Revue Sknégalaise des Recherches Agricoles et...
Revue Sknégalaise des Recherches Agricoles et Halieutiques - Vol. 2 - n* 1 - 1989
DESCRIPTION D’UNE METHODE RAPIDE
DE DETERMINATION DE L’ACTIVITE
PHOTOSYNTHETIQUE FOLIAIRE
DE L’ARACHIDE AU CHAMP
Par
D. J. ANNEROSE
Chercheur IRHO/CIRAD, en poste à l’ISRA
Direction des Recherches sur les Productions Végétales
RESUME
Afin de s’affranchir de la complexité et du coût associés aux méthodes classiques de détermination
de l’assimilation de CO, en plein champ, une méthode simple est décrite. Elle est caractérisée par
l’absence de connexions entre le circuit de mesure et la chambre d’assimilation et permet la détermina-
tion de’la teneur en CO, dans des petits volumes de gaz. Une description de la chambre d’assimilation
construjte pour les mesures sur les feuilles d’arachide est donnée. L’efficacité de cette méthode est évaluée
sur du matériel végétal pour différentes conditions d’alimentation hydrique.
Mots clés : Arachis hypogaea - Alimentation en eau - Assimilation - Photosynthèse - Physiologie
végétale - Dispositif expérimental - Mesure.
SUMMARY
A simple method to reduce the complexity and the costs associated with classical methods of deter-
mining CO, intake in the fields is described. It is characterized by
the non-existence of connections bet-
ween the measuring circuit and the intake chamber and permits the determination of the amount of CO,
in small volumes of gas. The intake chamber built for measurements taken on the groundnut leaves is
3
descnbed.Theefficiencyofthismethodisevaluatedonvegetablematterforvanousconditionsofhydric
food.
Key Words Arachis hypogaq - water supply - intake - photosynthesis - p!ant physiology -
experimental design - measure.
RESUMO
Para livrar-se da complexidade e do custo ligados aos métodos classicos de determinaçZo da
assimilaçgo de CO, em campo livre, um método simples foi descrito. Ele se caracteriza pela ausencia de
conexoes entre o circuito de medida e a câmara de assimilaçKo e possibilita a determinaçâo do teor de CO,
em pequenos volumes de gas. E’dada uma descripçgo da câmara de assimilaçâo construida para as
medidas sobre as folhas de amendoim. A eficiência deste método foi avalia da sobre material vegetal por
diversas condiçoes de alimentaçâo hidrica.
Palavras chaves : Aruchis hypogaea - alimentaçâo hidrica - assimilaç%o - fotosintese - fisiologia
vegetal - dispositivo experimental - medida.
4
INTRODUC!TION
De nombreux travaux ont mis en évidence les effets de la sécheresse sur la photosynthèse
(9,6,11,19,15,4,17,1,7). Lemaintiendel’activitéphotosynthétiquelorsd’un stress hydrique
est un des mécanismes d’adaptation les plus importants pour assurer une productivité
satisfaisante en condition de sécheresse. Sa détermination nécessite cependant la maîtrise d’un
grand nombre de paramètres ce qui limite son domaine d’étude principalement au laboratoire
(1813). Or le développement de la plante et par conséquent les processus physiologiques dont
il dépend sont notablement différents en conditions contrôlées et au champ (densité racinaire,
vitesse d’installation du stress hydrique, possibilité d’acclimatation de la plante, etc...). Ces
constatations sont à l’origine du développement de systèmes transportables permettant la
détermination au champ de l’activité photosynthétique nette (A.P.N.) d’une feuille ou d’une
culture (3,14,16). Cependant leur taille et leur inertie limitent les possibilités de détermination
