d’application de l’eau sur le rendement et l’efficacité d’utilisation de l’eau. Cette expérience a été réalisée au Québec, pour un loam limono-argileux présentant une proportion élevée de fragments rocheux. Les résultats obtenus ont permis de démontrer que la variabilité des propriétés du sol du site à l’étude ne présentait pas de structure spatiale permettant l’établissement de zones pour lesquelles une régie locale de / Because of the growing competition for limited water resources between the domestic, industrial, commercial and agricultural sectors, the development of water-efficient irrigation practices is very important. Day-neutral strawberry is considered a crop with high water and fertilizers requirements. This culture is mainly irrigated with sub-surface drip irrigation systems for which irrigation management requires a high skill level and a constant attention. Otherwise, the risks of productivity losses and deep percolation of water are substantial. The objective of this study is the determination of optimal drip-irrigation system configuration and management parameters for strawberry production through experimental and numerical modelling approaches. The first part of this study describes production-scale experiments conducted at sites with contrasting cropping systems, climatic conditions and soil types. The main objective was the determination of optimal matric potential-based irrigation initiation thresholds with respect to crop productivity and water use efficiency. Randomized complete blok experiments were conducted at four sites. Two sites, (one silty-clay loam and one clay loam) were in the Province of Québec, Canada and two (one sandy loam and one clay loam) in California, USA. For the first sites, the effects on yield and water use efficiency of the irrigation thresholds were limited but matric potential-based management resulted in a reduction of deep percolation. For the Californian sites, the results showed that a threshold in the -15 to -10 kPa range lead to significant increases in crop yield and water use efficiency. Altogether, it was shown that an irrigation initiation threshold of -10 kPa was a suitable value for most soils and climatic conditions. The second part of this study simultaneously explored the effects of irrigation management scale and water application method on crop yield and water use efficiency. A field experiment was conducted in the Province of Québec; the soil type was a silty-clay loam with an important proportion of coarse rock fragments. The results showed that the soil hydraulic properties did not present any structured spatial patterns that could be used to delineate irrigation management zones. Physically based calculations of a critical matric potential in the root zone allowed to evaluate the magnitude of the differences in soil hydraulic properties required to justify a site-specific irrigation. The significant positive impact of a pulsed water application on crop yield and water use efficiency was also demonstrated. For the third part of this study, an approach allowing the simultaneous optimization of drip-irrigation system design and management parameters for strawberry production in a coarse soil was developed. A numerical model was used to predict the impacts of design and management parameters on 1) root uptake efficiency 2) applied irrigation water and 3) percolation below the root zone. The model was calibrated and validated with field observations of the root zone soil water potential. A sensitivity analysis allowed to evaluate the relative impacts of design and management parameters on single model outputs and on an optimization criterion calculated from multiple outputs. The results showed that the selection of an adapted application rate and irrigation duration had much more influence on model outputs than the irrigation threshold. Model predictions were used to identify optimal scenarios for the studied site and assess the potential of an alternate system configuration. The approached presented could be adapted to other cropping systems.

