Thesis (MA)--Stellenbosch University, 2002. / ENGLISH ABSTRACT: This study investigates the role of women in the Xhosa novel, Unyana Womntu, written by Saule. The main aim is to investigate how images of women have developed or deteriorated as a result of the changes in the South African society. It will be remembered, for instance, that in traditional and colonial eras, images of women were subjected to patriarchy. One expects a change in the status of women as depicted in literature because of consistent demands that women are entitled to equal opportunities. The theoretical aspects of gender and culture are discussed in Chapter 2 as the framework of the study. Chapter 3 deals with plot, character and space in Saule's novel, Unyana Womntu and how they are viewed in relation to gender and culture. A detailed analysis of gender and culture is done in Chapter 4 of Unyana Womntu. In the analysis of the gender and culture in Unyana Womntu, it is found that the images of women presented in the novel are undergoing radical changes, such that some women seem to fail to cope with changes. However, this does not mean that all women are incapable of making informed choices in terms of their depiction in xhosa literature. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Hierdie studie ondersoek die rol van vroue in die Xhosa novelle Unyana Womntu geskryf deur Saule. Die hoofdoelstelling is om 'n ondersoek te doen van hoe voorstellings van Xhosa vroue ontwikkel of verswak het as gevolg van veranderinge in die Suid-Afrikaanse gemeenskap. Dit word byvoorbeeld onthou, dat in tradisionele en koloniale eras, die voorstellings van vroue onderwerp is aan patriargale uitbeelding. 'n Mens sou 'n verandering verwag in die status van vroue soos voorgestel in die letterkunde, op grond van die voortdurende eise dat vroue geregtig is op gelyke geleenthede. Die teoretiese aspekte van gender en kultuur word in hoofstuk 2 bespreek as die raamwerk vir die studie. Hoofstuk 3 ondersoek die intrige, karakters en ruimte in Saule se novelle Unyana Womntu, en hoe hierdie aspekte uitgebeeld word met betrekking tot gender en kultuur. 'n Gedetailleerde analise van die uitbeelding van gender en kultuur in Unyana Womntu word gedoen in hoofstuk 4 van die studie. In die ontleding van gender en kultuur in Unyana Womntu word daar bevind dat die voorstellings van vroue wat aangebied word in die novelle aansienlike veranderinge ondergaan, tot so In mate dat vroue daarin faal om met verandering tred te hou. Dit beteken egter nie dat alle vroue 'n onvermoë het om ingeligte keuses te maak in terme van hulle uitbeelding in die Xhosa letterkunde nie.

Le compostage est un procédé anthropique basé sur le processus naturel de décomposition de la biomasse qui exploite l'activité enzymatique des microorganismes sous le contrôle de plusieurs facteurs environnementaux. Les résidus lignocellulosiques de par leur composition et leur faible pourcentage d'humidité sont particulièrement adaptés au compostage dans lequel ils jouent le rôle d’élément structurant. Bien que majoritairement d’origine végétale, la matière organique dirigée vers les sites de compostages est très diversifiée, tout comme les types de contaminants qu’elle peut incidemment contenir et dont l’impact sur les processus de biodégradation, et de surcroit leur rémanence dans l’environnement, reste largement à investiguer. L’objectif de cette thèse vise ainsi à faire état de l’effet de la composition de la biomasse lignocellulosique et de la présence d’un contaminant fréquent tel que le glyphosate sur le compostage. Pour ce faire, le suivi de la transformation de la matière organique végétale et de la dégradation du glyphosate, l’évolution des paramètres physicochimiques et la dynamique de recrutement des populations bactériennes ont été effectués tout au long du processus. Deux expériences menées sur le terrain visaient dans un premier temps à mesurer l’effet de l’âge d’une plante ligneuse, dans ce cas-ci le saule arbustif (Salix), et d’une période d’entreposage hivernal sur la transformation de la biomasse, et dans un deuxième temps à étudier les dynamiques de succession bactériennes impliquées dans le cycle du carbone et de l’azote lors du compostage de résidus végétaux. Les résultats obtenus ont révélé une