de 1’A.P.N sur de nombreux traitements durant un court intervalle de temps. D’autres systèmes
développés par la suite ont permis de réduire la durée des mesures mais ils nécessitent toujours
la disposition d’une source électrique importante pour l’alimentation des différents appareils
de mesure, ce qui ne facilite pas leur mobilité (12,20). ATKINS et PATE (1977) ont décrit une
technique permettant de determiner la teneur en CO, de petits volumes de gaz, l’avantage de
cette technique résidant dans le fait que les connexions directes entre la chambre d’assimila-
tion et le circuit d’analyse sont supprimées. L’adaptation de cette technique (8,lO) a permis la
mise au point d’une méthode simple de détermination au champ de l’A.P.N. Dans le cadre du
programme d’amélioration de l’adaptation à la sécheresse de l’arachide conduit au CNRA de
Bambey, l’obtention d’informations sur le niveau d’A.P.N. foliaire au champ et le degré de
tolérance à la sécheresse de ce mécanisme pour les différentes variétés à lignées et testées est
indispensable. L’étude des relations entre ce mécanism.e physiologique et ceux déjà largement
étudiés (régulation des pertes en eau, amélioration de l’absorption racinaire, résistance
protoplasmique à la dessiccation, etc.. .) permettra d’affiner la description d’un idéotype adapte
à une situation climatique donnée. Une chambre d’assimilation mise au point à cet effet est
décrite dans ce qui suit. L’objectif étant de disposer d’un système rapide et peu encombrant
permettant la détermination de 1’A.P.N. foliaire au champ de plusieurs variétés pour plusieurs
intensités de sécheresse dans un intervalle de temps suffisamment court pour permettre des
comparaisons satisfaisantes. Un rappel de la technique utilisée est aussi présenté.
MATÉRIEL ET MÉTHODES
Principe
Le circuit d’analyse des gaz est constitué d’un analyseur infra-rouge absolu (HARTMANN
& BRAUN type URAS 2), d’une bouteille d’azote (NJ servant de gaz transporteur, d’un débit-
mètre et d’une colonne de dessiccant contenant du perchlorate de magnésium en grain (figure
1). L’azote passe à travers le système à un débit de 25 l’heure. Les échantillons de gaz à analyser
sont successivement injectés à la seringue en amont de la colonne de dessiccant et sont entrainés
parle flux d’azote à travers la cellule de mesure de l’analyseur. Le signal de sortie de l’analyseur
est transcrit sur un potentiomètre enregistreur (SERVOGOR type RE 512). Des échantillons
de gaz de différentes concentrations en CO, sont utilisés pour étalonner le système. Ces diffé-
rentes concentrations en CO, sont obtenues par injection dans le circuit de volumes variables
de gaz de concentration en CO, connue (36Oul/l). Ainsi, si l’injection dans le circ,uit de 5 ml
d’air à 360 ppm de CO,représente 36Oyl/l, 2,5 ml représentent 18Opl/l et 1 ml 72@/l. Chaque
injection d’échantillon de gaz produit une réponse de l’ensemble analyseur-enregistreur sous
forme d’un pic (figure 2) dont la hauteur est proportionnelle à la concentration de CO, pour un
débit d’azote constant. Une courbe typique d’étalonnage est représentée sur la figure 3, d’autres
points obtenus à partir d’un gaz de concentration en CO, de 25Opl/l sont représentés et
5
Figure 1 : Schéma du circuit d’analyse
1 : Détendeur
2 : Débitmètre
3 : Point d’injection des échantillons
s’alignent correctement sur la courbe obtenue, ce qui valide la méthode de calibration utilisée.
La courbe d’étalonnage étant linéaire et passant par le zéro peut donc à la limite être obtenue
à partir d’un seul point.