La culture de la fraise (Fragaria x ananassa Duch.), l’une des plus importantes productions horticoles au Canada, fait face à des défis importants pouvant affecter la productivité et la qualité des fruits. Par conséquent, cette étude se concentre sur l'utilisation des biostimulants les plus prometteurs pour les fraises pouvant améliorer le microbiote du sol, le développement, la productivité et la qualité des fraises produites sous abris. Deux expériences en blocs aléatoires complets ont été réalisées en serre et sous grands tunnels. Dans l'essai en serre, nous avons étudié l'effet de 14 traitements sous gestion conventionnelle (7 traitements) et biologique (7 traitements). Pour le système de culture conventionnelle, les traitements consistaient en: 1- Témoin (sans biostimulant), 2- Extrait d'algue, 3- Trichoderma harzianum souche T22, 4- Rhizoglomus irregulare, 5- Combinaison d'Azospirillum brasilense, Gluconacetobacter diazotrophicus et Bacillus amyloliquefaciens, 6- Mélange des traitements 4 et 5, et 7- Formulation à base d'acide citrique. Pour le système de culture biologique, les traitements biostimulants étaient: 8- Témoin (sans biostimulant), 9- Extrait d'algue, 10- Rhizoglomus irregulare, 11- Combinaison d'Azospirillum brasilense, Gluconacetobacter diazotrophicus et Bacillus amyloliquefaciens, 12- Mélange des traitements 10 et 11, 13- Mélange des traitements 10 et 11 à faible fertilisation, et 14- Formulation à base d'acide citrique, dans une conception de blocs aléatoires complets avec cinq répétitions. D'autre part, dans un essai sous grands tunnels, nous avons étudié six traitements 1- Témoin (sans biostimulant), 2- Rhizoglomus irregulare, 3- Combinaison d'Azospirillum brasilense, Gluconacetobacter diazotrophicus et Bacillus amyloliquefaciens, 4- Mélange des traitements 2 et 3, 5- Formulation à base d'acide citrique et 6- Formulation à base d'acide citrique et lactique à l’intérieur d’un dispositif expérimental en blocs aléatoires complets de quatre répétitions. Nos résultats ont montré que les paramètres d'activité du sol étaient plus élevés sous une gestion de culture biologique, bien que les traitements de biostimulants n'ont pas augmenté l'activité microbienne du sol par rapport à leurs contrôles respectifs, à l'exception de la combinaison de mycorhizes et de bactéries pour des plantes cultivées conventionnellement sous grands tunnels. Pour les deux expériences, les biostimulants n'ont pas influencé significativement la performance photosynthétique des feuilles. Cependant, les biostimulants ont eu un impact sur le développement des plantes et certains paramètres de croissance. En serre, les mycorhizes sous régie biologique et le traitement de mycorhizes et de bactéries sous régie conventionnelle ont diminué le nombre de tiges florifères par rapport aux plantes témoins. En revanche, tous les biostimulants ont augmenté la croissance des plantes cultivées sous grands tunnels. En serre et sous régie conventionnelle, le rendement des plantes traitées avec l'acide citrique a été supérieur à celui des plantes témoins, tandis que l'acide citrique et une combinaison de mycorhizes et de bactéries sous régie biologique a augmenté le rendement. Sous grands tunnels, aucun effet significatif sur le rendement n'a été observé. Le traitement de mycorhizes et de bactéries a augmenté la teneur des fruits en ºBrix, en polyphénols et en anthocyanines des plantes cultivées en serre et sous régie biologique, tandis que Trichoderma a augmenté la teneur en polyphénols et en anthocyanines des fruits sous régie conventionnelle. Aucun effet des biostimulants sur le contenu des fruits en ºBrix et polyphénols n'a été observé sous grands tunnels, tandis que tous les biostimulants ont augmenté la teneur en anthocyanines des fruits. D'après cette étude, nous pouvons conclure que certains biostimulants ont montré des effets bénéfiques, permettant ainsi d’améliorer la performance agronomique de la fraise en termes de croissance, de rendement et de la qualité des fruits de plantes cultivées sous abris. La variabilité observée entre les deux systèmes de production confirme l'importance de la validation de ces résultats sous différentes conditions de croissance et saisons de production. / The strawberry (Fragaria x ananassa Duch.) is one of the most important horticultural crops in Canada. However, several challenges limit the productivity and quality of this crop. Therefore, this study focused on using the most promising biostimulants that can improve soil microbiota, plant development, crop productivity, and berry quality in the greenhouse and high tunnels. In order to study different biostimulants treatments, a greenhouse and high tunnel experiments were carried in a complete randomized block design with five or four replicates. For the greenhouse trial, we studied the effect of 14 treatments under conventional (7 treatments) and organic (7 treatments) growing management. Studied treatments for the conventional growing system consisted of 1- Control (without biostimulant), 