différence dans la composition de la biomasse des tiges âgées de 2 ans et de 3 ans. Alors que les premiers contenaient plus de composés extractibles, les seconds étaient plus riches en sucres structuraux. Ces différences expliquent une hausse des températures plus forte et plus rapide dans le tas de copeaux de tiges plus jeunes. La diminution des composés extractibles, la conservation des sucres structuraux et l’augmentation de la proportion de lignine démontrent l’importance de la source de carbone soluble pour l’initiation de la décomposition du bois et la récalcitrance des éléments lignocellulosiques durant l’entreposage hivernal. La seconde expérience a mis en évidence une très grande diversité de bactéries responsables de la décomposition de la cellulose, des hémicelluloses et de la lignine durant la phase thermophile du compostage. Cette phase qui était le théâtre d’une activité intense comptait moins d’espèces, mais ces dernières étaient très abondantes, une tendance qui s’est inversée avec la maturation de la matière organique. La dynamique observée traduit une redondance fonctionnelle des communautés qui semblent évoluer selon la température, le taux d’oxygène et la nature du substrat disponible. Une troisième expérience menée en milieu contrôlé a ensuite démontré l’impact négligeable du glyphosate sur l’activité microbienne et l’évolution des paramètres physicochimiques lors du compostage. Le glyphosate était presque ou entièrement dégradé à l’issue du compostage et la présence du principal produit de dégradation, l’acide aminométhylphosphonique (AMPA) n’a d’ailleurs même pas pu être quantifiée durant l’expérience. L’impact du glyphosate sur les communautés bactériennes était également négligeable. Seules quelques bactéries étaient différentiellement abondantes entre les deux traitements, la grande majorité étant moins abondante dans le traitement contenant du glyphosate. La richesse en espèces aux différents temps d’échantillonnage était la même entre le traitement témoin et le traitement contenant du glyphosate « pur » et l’analyse de la bêta-diversité n’a relevé aucune différence significative entre les communautés présentes dans le traitement témoin et le traitement glyphosate. Cette thèse a ainsi fait valoir l’importance de la nature initiale de la matière organique sur l’activité microbienne, le recrutement et la dynamique des communautés durant le compostage, tandis que la présence du contaminant glyphosate s’est présenté comme un facteur beaucoup moins déterminant sur les processus de décomposition et l’abondance des espèces bactériennes. Ces informations devraient non seulement permettre d’optimiser le traitement de la matière organique par compostage, mais aussi de mieux évaluer les risques potentiels associés au compostage de biomasse contaminé. / Composting is an anthropic process based on the natural decay of biomass that exploits the enzymatic activity of microorganisms under the control of several environmental factors. Due to their composition and low moisture content, lignocellulosic residues are particularly suitable for composting and serve as a structuring element, which confers them an important role in the process. Although mostly of plant origin, the organic matter (OM) directed towards composting sites is highly diversified, as are the types of contaminants it can contain. The impact of these contaminants, such as glyphosate, on the biodegradation process and their persistence in the environment remain to be investigated. The objective of this thesis is thus to report on the effect of the composition of the lignocellulosic biomass and the presence of glyphosate on the evolution of the physicochemical parameters and the recruitment of bacteria during composting, while ensuring the follow-up of the transformation of the vegetable organic matter and the degradation of glyphosate during the process. Two field studies were conducted to measure the effect of stem age and winter storage on the transformation of wood chips, and to study the dynamics of bacterial succession involved in the carbon and nitrogen cycle during the composting of plant residues. The results obtained revealed a difference in the composition of 2-year-old and 3-year-old stems from shrub willow (Salix sp.), with the younger