Chambre d’assimilation et modalités des mesures
La chambre d’assimilation est construite en plexiglass de 2 mm d’épaisseur (figure 4). Ses
dimensions, L = 12 cm, 1 = 10 cm, h = 3,9 cm, ont été déterminées afin de permettre le
positionnement correct d’une feuille d’arachide bien développée. Un joint caoutchouté placé
sur le pourtour de la chambre permet de maintenir son étanchéité en position fermée. Un ven-
tilateur (MICRONEL type 24 1 L) est disposé à l’intérieur de la chambre dans un angle opposé
à l’ouverture. Il est alimenté par une batterie de 9 volts et assure un débit de 70 I/min, ce qui
permet d’éviter la formation de poches d’air inerte dans la chambre. Deux bouchons en
caoutchouc placés dans une des parois verticales de la chambre permettent le prélèvement à la
seringue des échantillons de gaz à analyser. L’étanchéité de la chambre a été vérifiée au
laboratoire en la plaçant, ventilateur en marche, dans des conditions de teneur en CO, de l’air
ambiant plus élevées que celles de l’air enfermé dans lachambre. Elle a par la suite été utilisée
afin de déterminer l’A.P.N foliaire d’une variété d’arachide dans deux conditions d’alimenta-
tion hyclrique. La procédure d’exécution de la mesure est la suivante : le ventilateur est mis en
marche, la feuille choisie est rapidement disposée dans la chambre en maintenant sa position
initiale par rapport au rayonnement du soleil, un mastic caoutchouté entourant le pétiole et
appliqué contre la chambre assure l’étanchéité. Deux échantillons d’air de 5 ml sont simulta-
nément prélevés à la seringue afin d’estimer la concentration initiale de CO, dans la chambre
et deux autres sont prélevés 30 à 60 secondes plus tard pour déterminer la concentration finale.
La concentration en CO, est calculée comme étant la moyenne des valeurs obtenues pour les
deux échantillons. Les seringues contenant les échantillons de gaz sont placées dans une boîte
isotherme et la feuille dégagée de la chambre. La feuille est prélevée, pIa& dans une fiole
humidifiée puis dans la boîte isotherme. A la fin des prélèvements, les seringues et les feuilles
sont transportées au laboratoire. Les échantillons sont injectés dans le circuit d’analyse. La
surface des feuilles est déterminée par planimétrie (L-i COR: Li 3000)
6
Figure 2 : Courbes de réponse de l’ensemble analyseur-enregistreur obtenues pour l’injection
de 360 ppm, 288 ppm, 180 ppm, 250 ppm et 150 ppm d e CO, (5 ml, 4 ml, 2,s ml d e
360 de
p p m
CO, et 5 ml et 3 ml de 250 ppm)
g-
__---_.
- .--_.__._.
-.-----.
.---
.._._. -___- - ..-. ---... -*.: .^.. &..
.-.
360
Figure 3 : Courbe d’étalonnage du système obtenue par l’injection de 5 ml, 4 ml et 2,s ml de
gaz à 360 ppm soit 360 ppm, 288 ppm et 180 ppm de CO,. (croix)
Les cercles (0) représentent les points obtenus par l’injection de 5 ml et 3 ml d’air à 250 ppm
de CO, soit 250 et 150 ppm de CO,
Hauteur du pic en cm
5
4
3
l
2
1
Lc
100 200 300 400
CO2 en ( ppm >
L’A.P.N foliaire est déterminée selon l’équation :
A.P.N (mg C0,.dm-2.h-‘)= 1,964 mg C0,.cm-3 x V x l/SF x A. 10e6 x 273/T x 1013/P x 3600
avec V volume de la chambre en cm3, SF la surface foliaire en dm’, A la vitesse de
consommation de CO, en ppm/s, T la température ambiante en Q K et P la pression atmosphé-
rique en mbars.
7
Figure 4 : Chambre d’assimilation foliaire de l’arachide
Vufi en plan ouverte
:.: ::.
