Le déficit hydrique affecte plusieurs variables physiologiques de la plante et est synonyme de baisse de rendement et de qualité pour des végétaux de grande culture tels que la pomme de terre. Dès lors, l’irrigation devient une solution préconisée. Celle-ci doit cependant permettre d’appliquer seulement la quantité d’eau dont la plante a besoin pour éviter le lessivage des fertilisants et pesticides pouvant contaminer la nappe phréatique. Depuis plus de vingt ans, la télédétection infrarouge thermique a permis de développer plusieurs outils de détection du stress hydrique. À travers des indices alliant des capteurs et des modèles tels que le CWSI (Crop Water Stress Index), la télédétection est utilisée pour répondre au besoin de dosage contrôlé des nouvelles pratiques agricoles et assurer une meilleure gestion de l’irrigation. Du fait des portions de sol visibles, les cultures partiellement couvrantes peuvent engendrer des erreurs d’estimation dans l’utilisation de ces indices. L’utilisation de radiomètre imageur allié à l’imagerie visible permet de palier à cette faiblesse. Le but de nos travaux est le développement d’un indicateur de l’état hydrique de la culture, accessible par thermographie infrarouge, permettant la détection précoce et la prévention du stress hydrique. Des mesures de température ont été effectuées en serre sur deux variétés de pomme de terre avec le radiomètre imageur ThermaCAM SC 2000. Des mesures répétées ont été prises sur des plants induits en stress hydrique et des plants témoins à plusieurs stades de développement de la culture. L’étude a montré une détection hâtive du déficit hydrique par thermographie infrarouge ainsi que l’influence du stress sur les variables biophysiques (température foliaire, surface foliaire, photosynthèse et conductance stomatique) et le rendement. La différence de température entre le couvert végétal et l’air (Tc – Ta) est fortement corrélée au stress hydrique. Elle a été associée à la surface foliaire pour développer l’Indice de Stress Hydrique Surfacique (ISHS). Les résultats obtenus avec l’ISHS pour la détection du stress hydrique sont très encourageants. / Water stress affect the yield and the crop quality. For more than twenty years, remote sensing allowed several tools developments to assess water stress detection using sensors and model such as Crop Water Stress Index (CWSI). Sparse crop can generate error in the interpretation of this index. The use of an imaging-radiometer combined to a high spatial resolution visible image help to remove this weakness. This study present a new water stress index based in the use of infrared thermography. A first dataset was taken from greenhouse experimental set up on potatoes species (Highlite and Chieftain) using an hand-held imaging-radiometer (ThermaCAM SC 2000). Repeated measurements were made for water-stress induced plants and for well irrigated plants at different growing stages. The study showed that an early detection of water deficit by infrared thermography is possible as well as the detection of the significant response of plant to heat stress and leaf area change based on water stress intensity. Temperature differences between crop canopy and air (Tc - Ta) are strongly correlated with the water stress. The study has permitted the development of a new index named Area Water Stress Index (AWSI) and the results obtained with this index for water stress detection are very encouraging.

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Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2007. / Bibliogr.: f. 52-58. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2008. / Bibliogr.: f. [68]-77. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

La connaissance des sols est primordiale pour traiter des enjeux agronomiques et environnementaux comme ceux de la production de nourriture, de l’utilisation efficace des nutriments et de la conservation des sols. Ce projet de doctorat a comme objectif de proposer des modèles reliant les caractéristiques pédologiques à la gestion des pratiques de fertilisation et de conservation des sols, en particulier, des sols sous culture de pommes de terre (Solanum tuberosum L.). Il comprend trois parties. D’abord, la méthode du pH Shoemaker-McLean-Pratt (SMP), non respectueuse de l’environnement, s’est montré être inadéquat pour déterminer les besoins en chaux (LR) des sols nécessitant de faibles pHH2O cibles (< 6.5) ou pour maintenir des pH adéquats avec de faibles LR (< 1.5 g CaCO3 kg-1). La spectroscopie infrarouge a permis une estimation précise de la capacité d’échange cationique déterminée à l’acétate d’ammonium (pH 7.0) (CEC-NH4OAc). La CEC-NH4OAc inférée dans un intervalle de prédiction de ± 2.3 cmolc kg-1 permet d’élaborer un modèle d’estimation précis du LR pour atteindre le pH cible. Afin d’orienter les pratiques bénéfiques à la qualité des sols, des critères diagnostiques du degré d’agrégation des sols ont été élaborés en relation avec leur composition (texture, C organique) en utilisant la prairie comme système cultural de référence. Ensuite, les cultures annuelles ont montré un effet négatif plus important sur la stabilité des agrégats en sols argileux, alors que les sols loameux et sableux se sont montrés plus susceptibles à la dégradation de la structure à de faibles teneurs en C organique. Les indices courants d’agrégation basés sur le diamètre moyen des agrégats se sont montrés moins adéquats au développement de seuils critiques comparativement aux indices fractal et compositionnel. Afin d’intégrer