ones containing more extractable compounds and the more mature ones richer in structural sugars. These differences were reflected in a higher and faster temperature rise in the younger chip pile. A decrease in extractives, retention of structural sugars, and an increase in the proportion of lignin demonstrate the importance of the soluble carbon source for the initiation of wood decomposition and recalcitrance of lignocellulosic elements. The second experiment revealed a very high diversity of bacteria responsible for the decomposition of cellulose, hemicelluloses and lignin during the thermophilic phase of composting. This phase, during which intense activity took place, had fewer species, but they were very abundant, a trend that reversed as the organic matter matured. The observed dynamics reflect a functional redundancy of the communities, which seems to evolve according to the temperature, oxygen level and nature of the available substrate. A third experiment conducted in a controlled environment demonstrated the negligible impact of glyphosate on microbial activity and the evolution of physicochemical parameters during composting. Glyphosate was almost or completely degraded after composting, while the main product of degradation, aminoethylphosphonic acid (AMPA), was not detected. The impact of glyphosate on bacterial communities was also negligible, while species richness at different sampling times was the same when comparing the control treatment and the treatment containing "pure" glyphosate. The beta-diversity analysis found no significant difference between the communities present in the control and glyphosate treatments, while a few bacteria were differentially abundant between the two treatments, the vast majority being less abundant in the glyphosate treatment. This thesis has thus highlighted the importance of the initial nature of the organic matter on microbial activity as well as on the recruitment and dynamics of bacterial communities during composting, while the presence of glyphosate was shown to be a weak determinant of decomposition processes and species abundance. This information should help to optimize the treatment of organic matter by composting and to better assess the potential risks associated with composting contaminated biomass.

Récemment, une récolteuse de plantes arbustives a été développée pour couper, broyer et mettre en balles rondes la biomasse, arbustive à un coût abordable. Afin d'optimiser le processus de broyage, un montage expérimental a été fabriqué. La composante principale était un rotor mesurant 1020 mm de long et 210 mm de diamètre et équipé de huit marteaux de 1,7 kg. Plusieurs paramètres pouvaient être ajustés, notamment la vitesse de rotation (de 1320 à 2390 TPM), la position du capot, celle du contre-couteau, le débit et la vitesse d'alimentation. Les résultats ont montré une demande d'énergie moyenne de broyage de 3,1 kJ/kg MS de saule. Une vitesse de rotation élevée (2390 TPM) a produit plus de particules inférieures à 250 mm (jusqu'à 580/0 de la masse totale) et aussi plus de perte (jusqu'à 17%). Une faible vitesse de rotation et un grand espacement entre les marteaux, le capot et le contre-couteau offraient un conditionnement acceptable pour la mise en balle, tout en réduisant les besoins en énergie et les pertes. / A recently developed cutter-shredder-baler successfully harvested willow over small areas at reasonable cost. To improve and optimize the shredding process, a laboratory-scale flail hammer type shredder was designed and built. The main rotor was 1020 mm in length and 210 mm in diameter. It was equipped with eight hammers of 1.7 kg. The rotary speed (from 1320 to 2390 rpm), the hood position, the counter-knife position, the crop fIow, and the feeding speed could be adjusted. Results indicated that shredding energy averaged 3.1 kJ/kg on a dry matter basis (DM) of processed willow. High rotary speed (2390 rpm) produced the largest quantity of small particles (up to 58% shorter than 250 mm) and also the highest level of loss during processing (up to 17%). A low flail rotary speed and a wide spacing between the flails, the hood and the counter-knife resulted in acceptable stem processing for subsequent baling while reducing energy requirement and DM loss.