jjj .:.,
:j: :::
j:; .;i:
Joint dWanch6itb
B o u c h o n s p o u r prélévement
des échantillons
Vue de face
8
RÉSULTATS ET DISCUSSION
Le tableau 1 indique l’évolution en fonction du temps de la teneur en CO, dans la chambre
placée dans un air riche en CO,. Il n’y a pas de changement significatif de la concentration en
CO, dans la chambre durant 4 minutes et une légère augmentation 7 minutes plus tard. 11 est
donc nécessaire que la durée de la période de prélèvement de l’air dans la chambre n’excède
pas 4 minutes pour ne pas conduire à une sous-estimation de la consommation réelle en CO,
Tableau 1: Evolution de la teneur en CO, dans la chambre vide placée dans une
atmosphère riche en CO,. Teneur externe en CO, de 504 ppm
Lorsqu’une feuille est enfermée dans la chambre, la concentration en CO, diminue de façon
linéaire en fonction du temps durant une période qui est fonction de l’intensité de la photosyn-
thèse de la feuille étudiée (figure 5). La vitesse de consommation en CO, (terme A dans
l’équation 1) est obtenue directement a partir de la pente de cette courbe et permet la déter-
mination de l’A.P.N. Un intervalle de temps de 60 secondes a été choisi entre les prélèvements
Figure 5 : Variations de la teneur en CO, pour une feuille d’arachide enfermée
dans la chambre sous différentes intensités lumineuses.
500-
A ~02 = 0,137 ppm. s-1
AP N = 7 86 mg CO2 dm2h-1
SP = 0,33 ‘dm2; PAR = 960 pE.ti? s-l
3i) 60
Si, ----
120
CO2 en ppm
A ~02 = 0,9 ppm.s’
30 60
90
Temps ( secondes )
9
initial et final afin d’éviter les effets dépressifs sur les stomates de la diminution de la teneur
en COS et permettre une estimation correcte de la diminution en CO,dans la chambre. Dans ces
condlhons, une mesure peut être effectuée en moins de 2 minutes.
Durantlasaisondespluies 1985,1’A.P.N. foliaired’unevariétéd’arachideenphasedefruc-
tification, la 73-30, a été mesurée au champ entre 12 et 13 heures durant une période de séche-
resse sur un lot témoin précédemment bien irrigué et un lot « adapté » ayant subi une série de
3 cycles de sécheresse entrecoupés de périodes de réhydratation à capacité au champ (figure
6). L’écart-type moyen sur l’ensemble des mesures était de 1,06 mg de CO$rn2/h et les dif-
férences entre les valeurs de teneurs en CO, obtenues par les 2 prélèvements étaient inférieu-
res à 4,5% avec une valeur moyenne de 0,8%. Les mesures de température n’ont pas montré
Figure 6 : Evolution de l’assimilation nette journalière moyenne de pieds d’arachide soumis
à des conditions hydriques différentes.
Le lot adapté a précédemment subi 3 cycles de sécheresse entrecoupés de périodes de réhydra-
tation à capacité au champ. t Inigation
Pn (mg C02. dnï? h-‘)
14v
Stress
>
Septembre
Octobre
de variations thermiques à l’intérieur de la chambre supérieures à 0,5’ C durant la période de
mesure avec des températures ambiantes atteignant parfois 42” C.
Cette technique de détermination de 1’A.P.N apparaît particulièrement adaptée par sa sim-
plicité et sa rapidité aux études au champ. La chambre décrite peut être facilement modifiée
pour l’étude de l’A.P.N. d’autres espèces en fonction de leur morphologie et de leur capacité
photosynthétique. Les échantillons de gaz prélevés peuvent être conservés plusieurs heures au
frais dans une boîte isotherme avant d’être analysés, ce qui permet d’effectuer des mesures sur
des sites éloignés du laboratoire. Nous comptons l’utiliser prochainement afin de déterminer
la présence éventuelle d’une variabilité génétique de l’arachide en ce qui concerne la tolérance
de la photosynthèse à la sécheresse comme cela a déjà été par ailleurs observé pour d’autres
espèces (5).
1 0
BIBLIOGRAPHIE
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14 LOUWE%E W. et EIKHOUDT J.W. 1975.- A mobile laboratory for measuring photo-
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15 PHAM THI A.T. et VIEIRA DA SILVA J.B. 1976.- Action des deficits hydriques sur la
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Vkge’tale Primaire. Ed. Gauthier-Villars. p. 183-202.
