Résultats de l’expérience de limitation des pluies
Statut hydrique du sol
Teneur en eau du sol
La dynamique temporelle de la teneur en eau volumique moyenne mesurée dans les 30 premiers centimètres du sol au sein des unités expérimentales de l’expérience de limitation des pluies est présentée dans le graphique ci-contre pour la période du 07/06/2021 au 20/03/2023 . Durant la majeure partie de la première saison de croissance (07/2021-08/2021), les valeurs de teneur en eau sont restées élevées compte tenu de l’abondance des précipitations au cours de cette période, en particulier en juillet. Toutefois, des teneurs en eau systématiquement inférieures ont été observées sous les toits (traitement) par rapport aux unités témoin, avec cependant des écarts parfois limités. Après une diminution de la teneur en eau pendant une période plus sèche en septembre 2021, des différences plus importantes ont été observées en raison d’une recharge plus rapide du sol dans le témoin jusqu’à atteindre les teneurs en eau maximales au début du printemps 2022 où l’effet du traitement est à nouveau réduit. Ensuite, une diminution générale de la teneur en eau s’est produite, en particulier dans le traitement pour lequel les pics de recharge temporaires dus aux événements pluvieux étaient beaucoup moins prononcés par rapport au témoin.
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La diminution de la teneur en eau a été particulièrement marquée durant la période de sécheresse intense de juillet à septembre 2022, à l’issue de laquelle des valeurs très faibles autour de 0,18 m³/m³ ont été observées aussi bien dans le traitement que dans le témoin. Au retour de la pluie, la recharge était à nouveau plus rapide pour le témoin, conduisant à des teneurs en eau beaucoup plus élevées dans celui-ci par rapport au traitement. Contrairement aux observations de 2022 à la même période, les différences entre les deux modalités sont restées importantes au début du printemps. Ces résultats indiquent que les toits réduisent en général la teneur en eau du sol de manière significative, excepté lorsque le sol est très sec en raison d’une sécheresse importante. L’effet du toit est particulièrement marqué pendant la période de recharge post-sécheresse et il persistera probablement dans les prochains mois, du moins jusqu’à ce que des précipitations suffisamment abondantes surviennent pour faire remonter la teneur en eau du sol jusqu’à saturation sous les toits.
Potentiel hydrique du sol
Les lignes représentent les valeurs moyennes journalières et les zones colorées autour des lignes délimitent les valeurs minimale et maximale.
Source des données de précipitations: https://www.cra.wallonie.be/fr/agromet
L’évolution du potentiel hydrique du sol mesurée au cours de l’été 2022 dans la zone expérimentale de hêtre équipée de manière plus intensive suit des tendances similaires dans les unités témoin et traitement, avec une diminution progressive pendant la période de sécheresse suivie d’une augmentation au retour des précipitations. La diminution du potentiel s’amorce toutefois plus tôt dans le traitement tandis que, comme pour la teneur en eau du sol, la remontée y est quelque peu retardée par rapport au témoin.
Statut hydrique des semis
Potentiel hydrique de la tige
Les lignes représentent les valeurs moyennes journalières et les zones colorées autour des lignes délimitent les valeurs minimale et maximale.
Source des données de précipitations: https://www.cra.wallonie.be/fr/agromet
Le potentiel hydrique de la tige mesuré sur les semis pendant la même période que ci-dessus pour le potentiel hydrique du sol a également diminué progressivement pendant la sécheresse, avant d’augmenter lors des pluies ultérieures. Les variations du potentiel hydrique de la tige étaient beaucoup plus prononcées pour le témoin par rapport au traitement, donnant lieu à des valeurs de potentiel hydrique de la tige plus négatives pour les semis du témoin et à des différences croissantes entre les deux modalités à mesure que la sécheresse progressait. Ces résultats semblent indiquer que les semis sous le toit étaient moins stressés que ceux du témoin. Plusieurs hypothèses peuvent être avancées pour expliquer ces résultats inattendus.