La phytoextraction représente une solution environnementale prometteuse face au problème de contamination des sols en éléments traces (É.T). La présente étude s’intéresse aux différences intra et interspécifiques (S. purpurea, S. dasyclados, S. miyabeana) de trois cultivars de saule lorsqu’ils sont utilisés pour la phytoextration de six É.T. (As, Cd, Cu, Ni, Pb et Zn). Les objectifs sont (i) décrire les variations intrapécifiques du cultivar FISH CREEK (S. purpurea) lorsqu’il est utilisé pour la phytoextraction sur deux sites d’étude; et (ii) décrire les variations intra et interspécifiques des cultivars FISH CREEK (S. purpurea), SV1 (S. dasyclados) et SX67 (S. miyabeana) lorsqu’ils sont utilisés pour la phytoextraction d’un site d’étude. Les indicateurs de variations intra et interspécifiques sélectionnés sont les suivants : la biomasse totale, les concentrations en É.T. extraits et les facteurs de translocation (x ̅ pondérée des conc. É.T. dans les parties aériennes / conc. É.T. dans les racines). La contribution des propriétés du sol (degré de contamination, caractéristiques physicochimiques) à la phytoextraction a été évaluée. Les cultivars ont présenté des variations interspécifiques significatives. Cependant, les variations intraspécifiques sur un site d’étude étaient parfois plus importantes que celles mesurées entre les trois différents cultivars. L’amplitude des variations intraspécifiques que présentent le cultivar FISH CREEK sur deux sites d’étude est attribuée à l’influence du pH, de la minéralogie et au contenu en matière organique, lesquelles diffèrent entre les deux sites. Il a aussi été démontré que la phytoextraction des É.T. n’était pas systématiquement corrélée de façon positive avec le degré de contamination. Cela suggère que les concentrations en É.T. mesurées dans le sol ne peuvent pas expliquer à elles seules la variation des concentrations mesurées dans les tissus. L’implication des mécanismes de rétention dans le sol semblent être davantage responsable des variations observées. La compartimentation des É.T. suggère que le saule est efficace pour l’extraction du Cd et du Zn et qu’il est efficace pour la phytostabilisation de l’As, du Cu, du Ni, et du Pb. En ce qui concerne les quantités extraites, le cultivar FISH CREEK semble le plus performant dans la présente étude. / Phytoextraction is a promising solution to the environmental problem of soil contamination by trace elements (TE). This study focuses on intra and interspecific differences (S. purpurea, S. dasyclados, S. miyabeana) of three willow cultivars used for phytoextration of six TE (As, Cd, Cu, Ni, Pb and Zn). The objectives are (i) describe the interspecific variations of FISH CREEK cultivar (S. purpurea) used for phytoextraction on two study sites; and (ii) describe intra and interspecific variations of FISH CREEK (S. purpurea) SV1 (S. dasyclados) and SX67 (S. miyabeana) cultivars used for phytoextraction of a study site. The selected indicators of intra and interspecific variations are : total biomass, TE concentrations extracted and translocation factors (x ̅ weighted TE conc. in aerial parts / conc. TE in the roots). The contribution of soil properties (contamination level, physicochemical characteristics) to phytoextraction was evaluated. The cultivars showed significant interspecific variations. However, intraspecific variations were sometimes more important than variations measured between the three different cultivars grown on one study site. The magnitude of intraspecific variations of FISH CREEK cultivar grown on two study sites is attributed to the influence of pH, mineralogy and organic matter content, which differ between the two sites. It was also shown that the phytoextraction of TE was not consistently correlated positively with the contamination level. This suggests that the TE concentrations measured in soil can not by themselves explain the variation in the measured tissue concentrations. The involvement of retention mechanisms in soil appear to be more responsible for the observed variation. ET compartmentalization suggests that the willow is effective for Cd and Zn extraction and is effective for As, Cu, Ni, and Pb phytostabilisation. Regarding the amount extracted, cultivar FISH CREEK seems the most effective cultivar in this study.

