L'objectif de cette étude a été d'évaluer la productivité et la valeur nutritive de 13 espèces de graminées natives, issues de prairies permanentes de fertilité moyenne, et de comprendre les bases fonctionnelles de ces processus grâce à la mesure de traits fonctionnels aériens. Ces espèces ont été cultivées en culture pure dans un dispositif factoriel complet, croisant deux facteurs de gestion : la fréquence de coupe (3 ou 6 coupes par an) et le niveau de fertilisation azotée (120 et 360 kg N ha-1 an-1). Nous montrons que des syndromes distincts de traits d'effet déterminent la productivité et la valeur nutritive. Les différences de nutrition azotée (indice de nutrition et efficience d'utilisation de l'azote) entre espèces affectent la productivité aérienne. Deux traits (teneur en azote et teneur en matière sèche des limbes) se démarquent comme indicateurs de la productivité et de la valeur nutritive des espèces étudiées. Celles ci ont été classées en quatre groupes selon la valeur de leurs traits. Une augmentation de la fréquence de coupe a modifié des traits foliaires entraînant une baisse de digestibilité des limbes, ce qui a été interprété comme une stratégie d'évitement du pâturage. Une réduction de l'apport d'azote a entraîné une augmentation de la teneur en matière sèche et de la durée de vie des feuilles, ce qui a été interprété comme une stratégie de conservation des nutriments. Les espèces issues d'habitats plus perturbés présentaient des valeurs de traits qui tendaient à réduire leur digestibilité. Nos résultats soulignent la diversité fonctionnelle élevée des graminées prairiales, diversité qui contribue à la coexistence de ces espèces dans la prairie permanente et favorise la stabilité de la production et de la valeur nutritive dans cet écosystème.

L'asthme chez les enfants constitue un problème majeur de santé publique à l'échelle mondiale, et de plus en plus d'études incriminent le pollen allergène dans l'exacerbation de l'asthme. Dans un contexte où les changements climatiques font désormais partie de la réalité, un ensemble de scénarios climatiques propices à la hausse des concentrations polliniques, à l'allongement des saisons de croissance et à l'augmentation de l'allergénicité du pollen est à prévoir. Ces perspectives préoccupantes suscitent l'intérêt de clarifier l'impact du pollen sur la santé respiratoire. À cet effet, l'objectif de cette étude consiste à évaluer, dans le contexte urbain montréalais, l'effet à court terme de l'exposition aux pollens de Graminées et d'Herbacées sur les visites et réadmissions à l'urgence pour asthme chez les enfants de 0 à 9 ans emegistrées entre avril à octobre, de 1994 à 2004. Des analyses de séries temporelles ont été réalisées à partir de modèles paramétriques loglinéaires de Poisson, ajustés pour les tendances et cycles temporels, les conditions météorologiques quotidiennes (température, pression) et les polluants atmosphériques gazeux (ozone et dioxyde d'azote). Nous avons trouvé des associations positives entre les visites à l'urgence pour asthme et les pollens de Graminées, significatives trois jours après l'exposition. L'effet des Graminées est supérieur sur les réadmissions à l'urgence. Par contre, de faibles associations négatives significatives ont été décelées entre les visites à l'urgence deux jours après l'exposition au pollen des Herbacées, dont celui de l'herbe-à-poux. Ces analyses indiquent que les visites à l'urgence pour asthme chez les enfants, particulièrement les réadmissions pour le même diagnostic, sont susceptibles d'augmenter lors de pics de concentrations polliniques de Graminées. Les résultats mitigés concernant les effets des pollens d'Herbacées mènent toutefois à l'évidence que des recherches plus poussées sur de plus longues périodes de temps doivent être faites pour approfondir les connaissances dans ce domaine.