les caractéristiques pédologiques aux modèles de réponse de la pomme de terre aux fertilisants, un regroupement numérique de séries de sols a finalement été développé à partir des descriptions morphologiques des profils modaux. Le gradient textural et les deux principaux processus pédogénétiques (podzolisation, gleyification) ont été synthétisés en trois classes d’appartenance floue permettant une expression graduelle des groupes de sols en appui aux modèles de réponse aux ajouts de fertilisants. Ce projet présente des approches innovantes de synthèse et d’interprétation des connaissances pédologiques appuyées par des techniques d’analyses numériques afin d’orienter les bonnes pratiques culturales contribuant à la pérennité des agroécosystèmes. / Soil knowledge base is fundamental to address environmental and agronomic issues such as food production, efficient use of nutrients and soil conservation. This project aimed to provide models linking pedological characteristics to management practices of crop fertilization and soil conservation, specifically to guide potato (Solanum tuberosum L.) cropping. This Ph.D. project comprises three parts. First, the Shoemaker-McLean-Pratt (SMP) pH buffer, that contains noxious substances, showed to be inappropriate to support lime requirement (LR) determination of soils requiring low target pHH2O (< 6.5) or to maintain adequate pH levels at low LRs (< 1.5 g CaCO3 kg-1). Cation exchange capacity determined by the ammonium acetate (pH 7.0) method (CEC-NH4OAc) can be accurately estimated from infrared spectroscopy (IR). The CEC-NH4OAc inferred by IR spectroscopy within a prediction interval of ± 2.3 cmolc kg-1 allowed supporting an accurate estimation model of LR to achieve a target pH as alternative to the SMP buffer method. To guide beneficial cultural practices that enhance soil quality, diagnostic criteria of soil aggregation degree were elaborated thereafter in relation with soil composition (texture and organic C) using grassland as reference cropping system. Annual cropping systems showed more deleterious effect on the aggregate stability of clayed soils compared to other textural classes, while loamy and sandy soils were shown to be more susceptible to soil structure degradation at lower organic C content. The current aggregation indices based on the weighted and geometric mean diameter of aggregates was less appropriate to develop critical values compared to fractal and compositional indices. Finally, to integrate pedological characteristics of subsoil into potato fertilization response models, a numerical clustering of soil series has been developed using morphological descriptions of modal profiles. The textural gradient and the two major pedogenic processes (podzolization, gleying), which are primarily associated with water regime, were synthesized into three continuous soil classes allowing a gradual expression of soil groups for integration into crop response nutrient models. This project presents innovative approaches to synthesize and interpret the pedological knowledge as supported by digital analysis techniques to guide good cultural practices that contribute to the sustainability of potato agro-ecosystems and their ecosystem services.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2003-2004 / La pomme de terre est une culture très exigeante en engrais phosphatés. Au Québec, elle est principalement cultivée dans des sols légers, acides, pauvres en matière organique et réputés pour leur pouvoir fixateur en phosphore très élevé. Dans cette étude, l'utilisation du LIOR, un lisier de porc bio-traité et déshydraté, a permis d'augmenter significativement l'efficacité des engrais phosphatés dans la culture de la pomme de terre tout en ayant l'avantage d'offrir un débouché intéressant pour les surplus de lisier de porc au Québec. C'est à partir de données recueillies lors d'essais de fertilisation réalisés de 1999 à 2002 dans les comtés de Portneuf et de Lotbinière et dans la région de Lanaudière, qu'un modèle de réponse de la pomme de terre aux différentes formulations minérales, organiques et organo-minérales à base de LIOR fut élaboré. À partir de ce modèle et des outils géostatistiques, une scénarisation de l'utilisation du LIOR à l'échelle du champ a amené une augmentation moyenne des rendements totaux de 2,4 Mg ha-1 dans la pomme de terre au-delà de l'erreur expérimentale déterminée dans les essais de fertilisation et dans le modèle de réponse.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdorales, 2015-2016 / Des cystatines recombinantes employées en phytoprotection dans des variétés végétales transgéniques ont été étudiées pour les effets d’interférence métabolique qu’elles causaient dans la plante hôte. L’objectif de ce projet était d’évaluer ces effets pléiotropiques à l’aide de lignées de pommes de terre (Solanum tuberosum) exprimant des cystatines de céréales de façon constitutive dans l’ensemble des tissus de la plante. Nos résultats ont montré que la cystatine du maïs CCII induit, dans les feuilles, une activation de protéines endogènes reliées au stress, conférant notamment un effet protecteur contre le champignon Botrytis cinerea. La cystatine du riz OCI, exprimée dans les tubercules transgéniques, a engendré un délai de leur germination et une préservation des principaux nutriments en période d’entreposage. En somme, nos lignées de pommes de terre exprimant une cystatine recombinante démontrent des effets d’interférence métabolique à valeur agronomique éventuellement intéressante.