Le phytomanagement est un mode de gestion de sites et sols pollués émergent qui inclut la valorisation de la biomasse produite. Pour alimenter les retours d’expérience en conditions réelles et sur le long terme, deux essais de phytomanagement de 1 ha chacun (sites A et B) ont été mis en place à Fresnes-sur-Escaut (Hauts-de-France) en 2011/2012 sur un terrain de gestion de sédiments de curage contaminés par des éléments potentiellement toxiques ou EPT (Cd, Cu, Pb et Zn). Dans ce contexte, les travaux de thèse réalisés sur ces sites avaient pour objectifs d’étudier : (1) la dynamique et la performance des espèces végétales sélectionnées (Deschampsia cespitosa, peupliers Skado et I-214, saule Tordis et Inger), des plantes colonisatrices et envahissantes, (2) l’effet des amendements (inoculum de champignons mycorhiziens, amendement minéral basique) sur la mobilité des EPT dans le sol, sur l’accumulation des EPT dans les parties aériennes des plantes et impact sur la diversité microbienne des sols et des racines ligneuses.L’efficacité de l’espèce herbacée D. cespitosa pour le phytomanagement du site B a été démontrée. Tolérante aux conditions du site, cette plante a présenté de faibles concentrations en Cd, Cu et Pb dans ses parties aériennes et a formé un couvert dense et pérenne. La végétalisation du site A par des plantes colonisatrices était hétérogène avec une dominance de l’espèce Urtica dioïca.Sur les parcelles amendées et non amendées, les concentrations mesurées chez U. dioïca étaient plus élevées en Cd, Pb, Cu et Zn comparées aux mêmes plantes issues de sols non contaminés. Selon les calculs préliminaires de risques basés sur les concentrations mesurées dans les plantes herbacées enrichies en Cd et Zn, les risques liés à leur ingestion par les herbivores se sont avérés négligeables.Concernant les saules et les peupliers dédiés à la production d’énergie, de fortes concentrations en Cd et en Zn ont été mesurées dans les feuilles quels que soient les amendements. Ces feuilles peuvent représenter un risque pour les herbivores. Contrairement aux peupliers très tolérants aux conditions du milieu, une réduction de la croissance et du taux de survie des saules a été mesurée sur les parcelles amendées et non amendées en présence de D. cespitosa, liée à une forte compétition souterraine avec D. cespitosa. L’utilisation de tests écotoxicologiques a permis d’identifier d’autres facteurs dont la phytotoxicité du sol. Par ailleurs, aucun effet des amendements biologiques et chimiques n’a été observé sur la mobilité et la spéciation des EPT après 4 ou 5 années de phytomanagement. Leur effet sur le transfert des EPT était très variable en fonction des espèces, des niveaux de pollution et du temps. L’étude des communautés microbiennes dans les racines ligneuses a révélé un impact de la végétation herbacée et de la pollution mais aucun effet lié aux amendements n’a été observé. / Phytomanagement is an emerging approach that includes plant biomass valorization for the management of polluted soils and sites. To evaluate the long-term performance of this strategy at field scale, two phytomanaged sites of 1 ha each (sites A and B) were implanted in Fresnes-sur-Escaut (Hauts-de-France) in 2011/2012 at a dredged-sediment disposal site contaminated with potentially toxic elements or PTE (Cd, Cu, Pb et Zn). The thesis work is based on the study of the two sites with the following objectives: (1) study the dynamics of selected plants (Deschampsia cespitosa, Skado and I-214 poplars, Tordis and Inger willows), colonizing plants and invaders, (2) study the efficiency of amendments (mycorrhizal fungi inoculum, basic mineral amendment) on sediment PTE mobility, on aerial plant parts PTE accumulation and on the microbial diversity in soils and tree roots.The efficiency of the grass D. cespitosa for phytomanagement at the site B has been highlighted. The plant was tolerant to the site conditions, had low concentrations of Cd, Cu and Pb in shoots and formed a dense and perennial plant cover. At the site A, the herbaceous plant cover formed by plant colonists was heterogenous with a dominance of the species Urtica dioïca.In amended and non-amended plots, U. dioïca showed higher concentrations of Cd, Cu, Pb and Zn than the same plants from uncontaminated soils. According to risk calculations based on Cd and Zn concentrations, there was no risk related to the ingestion of these herbaceous plants by herbivorous animals. Concerning poplars and willows dedicated to energy production, high Cd and Zn concentrations were found in their leaves regardless of the amendments. These leaves may pose a risk for herbivorous animals. Unlike poplars which were very tolerant to the site conditions, willows showed a reduction of growth and survival rate in the amended and non-amended plots sown with D. cespitosa, because of belowground competition with D. cespitosa. Ecotoxicological tests revealed that soil phytotoxicity was also responsible of the willow growth reduction. Besides, the biological and chemical amendments had no significant effect on PTE mobility and speciation in soils after 4 or 5 years of phytomanagement. Their effects on PTE transfers in plants varied depending on the species, levels of pollution and time. The study of microbial communities in tree roots revealed that the herbaceous cover and soil pollution had a significant impact on microbial composition whereas the amendments did not affect the microbial communities.

