Paramétrisation de la photosynthèse foliaire de Faidherbia albida au sein d'un parc agroforestier dans le bassin arachidier du Sénégal

Details

Supervisors

Caroline Vincke ; Olivier Roupsard

Faculty

Faculté des bioingénieurs

Degree label

Master [120] : bioingénieur en gestion des forêts et des espaces naturels, à finalité spécialisée

Abstract

Faidherbia albida est une espèce emblématique de l’agroforesterie des zones semi-arides en Afrique, mais son écophysiologie reste très peu documentée. Mieux comprendre sa photosynthèse pourrait être crucial pour faire le lien entre sa phénologie inversée, sa dépendance aux aquifères et sa croissance rapide en saison sèche. Très peu de données sur l’activité photosynthétique des ligneux sont disponibles pour les espèces du Sahel en général. Aucune étude ne s’intéresse aux paramètres de la photosynthèse de Faidherbia, à notre connaissance. Décrire ces paramètres permettrait de documenter les modèles de photosynthèse basés sur ces processus, aux échelles foliaire, arbre, parcelle, région (avec MAESPA, ORCHIDEE ou APSIM par exemple). Sur la station de recherche « Faidherbia-flux »1 à Niakhar (bassin arachidier, région de Fatick, Sénégal, pluviométrie annuelle ≃ 500 mm, ETo annuelle ≃ 2500 mm), un échafaudage a été installé à proximité d’un arbre adulte d’environ 12 m de haut pour accéder aux feuilles de lumière. Des mesures d’assimilation nette de CO2 (An) et de conductance stomatique (gs) y ont été réalisées sur des sessions de trois jours pendant la période feuillée de Faidherbia toutes les deux semaines, de fin janvier à mi-avril 2024. Des courbes de réponse au CO2 (courbe A-Ci) et à la lumière (courbe A-PAR) ont été réalisées à l’aide d’un Li-Cor 6400XT, permettant de contrôler le microclimat autour des feuilles et de mesurer la réponse photosynthétique foliaire. Les paramètres Vcmax (taux de carboxylation maximum autorisé par la Rubisco), Jmax (taux de transfert d’électron dans le photosystème II) TPU et Rd du modèle de photosynthèse FvCB (Farquhar – von Caemmerer – Berry, 1980) ont été ajustés à l’aide des package R « Plantecophys » (Duursma, 2015) et « Photosynthesis » (Stinziano 2023). La concentration en chlorophylle, la surface et la masse des foliolules sont également mesurées, et des échantillons de feuilles et rameaux ont été collectés à chaque session pour analyses de teneurs en C et N isotopiques. L’activité photosynthétique et la conductance stomatique de Faidherbia suivaient une courbe en cloche au cours de la journée : An commençait immédiatement après le lever du soleil et atteignait son maximum une à trois heures après environ. Dans des conditions de lumière saturante (PAR ≥ 1500 μmol m‑2s‑1) et à concentration de CO2 ambiante, An pouvait atteindre des valeurs supérieures à 10 μmol-m-2s-1 . En revanche, quand le CO2 n’était pas limitant ([CO2] ≥ 1000 ppm), An pouvait dépasser 30 μmol m‑2s‑1. La conductance stomatique à l’eau (gs) était plutôt faible, entre 0,02 et 0,2 mol-m-2s-1, et très sensible au VPD, elle était très bien corrélée linéairement à An ce qui expliquerait une faible activité photosynthétique l’après-midi. Vcmax et Jmax à 25°C valaient en moyenne 84,1 ± 50,4 SD et 112,7 ± 52,4 SD μmol-m-2s-1 respectivement. Le modèle de conductance stomatique foliaire de Jarvis (1976), a été calibré en fonction de PAR, Ta, VPF, Ψl, Ca sur l’ensemble des données mesurées avec le Li-Cor 6400 XT. Une fois couplé avec modèle de photosynthèse FvCB (1980) en utilisant les paramètres de photosynthèse obtenus ci-dessus, nous avons obtenu un modèle de photosynthèse de bonne qualité.