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2005. / Titre de l'écran-titre (visionné le 9 février 2006). Bibliogr.

Dans l'écosystème naturel, les insectes phytophages suceurs spécialistes tels que les pucerons sont exposés à une diversité de stress environnementaux, qui sont soit des facteurs biotiques impliquant les ressources alimentaires (stress indirect exercé via la plante hôte) ou des antagonistes naturels (parasites, pathogènes), soit des facteurs abiotiques tels l'exposition au rayonnement solaire intense, ou à des variations importantes de la température. Dans le cadre de mon projet, j'ai examiné les réponses du puceron de la pomme de terre Macrosiphum euphorbiae (Thomas) aux stress causés par (i) la réaction de sa plante hôte à l'herbivorie simultanée impliquant un défoliateur (doryphore, Leptinotarsa decemlineata) ou au stress hydrique sévère, (ii) le parasitisme par des endoparasitoïdes spécialiste et non-spécialiste (Aphidius spp.), et (iii) le rayonnement solaire intense causant un stress de température élevée ainsi qu'une exposition au rayonnement ultraviolet de type B (UV-B). Dans l'ensemble, mes résultats démontrent que peu importe le traitement de stress, la performance des pucerons est affectée d'une manière ou d'une autre, avec un impact sur divers indices de fitness. Mes résultats ont confirmé que M. euphorbiae était très affecté (croissance, reproduction, survie) par le stress hydrique de sa plante hôte. Cependant, il est intéressant d'observer qu'aucune baisse de performance n'a été détectée même lorsque sa plante hôte était substantiellement défoliée par le doryphore, ce qui suggère qu'il s'adapte facilement à ce type de stress. Quant aux stress consécutifs à l'attaque par des endoparasitoïdes, mes résultats ont confirmé que M. euphorbiae était très résistant à Aphidius ervi (généralement associé à des pucerons sur légumineuses); par contre, il était très susceptible à A. nigripes (spécialiste des pucerons associés à la pomme de terre). En ce qui concerne la troisième étude, l'effet d'un stress thermique fluctuant journalièrement affecte aussi fortement le comportement, la croissance, le développement et la fécondité de M. euphorbiae, à l'inverse des rayonnements UV-B, auxquels cet insecte réagit moins. L'étude du protéome du puceron soumis à ces stress divers a permis l'analyse quantitative simultanée d'un grand nombre de protéines et ce sans a priori quant au choix de protéines modèles particulières. Les patrons d'expression et de répression observés différaient en fonction du stress exercé sur le puceron. Certains groupes de protéines modulées sous des stress particuliers révèlent des stratégies de réponse spécifiques aux différents stress. À l'inverse, d'autres groupes montraient une réponse plus générale face aux différents stress. De plus, plusieurs protéines modulées sont probablement des protéines de bactéries symbiotiques qui semblent jouer un rôle important dans la réponse métabolique du puceron suite aux stress. Cette étude est l'une des premières à aborder les effets du stress environnemental sur les insectes phytophages par une approche protéomique. Elle illustre clairement aussi le potentiel des outils de la protéomique pour contribuer à identifier les gènes codant pour ces protéines chez les pucerons, un groupe important dont le génome n'a pas encore été complètement séquence.