L'objectif de cette étude est de vérifier la distribution racinaire de trois espèces d'arbres implantées en haies brise-vent, soit, le peuplier hybride (Populus sp.), le saule (Salix sp.) et l'épinette (Picea sp.) selon deux types de sol: un sol léger et un sol lourd. La densité racinaire (nombre de racines/dm²) et le nombre de racines par classe de diamètre ont été comptabilisés jusqu'à une profondeur d'un mètre, et ce, à une distance de deux, six et neuf mètres des arbres dans la parcelle agricole. Les résultats obtenus démontrent que le nombre de racines diminue rapidement après 40 cm de profondeur. Les plus hautes densités racinaires sont observées dans les 30 premiers cm. Le type de sol a eu un léger effet (p=0,1043) sur la densité d'enracinement dans les 50 derniers cm de profondeur pour l'ensemble des classes de racines, de plus hautes densités ont été obtenues en sol léger en comparaison au sol lourd. Le peuplier hybride se démarque de façon significative en obtenant un nombre de racines plus élevé que les autres espèces pour les classes 2, 3 et 4. Nous avons observé une étendue limitée à l'intérieur des parcelles agricoles puisque peu de racines ont été comptabilisées à six et à neuf mètres des arbres.

Cette étude vise à caractériser les propriétés physiques et mécaniques du saule, particulièrement le Salix viminalis. Le saule est envisagé comme culture à rendement élevé pour fournir de la fibre et de l'énergie de façon renouvelable. Une série d'expériences a permis d'établir que les tiges de Salix viminalis de diamètre entre 30 et 45 mm présentaient un module d'élasticité moyen de 4,92 GPa (écart-type de 0,67 GPa) et une résistance ultime moyenne en flexion de 1,08 MPa (écart-type de 0,11 MPa). La contrainte ultime moyenne en compression perpendiculaire au grain était de 3,38 MPa (écart-type de 0,71 MPa). Quant à la coupe, il a été établi qu'une vitesse périphérique de la scie supérieure à 40 m/s était nécessaire pour laisser des tiges propres après la coupe. Une vitesse entre 50 et 60 m/s avait une faible demande en puissance et en énergie (0,5 J/mm2 de surface coupée) tout en assurant une netteté de coupe adéquate. Lorsque la teneur en eau du bois était élevée (plus de 45%), une vitesse d'avancement de 3 km/h requérait peu d'énergie par rapport à une vitesse d'avancement lente à 1 km/h (demande d'énergie de 1,3 J/mm2 ). / This study aims to characterize the physical and mechanical properties of willow, especially Salix viminalis. Willow is a high yield crop that can become an important renewable source for fiber and energy. The stems of Salix viminalis with a diameter between 30 and 45 mm had an average modulus of elasticity of 4.92 GPa (standard deviation of 0.67 GPa) and an average ultimate resistance in flexural loading of 1.08 MPa (standard deviation of 0.11 MPa). The average ultimate constraint in compression perpendicular to the grain was 3.38 MPa (standard deviation of 0.71 MPa). As for the cut, it was established that a peripheral speed of the saw over 40 m/s was necessary to offer clean stems after the cut. A speed between 50 and 60 m/s required low power and energy (0.5 J/mm2 of cut surface) while ensuring a clean cut. When the water content of the wood was high (above 45%), a forward speed of 3 km/h resulted in low energy compared to a slow forward speed of 1 km/h (energy needs of 1.3 J/mm2 ).