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ment de la resistance a la secheresse. Actes du colloque ~~Resistance a la secheresse en
milieu intertropical : Quelles recherches pour le moyen terme ?>>. Dakar 1984. CIRAD-
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11
17 RODE J.C. et BETHENOD 0.1980.- Influence de lacarence hydrique sur le comporte-
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18 SAMISH Y.B. et PALLAS Jr. J.E. 1973.- A semi closed compensating system for the
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19 SLATYERR.0. 1973.-Theeffectofintemalwaterstatusonplantgrowth,development
and yield. In PL.unt Response to Climatic Factors. Ed. SlatyerR.0. Unesco.p. 177-191.
20 WELLSR.,SCHULZEL.L.,ASHLEY D.A.,BOERMAH.R.etBROWNR.H. 1982.-
Cultivar differences in canopy apparent photosynthcsis and their rclationship to secd
yield in soybeans. Crop Science 22 : p 886-890.
DESCRIPTION D’UNE METHODE RAPIDE
DE DETERMINATION DE L’ACTIVITE
PHOTOSYNTHETIQUE FOLIAIRE
DE L’ARACHIDE AU CHAMP
Par
D. J. ANNEROSE
Chercheur IRHO/CIRAD, en poste à l’ISRA
Direction des Recherches sur les Productions Végétales
RESUME
Afin de s’affranchir de la complexité et du coût associés aux méthodes classiques de détermination
de l’assimilation de CO, en plein champ, une méthode simple est décrite. Elle est caractérisée par
l’absence de connexions entre le circuit de mesure et la chambre d’assimilation et permet la détermina-
tion de’la teneur en CO, dans des petits volumes de gaz. Une description de la chambre d’assimilation
construjte pour les mesures sur les feuilles d’arachide est donnée. L’efficacité de cette méthode est évaluée
sur du matériel végétal pour différentes conditions d’alimentation hydrique.
Mots clés : Arachis hypogaea - Alimentation en eau - Assimilation - Photosynthèse - Physiologie
végétale - Dispositif expérimental - Mesure.
SUMMARY
A simple method to reduce the complexity and the costs associated with classical methods of deter-
mining CO, intake in the fields is described. It is characterized by
the non-existence of connections bet-
ween the measuring circuit and the intake chamber and permits the determination of the amount of CO,
in small volumes of gas. The intake chamber built for measurements taken on the groundnut leaves is
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descnbed.Theefficiencyofthismethodisevaluatedonvegetablematterforvanousconditionsofhydric
food.
Key Words Arachis hypogaq - water supply - intake - photosynthesis - p!ant physiology -
experimental design - measure.
RESUMO
Para livrar-se da complexidade e do custo ligados aos métodos classicos de determinaçZo da
assimilaçgo de CO, em campo livre, um método simples foi descrito. Ele se caracteriza pela ausencia de
conexoes entre o circuito de medida e a câmara de assimilaçKo e possibilita a determinaçâo do teor de CO,
em pequenos volumes de gas. E’dada uma descripçgo da câmara de assimilaçâo construida para as
medidas sobre as folhas de amendoim. A eficiência deste método foi avalia da sobre material vegetal por
diversas condiçoes de alimentaçâo hidrica.
Palavras chaves : Aruchis hypogaea - alimentaçâo hidrica - assimilaç%o - fotosintese - fisiologia
vegetal - dispositivo experimental - medida.