2- Seaweed extract, 3- Trichoderma harzianum strain T22, 4- Rhizoglomus irregulare, 5- Combination of Azospirillum brasilense, Gluconacetobacter diazotrophicus and Bacillus amyloliquefaciens, 6- Mixture of treatments 4 and 5, and 7- Citric acid-based formulation. For the organic growing system, the biostimulant treatments were: 8- Control (without biostimulant), 9- Seaweed extract, 10- Rhizoglomus irregulare, 11- Combination of Azospirillum brasilense, Gluconacetobacter diazotrophicus and Bacillus amyloliquefaciens, 12- Mixture of treatments 10 and 11, 13- Mixture of treatments 10 and 11 with low fertilization, and 14- Citric acid-based. For the high tunnel experiment, six treatments were compared: 1- Control (without biostimulant), 2- Rhizoglomus irregulare, 3- Combination of Azospirillum brasilense, Gluconacetobacter diazotrophicus and Bacillus amyloliquefaciens, 4- Mixture of treatments 2 and 3, 5- Citric acid-based formulation, and 6- Citric and lactic acid-based formulation. Our results showed that soil activity parameters were higher under organic crop management compared with the conventional one, although biostimulant treatments did not increase soil microbial activity compared with their respective control, except for the combination of mycorrhiza and bacteria of high tunnel conventionally grown plants. For both experiments, biostimulants did not influence significantly leaf photosynthetic performance. However, biostimulants did impact plant development and some growth parameters. Compared with control plants, our results showed that the number of flowering stalks decreased for greenhouse organically grown plants treated with mycorrhiza and for conventionally grown plants treated with the combination of mycorrhiza and bacteria. On the other hand, all biostimulants increased the growth of plants grown under the high tunnels. Concerning yield parameters, conventionally grown plants treated with citric acid produced higher total and marketable yield compared with control plants, while the marketable yield of organically grown plants was higher in the plants treated with citric acid and the combination of mycorrhiza and bacteria. In contrast to the greenhouse experiment, no yield effect was observed for high tunnel plants. In terms of berry quality, Trichoderma increased the polyphenol and anthocyanin content of conventionally grown berries, while a combination of mycorrhiza and bacteria increased the ºBrix, polyphenol and anthocyanin content of organically grown plants compared with control. No effect of biostimulants on ºBrix and polyphenols were observed for high tunnel plants compared with control, while all biostimulants increased berry anthocyanin content. From our study, we can conclude that some biostimulants may improve strawberry performance in terms of growth, yield, and fruit quality. The lack of a significant difference between biostimulant treatments, due to large variability, confirms the importance of validating these results under different growing conditions and production seasons.

Peut être plus encore que dans d'autres secteurs de production végétale, en horticulture les contraintes économiques imposent une technicité croissante. L'artificialisation des productions de plants de fraisiers a commencé depuis longtemps. L'empirisme a permis de mettre au point des pratiques qui ont longtemps suffi. Mais, cette artificialisation demande de plus en plus une maîtrise raisonnée qui doit reposer sur des connaissances précises de l'écophysiologie des plants. D'autre part, des recherches ont permis de définir un test de capacité de croissance des bourgeons, inspiré de ceux faits sur les bourgeons des arbres, et nous l'avons mis en oeuvre comme référence. Cependant, en particulier au niveau de l'intérêt pour les professionnels, ce test implique des méthodes encore trop lourdes. D'autres marqueurs plus faciles à mesurer semblaient des candidats valables, mais seules des études préliminaires ont été faites.C'est le cas du flux de chaleur métabolique (Q) et du flux de respiration (RCO2) que nous avons testé en mesure immédiate et après acclimatation des plants à 20°C. Nos résultats indiquent que Q et RCO2 en mesure immédiate ne peuvent constituer de bons marqueurs de capacité de croissance, car leurs valeurs sont fortement corrélées aux températures moyennes subies par les plants dans les quelques jours précédant la mesure. En revanche, le différentiel obtenu entre mesure immédiate et mesure réalisée après acclimatation pendant 48 h à 20° C est potentiellement un marqueur intéressant, d'obtention beaucuop plus rapide que les résultats des tests classiques. Il faudra cependant optimiser les conditions de réalisation de l'acclimatation et des mesures microcalorimétriques et augmenter sensiblement le nombre de répétitions des mesures. L'utilisation du paramètre humidité pondérale, dont la dynamique d'évolution est très proche de celles de Q et RCO2, comme substitutif à ces paramètres peut constituer un autre outil intéressant les producteurs de plants