Le cycle du carbone (C) est, depuis la révolution industrielle, déstabilisé par l’introduction dans l’atmosphère de C autrefois fossilisé. Certaines mesures de mitigation prometteuses impliquent la séquestration accrue du CO2 atmosphérique dans les sols via le développement du réseau racinaire des arbres. Ce projet de recherche visait à : 1) quantifier la biomasse racinaire ligneuse produite annuellement par unité de surface par le Salix miyabeana cultivé en régie intensive à courtes rotations, 2) doser la concentration en C et en N des racines de saule en fonction de leur profondeur et de leur diamètre et 3) déterminer l’influence des propriétés pédoclimatiques du milieu sur la séquestration du carbone organique (Corg) par les racines. Pour y arriver, six souches de saules ont été excavées à partir de huit sites (n=48) et neuf carottes de recolonisation ont été implantées à cinq sites (n=45) pour évaluer la productivité racinaire fine. Les échantillons séchés ont été pesés pour quantifier la biomasse racinaire produite, et ont été analysés pour le C et le N. La productivité en biomasse racinaire ligneuse du saule en plantation pour tout le réseau d'échantillonnage varie de 0,7 – 1,8 Mg/ha/an. La proportion de C dans la biomasse racinaire s’étend de 31,3% à 50,4% et sa variance dans les tissus est expliquée par le diamètre racinaire et par les conditions environnementales des sites de provenance. Les conditions climatiques constituent la principale influence sur la production de biomasse racinaire. La variance de la biomasse racinaire est significativement contrôlée (p :0,004) par la quantité de précipitation de l’été et de l’année qui contrôlent ensemble 83,4 % du r2 ajusté. La précipitation de l’été est inversement liée à la productivité racinaire puisque les protéines expansines des racines sont stimulées par les carences hydriques du sol. La production de racines fines des plantations (1,2 à 2,4 Mg/ha/an) est, elle, plus fortement contrôlée par les conditions pédologiques du site qui expliquent 36,5% de la variance de productivité des racines fines contre 37,5% de la variance expliquée par les facteurs pédoclimatiques. Le P et le N du sol ont des rôles prépondérants sur la production de racines fines. Une disponibilité en P accrue dans le sol stimule la biomasse racinaire fine alors qu’une quantité supérieure de N dans le sol limite la croissance racinaire tout en favorisant la croissance des parties aériennes de la plante. Ce projet a permis d’améliorer notre compréhension des conditions pédologiques et climatiques qui engendrent, au Québec méridional, une productivité et une séquestration en Corg accrue dans le réseau racinaire du saule. / The carbon cycle has gone through notable changes since the industrial revolution, with the introduction of once fossilized C into the atmosphere. A number of promising mitigation solutions have been explored, including enhanced sequestration of atmospheric CO2 into soils by promoting the development of shrub trees’ root system. This research aims at: 1) quantifying total root biomass produced per unit surface per year from the short rotation coppice (SRC) of shrub willow (Salix Miyabeana), 2) obtaining the C and N concentration of roots according to diameter and depth and 3) determining the influence of pedoclimatic properties on underground C productivity. In order to achieve these goals, six willow trunks were excavated by hand from eight sites (n=45) and nine ingrowth cores were installed at five sites (n=45) to evaluate fine root productivity. The dried samples were weighted to quantify their total biomass and analyzed, for C and N content. Measured coarse root productivity at the sites varies from 0.7 to 1.8 Mg/ha/an. The C stock in the coarse root biomass varies (31.26% - 50.35%) and its variance is mainly explained by root diameter and the environmental caracteristics of the site of origin. Climatic constraints are the main influence over coarse root biomass production. Its variance is controlled (significant p: 0.004) by yearly and summer precipitations, controlling together 83.4% of the adjusted r2. Summer precipitation is negatively correlated to coarse root growth because the expansin protein content and activity within the roots is stimulated in dry environments. Fine root productivity (1.2 to 2.4 Mg/ha/year) is, however, controlled by a mix of climatic constraints and pedological constraints. There is 36.5% of the variance that is attributable to the pedological constraints and 37.5% of the variance explained by pedoclimatic constraints. The soil P and N contents have critical roles in the determination of fine root productivity. A large soil P stock stimulates fine root growth, whereas a large soil N stock limits the growth of the roots and stimulate aboveground biomass growth. This research allowed a better understanding of the conditions leading to enhanced productivity for willow SRC in the southern region of Quebec.