La présente étude examine la variation de l’accumulation de la silice chez les graminées tropicales dans une perspective écologique et évolutive. La revue des travaux examinant l’étendue de la variation de la teneur en silice dans les graminées identifie trois groupes de facteurs influençant la silicification des graminées, notamment les facteurs génétiques (différence dans la capacité d’absorption racinaire, d’anatomie et de traits écophysiologiques foliaires), des facteurs endogènes (phénologie, organes végétaux) et les conditions de croissance. L’approche expérimentale a été orientée sur l’influence de certaines conditions de croissance sur la teneur en silice (défoliation, humidité, fertilité du substrat). Les résultats confirment l’influence de la défoliation et de la fertilité du substrat sur l’accumulation de la silice, mais soulignent bien la complexité de l’action de ces facteurs qui se traduit notamment par des différences de réponse entre espèces. Ces résultats suggèrent que les contradiction entre travaux publiés en ce qui concerne le caractère inductible ou non de l’accumulation de la silice sont dues pour partie à des interaction espèces*défoliation, et à une grande sensibilité des résultats aux conditions d’application de la défoliation. Les variations de la teneur en silice (intrinsèques et induites par les conditions de croissance) mises en relation avec les variations de traits structuraux et fonctionnels (surface foliaire spécifique, teneur en eau, anatomie foliaire, etc.) montrent des corrélations qui ne sont pas entièrement constantes au travers de tous les essais. Elles sont significativement positives avec les cendres solubles dans toutes les conditions de croissances examinées, mais négatives avec le carbone en condition de défoliation. Avec la teneur en eau, elles sont positives en conditions de défoliation, mais changent de signe en conditions de fertilisation phospho-azotée. Cette corrélation négative avec la teneur en eau est consistante à la fois dans les limbes et les gaines en comparaison interspécifique. Cette différence dans la structure des corrélations résulte à la fois des effets d’échantillonnage et l’étendue plus ou moins grande de la gamme des teneurs en silices balayées par les différentes espèces examinées. Pennisetum unisetum est la plus riche en silice et en sclérenchyme et qui pèse de façon disproportionnée dans l’analyse des corrélations. Les résultats n’apportent pas un soutien très clair à l’hypothèse selon laquelle la silice peut se substituer aux composés carbonés comme matériau de soutien. / The present study examines the variation of the silica accumulation of tropical grass species on the ecological and evolutionary point of view. The review of works examining the extent of the variation of the silica content in grasses identifies three groups of factors influencing the grass silicification, in particular the genetic factors (difference in the capacity of root absorption, anatomy and foliar ecophysiological features), endogenous factors (phenology, organs) and the growth conditions. The experimental approach focused the influence of certain conditions of growth on the silica content (defoliation, moisture, substrate fertility). The results confirm the influence of the defoliation and the substrate fertility on the silica accumulation, but underline well the complexity of the action of these factors which results in particular in differences in response between species. These results suggest that contradiction between published works with regard to the inducible character or not of the silica accumulation are due to some extent to the species*defoliation interaction, and a great sensitivity of the results to the conditions for application of defoliation. Variations of the silica content (intrinsic and induced by the growth conditions) relating to the variations of structural and functional characters (specific leaf area, water content, foliar anatomy, etc.) showed correlations which are not entirely constant through all the tests. They are significantly positive with soluble ashes under all the examined conditions, but negative with carbon in condition of defoliation. With the water content, they are positive in conditions of defoliation, but change sign in conditions of phospho-nitrogenized fertilization. This negative correlation with the water content is consistent at the same time in blades and sheaths in interspecific comparison. This difference in the structure of the correlations results at the same time from the effects of sampling and the more or less large extent of the range of the silica contents swept by the various examined species. Pennisetum unisetum is richest in silica and sclerenchyma and which weighs disproportionately in the analysis of correlations. The results do not give a very clear support for the assumption according to which silica can replace the carbonaceous compounds like material of support. / Doctorat en sciences agronomiques et ingénierie biologique / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La gestion intensive des populations adventices, liée aux risques de perte de rendement et à la dégradation de la qualité de la récolte, a largement conduit à leur régression dans les milieux cultivés au cours de ces dernières décennies. Ce déclin floristique dans le paysage agricole a conduit à une perte de biodiversité plus large car de nombreux