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Une première hypothèse serait que les semis des deux modalités présentent des abondances et des distributions contrastées des fines racines. De telles différences pourraient résulter d’une mortalité racinaire plus élevée par anoxie pour les semis du témoin qui ont été soumis à des niveaux de teneur en eau du sol plus élevés au cours de l’été humide de 2021 et/ou du développement de racines fines dans des horizons de sol plus profonds par les semis sous le toit comme adaptation aux conditions plus sèches. Une autre explication serait que les semis du traitement ont été exposés à des conditions moins stressantes en raison du moindre rayonnement qui les atteint par rapport au témoin. Cette hypothèse est étayée par les niveaux de rayonnement PAR plus faibles mesurés dans le traitement par rapport au témoin (données non présentées ici), qui proviendraient en partie de l’interception d’une partie du rayonnement par la structure du toit mais pourraient également résulter d’environnements lumineux contrastés pour les deux modalités, bien que celles-ci ne soient distantes que de quelques mètres. L’analyse des photos hémisphériques prises au-dessus de chaque unité (et au-dessus du toit dans le cas de l’unité traitement) révèle que, pour la période correspondant à ces mesures, le pourcentage moyen du rayonnement PAR incident qui a atteint le traitement était d’environ 3 %. alors qu’il s’élevait à 9 % pour l’unité témoin. Ceci indique que les différences de niveaux de rayonnement entre les deux unités proviendraient principalement d’un effet « emplacement » et que l’effet « toit » serait relativement mineur. Compte tenu de ces différences d’exposition au rayonnement, les semis sous le toit auraient été soumis à une demande atmosphérique en eau plus faible que dans le témoin. Enfin, un manque de contrôle de la variabilité des mesures dû au faible nombre de répétitions (c’est-à-dire 1 ou 2 répétitions pour chaque modalité, selon la période) pourrait également expliquer en partie ces résultats.
Potentiel hydrique foliaire
Les limites inférieures et supérieures des boites représentent respectivement les 25e et 75e centiles des données, tandis que les lignes intermédiaires correspondent aux médianes et les losanges représentent les moyennes. Les moustaches inférieure et supérieure sont respectivement les valeurs minimales et maximales. Les points sont les valeurs extrêmes.
Des lettres différentes indiquent des différences statistiquement significatives (P ≤ 0,05).
Le potentiel hydrique foliare mesuré dans toutes les unités expérimentales au moyen de la bombe Scholander montre des valeurs un peu plus élevées (c’est-à-dire des valeurs moins négatives) pour le hêtre que pour le chêne, ce qui pourrait s’expliquer par des réponses contrastées des deux espèces face à la sécheresse. En effet, le hêtre est connu pour limiter les variations de potentiel hydrique grâce à la fermeture rapide de ses stomates lors de l’apparition de conditions sèches (stratégie isohydrique) tandis que le chêne tend à garder ses stomates ouverts et à maintenir ainsi des taux de photosynthèse mais aussi de transpiration élevés pendant des périodes plus longues, entraînant alors une diminution importante du potentiel hydrique en conditions stressantes (stratégie anisohydrique).
Par ailleurs, pour les deux espèces, l’effet du traitement apparaît systématiquement non significatif.
Mesures dendrométriques
Accroissement du diamètre au collet
Accroissement de la pousse terminale
Les limites inférieures et supérieures des boites représentent respectivement les 25e et 75e centiles des données, tandis que les lignes intermédiaires correspondent aux médianes et les losanges représentent les moyennes. Les moustaches inférieure et supérieure sont respectivement les valeurs minimales et maximales. Les points sont les valeurs extrêmes.
Des lettres différentes indiquent des différences statistiquement significatives (P ≤ 0,05).
Cette section présente les résultats des mesures dendrométriques réalisées en 2021 et 2022 sur les 32 plants sélectionnés dans chaque unité expérimentale. Tant pour le diamètre du collet que pour la pousse terminale, des valeurs moyennes d’accroissement significativement plus faibles sont généralement observées pour l’année 2022 par rapport à 2021, les exceptions étant l’accroissement du diamètre du collet pour les zones témoin du chêne et l’accroissement de la pousse terminale du hêtre pour lesquels aucune différence significative n’apparaît entre les deux années. Ces valeurs d’accroissement généralement plus faibles pour 2022 par rapport à 2021 résulteraient des conditions météorologiques contrastées qui caractérisent ces années, notamment en ce qui concerne la quantité de précipitations et le niveau de teneur en eau du sol qui en résulte. En effet de fortes quantités de pluie et des teneurs en eau du sol élevées en permanence sont survenues pendant la période de croissance 2021, et inversement pour 2022 (voir résultats pour la teneur en eau du sol ci-dessus).
En revanche, l’effet traitement est systématiquement non significatif pour les deux variables dendrométriques, quelle que soit l’année. Cela pourrait notamment s’expliquer par des teneurs en eau du sol assez similaires observées dans les unités témoin et traitement au cours de ces deux années. Néanmoins, étant donné les grandes différences de teneur en eau du sol apparues entre les deux modalités depuis l’automne 2022, un effet significatif du traitement sur la croissance des semis pourrait se manifester lors de la prochaine saison de croissance.