Cette thèse visait à (1) caractériser l'impact de la densité de plantation (DP) et des conditions pédoclimatiques sur la physiologie des peupliers et des saules dédiés à la production de biomasse, (2) évaluer la variabilité génétique de caractères liés à la productivité, l'efficience d'utilisation de l'eau (WUE) et l'efficience d'utilisation de l'azote (NUE) dans une perspective de sélection variétale, et (3) à juger des relations entre ces caractères. Quatre dispositifs expérimentaux ont été installés dans le nord de la France. Nos résultats montrent que la DP affecte la production de biomasse et WUE de façon site-dépendante. Dans des conditions de croissance très favorables, les arbres cultivés à forte DP étaient plus haut, moins épais et avaient de plus faibles WUE, reflétant une compétition pour la lumière. Dans des conditions de croissance peu favorables, les arbres cultivés forte DP avaient de plus fortes WUE et de plus faibles circonférences, indiquant une compétition pour l'eau. Un lien positif entre biomasse aérienne et WUE a été détecté pour le saule et le peuplier dans les sites où la compétition était réduite. Une canopée plus développée s'associe à des pertes en eau par transpiration plus importante à l'échelle de l'arbre. Celles-ci sont compensées à l'échelle foliaire par une meilleure régulation stomatique. L'absence d'antagonisme entre WUE, NUE et la production de biomasse suggère la possibilité de sélectionner indépendamment sur les trois caractères. Cependant, les interactions Génotype x Site montrent la difficulté d'identifier des génotypes performants pour des stations d'accueil différentes. La sélection doit être réalisée de façon site-dépendante / This work aimed (1) at characterizing the impact of planting density (PD) and pedoclimatic conditions (sites) on the physiology of poplar and willow dedicated to biomass production, (2) at evaluating the genetic variability of productivity-related traits, water-use efficiency (WUE) and nitrogen-use efficiency (NUE) in a perspective of plant breeding, and (3) at assessing the relationships among these traits. Four experimental plantations were established in northern France. Our results show that PD affects biomass production and WUE depending on sites. Under most favorable growth conditions, trees grown at higher density displayed taller stems, lower stem circumference, and lower WUE, than trees grown at lower density indicating that increased tree density mainly accentuated competition for light. Under less favorable conditions, an increase of PD involved higher WUE and lower stem circumference, likely because of an increased competition for water. Positive links between biomass production and WUE were detected for poplar and willow under environmental conditions where competition for resources was reduced. A large canopy is associated to potentially more important transpiration water losses at plant level. This could be compensated at leaf level through a better stomatal regulation. The absence of antagonism between biomass production, WUE, and NUE suggests the possibility to select genotypes for these three traits independently. Moreover, the Genotype x Site interactions indicated the difficulty to identify good genotypes for a large set of site conditions suggesting that the selection has to be realized depending on the site conditions

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