organismes (oiseaux, insectes, mammifères) sont dépendants de la ressource trophique que représentent ces communautés végétales. Pour contrer cette perte de biodiversité et limiter les effets néfastes de l’agriculture sur l’environnement, de nombreuses mesures agro environnementales ont été mises en place à travers l’Europe. En France, des bandes enherbées ont été implantées par les agriculteurs le long des cours d’eau pour limiter la dérive des produits phytosanitaires et limiter l’érosion hydrique des sols. Ces bandes sont principalement semées avec des mélanges de graminées et ne reçoivent ni traitement chimique, ni engrais. En conséquence, leur mise en place généralisée dans le paysage agricole pour de nombreuses années et sans contrepartie financière pour les agriculteurs, suscitent des craintes quant aux risques malherbologiques qu’elles peuvent représenter. A l’opposé, ces espaces peuvent être considérés comme des opportunités pour maintenir, dans des compartiments proches des zones cultivées, des populations adventices dont les services écosystémiques rendus à l’agriculture sont de plus en plus mis en évidence.Ce travail de thèse montre que les bandes enherbées hébergent une grande diversité floristique. Les communautés adventices sont principalement structurées par le type de bordure adjacente à la bande enherbée et par les modes de gestion qui y sont conduits. L’alternance perturbation-compétition générée respectivement par le broyage et la compétition des espèces semées ne permet pas aux espèces annuelles de se maintenir dans cet habitat où elles ne peuvent que difficilement y produire des semences. Les espèces fréquemment rencontrées sont vivaces, mais ne dominent que très rarement sur le couvert semé. Bien que les bandes enherbées hébergent une flore riche, composée majoritairement d’espèces des champs, il apparaît que ces espaces ne favorisent pas la dispersion d’espèces adventices vers la parcelle cultivée. En effet, la mise en place d’un couvert semé à l’endroit même où l’on observait auparavant une transition de la flore des bordures vers la flore des champs, limite l’effet des bordures sur les champs, au moins à court terme. En outre, la mise en place et l’entretien de ce couvert ont un coût pour l’agriculteur raisonnable à l’échelle de l’exploitation agricole.Malgré la crainte émise quant au déclin des mauvaises herbes annuelles, les bandes enherbées sont une opportunité pour la gestion des adventices à l’échelle de la parcelle cultivée comme à celle du paysage. Des études conjointes mettant en relation la flore avec d’autres communautés (microflore du sol, criquets) ont été initiées et pourraient permettre de valoriser d’un point de vue biodiversité la mise en place d’une mesure au départ purement agro-environnementale. / The intensification of the management of weed populations, led by a potential decrease in the yield and quality of crop harvest, has largely induced their decline in arable zones across the last decades. This floristic decline in arable landscape, has induced a loss of a larger biodiversity because the presence of others organisms (birds, insects, mammals) are strongly linked with the abundance of trophic resources as weed are. To counter with this loss of biodiversity and to limit the negative impacts of farming practices on environment, numerous agri environmental schemes were launched through Europe. In France, sown grass strips were established by farmers along streams and rivers to limit the pesticide drifts and the hydric soil erosion. The field margin strips are mainly sown with grass mixtures and do not receive neither pesticides nor fertilizers. Consequently, their establishment in the arable landscape for many years, without compensation payments for farmers, spark many fears concerning the weed risk that they could represent for adjacent field. At the opposite, these non-cropped areas adjacent to cultivated fields could be an opportunity to maintain weed populations providing ecosystem services for agriculture which were more and more highlighted.This PhD work shows that sown grass strips harbour large flora diversity. The weed communities are mainly structured by the type of adjacent boundary (hedge, river, ditch, etc.). The succession of disturbance and competition phase caused by mowing and competition of sown species respectively, do not allow annual species to maintain their populations in this habitat where they rarely reach fructification stages. The frequently observed species are perennials but rarely dominated over the sown cover. Even if the sown grass strips show high level of species richness, mainly composed by arable species, these strips do not enhance the spread of species from the boundary to the field core. Indeed, at least at short term, the sown grass strips decrease the edge effect because they were established where the flora transition between the boundary and the field previously occurred. Moreover, the establishment and management practices cost for farmers, reasonably at the farm scale.Although some fears on the decline of annual species, the sown grass strips represent an opportunity for the weed management at the field scale as well as at the landscape scale. Joint study linking the flora with other organisms (soil microflora, grasshoppers) have been initiated and could allow to put the environmental sown grass strips to good use for biodiversity.