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INTRODUC!TION
De nombreux travaux ont mis en évidence les effets de la sécheresse sur la photosynthèse
(9,6,11,19,15,4,17,1,7). Lemaintiendel’activitéphotosynthétiquelorsd’un stress hydrique
est un des mécanismes d’adaptation les plus importants pour assurer une productivité
satisfaisante en condition de sécheresse. Sa détermination nécessite cependant la maîtrise d’un
grand nombre de paramètres ce qui limite son domaine d’étude principalement au laboratoire
(1813). Or le développement de la plante et par conséquent les processus physiologiques dont
il dépend sont notablement différents en conditions contrôlées et au champ (densité racinaire,
vitesse d’installation du stress hydrique, possibilité d’acclimatation de la plante, etc...). Ces
constatations sont à l’origine du développement de systèmes transportables permettant la
détermination au champ de l’activité photosynthétique nette (A.P.N.) d’une feuille ou d’une
culture (3,14,16). Cependant leur taille et leur inertie limitent les possibilités de détermination
de 1’A.P.N sur de nombreux traitements durant un court intervalle de temps. D’autres systèmes
développés par la suite ont permis de réduire la durée des mesures mais ils nécessitent toujours
la disposition d’une source électrique importante pour l’alimentation des différents appareils
de mesure, ce qui ne facilite pas leur mobilité (12,20). ATKINS et PATE (1977) ont décrit une
technique permettant de determiner la teneur en CO, de petits volumes de gaz, l’avantage de
cette technique résidant dans le fait que les connexions directes entre la chambre d’assimila-
tion et le circuit d’analyse sont supprimées. L’adaptation de cette technique (8,lO) a permis la
mise au point d’une méthode simple de détermination au champ de l’A.P.N. Dans le cadre du
programme d’amélioration de l’adaptation à la sécheresse de l’arachide conduit au CNRA de
Bambey, l’obtention d’informations sur le niveau d’A.P.N. foliaire au champ et le degré de
tolérance à la sécheresse de ce mécanisme pour les différentes variétés à lignées et testées est
indispensable. L’étude des relations entre ce mécanism.e physiologique et ceux déjà largement
étudiés (régulation des pertes en eau, amélioration de l’absorption racinaire, résistance
protoplasmique à la dessiccation, etc.. .) permettra d’affiner la description d’un idéotype adapte
à une situation climatique donnée. Une chambre d’assimilation mise au point à cet effet est
décrite dans ce qui suit. L’objectif étant de disposer d’un système rapide et peu encombrant
permettant la détermination de 1’A.P.N. foliaire au champ de plusieurs variétés pour plusieurs
intensités de sécheresse dans un intervalle de temps suffisamment court pour permettre des
comparaisons satisfaisantes. Un rappel de la technique utilisée est aussi présenté.
MATÉRIEL ET MÉTHODES
Principe
Le circuit d’analyse des gaz est constitué d’un analyseur infra-rouge absolu (HARTMANN
& BRAUN type URAS 2), d’une bouteille d’azote (NJ servant de gaz transporteur, d’un débit-
mètre et d’une colonne de dessiccant contenant du perchlorate de magnésium en grain (figure
1). L’azote passe à travers le système à un débit de 25 l’heure. Les échantillons de gaz à analyser
sont successivement injectés à la seringue en amont de la colonne de dessiccant et sont entrainés
parle flux d’azote à travers la cellule de mesure de l’analyseur. Le signal de sortie de l’analyseur
est transcrit sur un potentiomètre enregistreur (SERVOGOR type RE 512). Des échantillons
de gaz de différentes concentrations en CO, sont utilisés pour étalonner le système. Ces diffé-
rentes concentrations en CO, sont obtenues par injection dans le circuit de volumes variables
de gaz de concentration en CO, connue (36Oul/l). Ainsi, si l’injection dans le circ,uit de 5 ml
d’air à 360 ppm de CO,représente 36Oyl/l, 2,5 ml représentent 18Opl/l et 1 ml 72@/l. Chaque
injection d’échantillon de gaz produit une réponse de l’ensemble analyseur-enregistreur sous
forme d’un pic (figure 2) dont la hauteur est proportionnelle à la concentration de CO, pour un
débit d’azote constant. Une courbe typique d’étalonnage est représentée sur la figure 3, d’autres
points obtenus à partir d’un gaz de concentration en CO, de 25Opl/l sont représentés et
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Figure 1 : Schéma du circuit d’analyse
1 : Détendeur
2 : Débitmètre
3 : Point d’injection des échantillons
s’alignent correctement sur la courbe obtenue, ce qui valide la méthode de calibration utilisée.
La courbe d’étalonnage étant linéaire et passant par le zéro peut donc à la limite être obtenue
à partir d’un seul point.