Les hyperparasitoïdes sont des guêpes parasitoïdes des parasitoïdes primaires. Au sein d’un écosystème, ils occupent le quatrième niveau trophique. Une meilleure connaissance de la biologie et du comportement des hyperparasitoïdes est indispensable pour comprendre leur relation avec les parasitoïdes et leur rôle dans les écosystèmes. Dans cette étude, quatre espèces d’hyperparasitoïdes de pucerons différant quant à leur phylogénie, mode de développement (koinobionte vs. idiobionte), stades d’hôte attaqués, et spécificité parasitaire ont été choisies: Dendrocerus carpenteri (Curtis) (Megaspilidae), Asaphes suspensus Walker (Pteromalidae), Alloxysta victrix (Westwood) (Alloxystidae) et Syrphophagus aphidivorus (Mayr) (Encyrtidae). Au laboratoire, j’ai comparé leurs paramètres d’histoire de vie et comportements de recherche par une approche comparative directe au sein du système trophique: pomme de terre (Solanum tuberosum L.); puceron de la pomme de terre, Macrosiphum euphorbiae (Thomas); parasitoïde hôte Aphidius nigripes Ashmead. Les résultats ont révélé une grande variation interspécifique des paramètres d’histoire de vie des hyperparasitoïdes. Cette variation n’a pu être attribuée exclusivement à la dichotomie du mode de développement (koinobionte ou idiobionte), tel que démontré pour les parasitoïdes primaires. L’hyperparasitoïde S. aphidivorus est atypique, ayant la capacité d’attaquer soit la larve parasitoïde dans le puceron vivant, soit sa pupe après la momification du puceron. Les femelles préféraient cet hôte, lequel s’est également avéré le plus convenable au développement. Des tests d’olfactométrie et des observations comportementales ont révélé que les femelles hyperparasitoïdes en quête d’hôtes ne seraient pas attirées à distance par des odeurs. Toutefois, elles utilisent des stimuli de contact sur la plante afin de localiser leur hôte. À ce niveau, le miellat de puceron est apparu comme l’un des principaux stimuli utilisés par les femelles, lesquelles discriminaient entre le miellat de puceron et celui de cochenille, Coccus hesperidum, n’abritant pas d’hôtes potentiels. Par contre, les femelles hyperparasitoïdes n’ont pas distingué le miellat de pucerons sains non-parasités, et celui de pucerons parasités par A. nigripes. Cette étude indique que plusieurs facteurs influencent simultanément l’histoire de vie des hyperparasitoïdes de pucerons. Leur subdivision habituelle en endoparasitoïdes koinobiontes de larves parasitoïdes dans les pucerons vivants, et ectoparasitoïdes idiobiontes de pupes de parasitoïdes dans les pucerons momifiés ne traduit pas toutes les différences interspécifiques observées. Des différences d’ordre phylogénique seraient également importantes, ces espèces provenant de taxons différents. A bien des égards, les paramètres de vie et le comportement des hyperparasitoïdes de pucerons diffèrent de ceux des parasitoïdes primaires de pucerons. / Hyperparasitoids are parasitic wasps that attack primary parasitoids. They constitute the fourth trophic level in many ecosystems. A better understanding of hyperparasitoid biology and behaviour is needed to unravel the nature of parasitoid - hyperparasitoid interactions and their role in the functioning of communities and ecosystems. In this thesis, the life history traits and host searching behaviour of aphid hyperparasitoids are studied using a direct comparative approach. Four species were chosen that differ in development mode (koinobiont or idiobiont), host stage attacked and host range: Dendrocerus carpenteri (Curtis) (Megaspilidae), Asaphes suspensus Walker (Pteromalidae), Alloxysta victrix (Westwood) (Alloxystidae) et Syrphophagus aphidivorus (Mayr) (Encyrtidae) have been studied on the same potato (Solanum tuberosum L.), potato aphid (Macrosiphum euphorbiae (Thomas)) and primary parasitoid (Aphidius nigripes Ashmead) system. The results revealed a large variation in life history traits between species, which could not be explained simply by dichotomy in development mode, as proposed for primary parasitoids. The hyperparasitoid S. aphidivorus is special because females can attack the parasitoid host in the still-living aphid, or in the mummified aphid. Female S. aphidivorus had a preference for aphid mummies, which also contain the most profitable host stage for hyperparasitoid development. Olfactometer tests and behavioural observations indicated that searching hyperparasitoid females were not attracted by olfactory cues. However, they clearly reacted to host-related contact cues while searching on a plant. Here, honeydew was one of the principal contact cues used by female hyperparasitoids to locate hosts. Females discriminated between honeydew from an aphid host and that from a non-host, the soft brown scale, Coccus hesperidum, but made no difference between honeydew from healthy, unparasitised aphids, and those parasitised by A. nigripes. This study indicates that several factors probably act simultaneaously on life history strategies. The simple classification of aphid hyperparasitoids as koinobiont endoparasitoids of parasitoid larvae in living aphids, or idiobiont ectoparasitoids of parasitoid pupae in mummified aphids does not explain all observed interspecific differences. Lineage specific effects must also be important, as the species belong to different taxa. Finally, in many aspects, the life history parameters and behaviour of aphid hyperparastoids differ from those reported for primary aphid parasitoids.