Chambre d’assimilation et modalités des mesures
La chambre d’assimilation est construite en plexiglass de 2 mm d’épaisseur (figure 4). Ses
dimensions, L = 12 cm, 1 = 10 cm, h = 3,9 cm, ont été déterminées afin de permettre le
positionnement correct d’une feuille d’arachide bien développée. Un joint caoutchouté placé
sur le pourtour de la chambre permet de maintenir son étanchéité en position fermée. Un ven-
tilateur (MICRONEL type 24 1 L) est disposé à l’intérieur de la chambre dans un angle opposé
à l’ouverture. Il est alimenté par une batterie de 9 volts et assure un débit de 70 I/min, ce qui
permet d’éviter la formation de poches d’air inerte dans la chambre. Deux bouchons en
caoutchouc placés dans une des parois verticales de la chambre permettent le prélèvement à la
seringue des échantillons de gaz à analyser. L’étanchéité de la chambre a été vérifiée au
laboratoire en la plaçant, ventilateur en marche, dans des conditions de teneur en CO, de l’air
ambiant plus élevées que celles de l’air enfermé dans lachambre. Elle a par la suite été utilisée
afin de déterminer l’A.P.N foliaire d’une variété d’arachide dans deux conditions d’alimenta-
tion hyclrique. La procédure d’exécution de la mesure est la suivante : le ventilateur est mis en
marche, la feuille choisie est rapidement disposée dans la chambre en maintenant sa position
initiale par rapport au rayonnement du soleil, un mastic caoutchouté entourant le pétiole et
appliqué contre la chambre assure l’étanchéité. Deux échantillons d’air de 5 ml sont simulta-
nément prélevés à la seringue afin d’estimer la concentration initiale de CO, dans la chambre
et deux autres sont prélevés 30 à 60 secondes plus tard pour déterminer la concentration finale.
La concentration en CO, est calculée comme étant la moyenne des valeurs obtenues pour les
deux échantillons. Les seringues contenant les échantillons de gaz sont placées dans une boîte
isotherme et la feuille dégagée de la chambre. La feuille est prélevée, pIa& dans une fiole
humidifiée puis dans la boîte isotherme. A la fin des prélèvements, les seringues et les feuilles
sont transportées au laboratoire. Les échantillons sont injectés dans le circuit d’analyse. La
surface des feuilles est déterminée par planimétrie (L-i COR: Li 3000)
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Figure 2 : Courbes de réponse de l’ensemble analyseur-enregistreur obtenues pour l’injection
de 360 ppm, 288 ppm, 180 ppm, 250 ppm et 150 ppm d e CO, (5 ml, 4 ml, 2,s ml d e
360 de
p p m
CO, et 5 ml et 3 ml de 250 ppm)
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.._._. -___- - ..-. ---... -*.: .^.. &..
.-.
360
Figure 3 : Courbe d’étalonnage du système obtenue par l’injection de 5 ml, 4 ml et 2,s ml de
gaz à 360 ppm soit 360 ppm, 288 ppm et 180 ppm de CO,. (croix)
Les cercles (0) représentent les points obtenus par l’injection de 5 ml et 3 ml d’air à 250 ppm
de CO, soit 250 et 150 ppm de CO,
Hauteur du pic en cm
5
4
3
l
2
1
Lc
100 200 300 400
CO2 en ( ppm >
L’A.P.N foliaire est déterminée selon l’équation :
A.P.N (mg C0,.dm-2.h-‘)= 1,964 mg C0,.cm-3 x V x l/SF x A. 10e6 x 273/T x 1013/P x 3600
avec V volume de la chambre en cm3, SF la surface foliaire en dm’, A la vitesse de
consommation de CO, en ppm/s, T la température ambiante en Q K et P la pression atmosphé-
rique en mbars.
7
Figure 4 : Chambre d’assimilation foliaire de l’arachide
Vufi en plan ouverte
:.: ::.
jjj .:.,
:j: :::
j:; .;i:
Joint dWanch6itb
B o u c h o n s p o u r prélévement
des échantillons
Vue de face
8
RÉSULTATS ET DISCUSSION
Le tableau 1 indique l’évolution en fonction du temps de la teneur en CO, dans la chambre
placée dans un air riche en CO,. Il n’y a pas de changement significatif de la concentration en
CO, dans la chambre durant 4 minutes et une légère augmentation 7 minutes plus tard. 11 est
donc nécessaire que la durée de la période de prélèvement de l’air dans la chambre n’excède
pas 4 minutes pour ne pas conduire à une sous-estimation de la consommation réelle en CO,
Tableau 1: Evolution de la teneur en CO, dans la chambre vide placée dans une
atmosphère riche en CO,. Teneur externe en CO, de 504 ppm
Lorsqu’une feuille est enfermée dans la chambre, la concentration en CO, diminue de façon
linéaire en fonction du temps durant une période qui est fonction de l’intensité de la photosyn-
thèse de la feuille étudiée (figure 5). La vitesse de consommation en CO, (terme A dans
l’équation 1) est obtenue directement a partir de la pente de cette courbe et permet la déter-
mination de l’A.P.N. Un intervalle de temps de 60 secondes a été choisi entre les prélèvements
Figure 5 : Variations de la teneur en CO, pour une feuille d’arachide enfermée
dans la chambre sous différentes intensités lumineuses.
500-
A ~02 = 0,137 ppm. s-1
AP N = 7 86 mg CO2 dm2h-1
SP = 0,33 ‘dm2; PAR = 960 pE.ti? s-l
3i) 60
Si, ----
120
CO2 en ppm
A ~02 = 0,9 ppm.s’
30 60
90
Temps ( secondes )
9
initial et final afin d’éviter les effets dépressifs sur les stomates de la diminution de la teneur
en COS et permettre une estimation correcte de la diminution en CO,dans la chambre. Dans ces
condlhons, une mesure peut être effectuée en moins de 2 minutes.
Durantlasaisondespluies 1985,1’A.P.N. foliaired’unevariétéd’arachideenphasedefruc-
tification, la 73-30, a été mesurée au champ entre 12 et 13 heures durant une période de séche-
resse sur un lot témoin précédemment bien irrigué et un lot « adapté » ayant subi une série de
3 cycles de sécheresse entrecoupés de périodes de réhydratation à capacité au champ (figure
6). L’écart-type moyen sur l’ensemble des mesures était de 1,06 mg de CO$rn2/h et les dif-
férences entre les valeurs de teneurs en CO, obtenues par les 2 prélèvements étaient inférieu-
res à 4,5% avec une valeur moyenne de 0,8%. Les mesures de température n’ont pas montré
Figure 6 : Evolution de l’assimilation nette journalière moyenne de pieds d’arachide soumis
à des conditions hydriques différentes.
Le lot adapté a précédemment subi 3 cycles de sécheresse entrecoupés de périodes de réhydra-
tation à capacité au champ. t Inigation
Pn (mg C02. dnï? h-‘)
14v
Stress
>
Septembre
Octobre
de variations thermiques à l’intérieur de la chambre supérieures à 0,5’ C durant la période de
mesure avec des températures ambiantes atteignant parfois 42” C.
Cette technique de détermination de 1’A.P.N apparaît particulièrement adaptée par sa sim-
plicité et sa rapidité aux études au champ. La chambre décrite peut être facilement modifiée
pour l’étude de l’A.P.N. d’autres espèces en fonction de leur morphologie et de leur capacité
photosynthétique. Les échantillons de gaz prélevés peuvent être conservés plusieurs heures au
frais dans une boîte isotherme avant d’être analysés, ce qui permet d’effectuer des mesures sur
des sites éloignés du laboratoire. Nous comptons l’utiliser prochainement afin de déterminer
la présence éventuelle d’une variabilité génétique de l’arachide en ce qui concerne la tolérance
de la photosynthèse à la sécheresse comme cela a déjà été par ailleurs observé pour d’autres
espèces (5).
1 0
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