Comparative study of architecture and geometry of the date palm male and female inflorescences

The date palm, Phoenix dactylifera L. (Arecaceae), is a subtropical palm widely cultivated for numerous uses and ecosystematic services. The date palm is a dioecious species, which shows a marked dimorphism in inflorescence structure. To describe this dimorphism, architecture and geometry of male and female inflorescences were studied through kinetics of inflorescencial development and architectural and geometrical characterization of mature inflorescences. Two methodological approaches were used: a visual approach consisting of direct observations of inflorescence architecture of trees in situ and a technical approach through the valuation of different structural and geometric parameters of inflorescence. On every plant, inflorescence development is acrotone. Every palm leaf axils an inflorescencial bud. Inflorescence and female spikelets are longer than male ones. For female inflorescence, spikelets lengths are linked to their relative position on the rachis, the number of spikelets is on average 62, every spikelet carries 55 flowers on average. For male inflorescence, the length of spikelets seems independent of their relative position on the rachis. Number of spikes and flowers is higher with on average 236 spikes per rachis and 81 flowers per spike. In conclusion, architecture of male spikelets is more complex than female one. (Texte intégral

Study of root growth in relation to shoot phenology in a date palm, Phoenix dactylifera in San Remo (Italy)

The date palm Phoenix dactylifera L. plays since ages a lead role in both human and animal nutrition in the Mediterranean area. Its growing is mainly connected with the date production, but in Europe and in other continents it is wide spreadly used as an ornamental plant. In Italy (Sanremo and Bordighera) and in Spain (Elche) date palms are grown since the Middle Ages mostly in order to produce and trade their leaves for both the Christian Easter religious ceremonies and the Jewish holiday of Sukkot. Phoenix dactylifera is a monocotyledon arboreal plant which belongs to the botanical family of the Arecaeae and to the order of the Arecales. From the point of view of the arboreal profile it follows the CORNER model. The palm is formed of three morphologically different parts: the root system, the vegetative organ and the reproductive system. Unlike the aerial part, the root system isn't satisfactorily known yet, maybe because of the problems that arise from an underground inspection. The architecture of a root system is determined by the nature and the position of the different growth axes and it depends on the underground apical meristems. In order to expand the knowledge of this theme, a rhizotron for the study of the root dynamics of Phoenix dactylifera has been installed in Sanremo (Italy) within the project of international cooperation named Euromed 3+3 MOCAF. At the foot of a date palm, in the subsoil, through a plexiglass panel, the dynamics of the root growth and more exactly the root development, direction and dimension are followed and recorded according to a predetermined protocol which schedules also the recording of the air and soil temperature and humidity. The periodic data collection is related also to phenological remarks which have been carried out on the palm in order to identify the relationships between the aerial and the root activity. The grafic recording of the root growth will lead to a subsequent data processing which will provide some useful elements to have a better representation of the root architecture. The research activity began in September 2013. (Texte intégral

Observations sur un rhizotron en champ : observations et mesures impliquant l'architecture et la croissance des racines de palmiers dattiers, Phoenix dactylifera L., à la villa Ormond à Sanremo (Italie)

Le rhizotron, construit pour observer le développement des racines de palmiers dattiers (Phoenix dactylifera L.), fait partie des activités de recherche au sein du réseau MOCAF (modélisation de la Croissance, de l'Architecture et de la Floraison). Une feuille de plexiglas transparent a été placée à la verticale en contact avec le côté de la fosse au pied du tronc de palmier. Une feuille de plastique de haute transparence a été placée au-dessus de la feuille de plexiglas. Le graphique de la croissance des racines a été tracé sur la feuille de plastique recouvrant la fenêtre d'observation, on utilise des couleurs différentes pour faire une série reproductible selon la chronologie d'observation. Le but des observations est une meilleur compréhension de la dynamique de l'architecture, de l'ontogenèse et de la distribution spatiale du système racinaire de Phoenix dactylifera adultes en plein champ. (Résumé d'auteur

La modélisation : vers un nouveau standard descriptif de Phoenix dactylifera (restitution des travaux du réseau MOCAF en 2009-2010)

A l'issue des premiers travaux réalisés en Tunisie sur la modélisation de Phoenix dactylifera en 1991 un premier projet de réseau de recherches sur cette plante majeure des zones arides chaudes a été envisagé et soutenu par Vincent Dollé et René Lecoustre. Suite aux travaux réalisés au Maroc entre 1998 et 2002 par Mohammed Aziz Elhoumaizi, nous avons à nouveau relancé cette idée de réseau d'échange de compétences et d'expérimentations autour de l'architecture de ce palmier, cette démarche n'a pas été prise en considération par les bailleurs de fonds. L'appel à projets Euroméditerranée 3+3 a retenu, en 2009, le projet de constitution du réseau MOCAF pour 3 années civiles. Le réseau en cours est un préambule pour la formulation et l'actualisation des méthodes d'observation de la croissance, de l'architecture et de la floraison de Phoenix dactylifera. Il permettra de faire la preuve qu'une telle mutualisation des méthodologies, des lieux d'expérimentation et d'observation est non seulement possible, mais apporte une véritable synergie qui ne peut qu'améliorer l'efficacité des travaux. Les équipes impliquées dans ce projet pourront ensemble ou chacune de leur côté valoriser cette première expérience en proposant ces recherches dans d'autres possibilités de financement en s'appuyant sur les premiers résultats des travaux. Les acquis en cette fin d'année 2010 (16 mois d'activité réels), sont la mise au point de logiciels de modélisation et de simulation de la croissance et de l'architecture du palmier dattier grâce à la standardisation des mesures descriptives du palmier et de la palme. Les perspectives d'ici la fin de ces 3 premières années sont l'approche de la modélisation des caractéristiques florales et la modélisation des agro-systèmes et des paysages de palmeraies dattières. La participation de l'Italie à ce réseau apporte une base européenne déterminante dans la mise au point des méthodes par les chercheurs de AMAP grâce à la proximité du site de Bordighera – San Remo. (Texte intégral

Modelling and Simulating the Architecture and Growth of Arecaceae

Agronomists and research engineers, teamed in AMAP Mixed Research Unit, based in CIRAD BIOS structures have developed field observation techniques, based on the concept of plant architectures developed by botanists from Montpellier. Then they developed methods for the statistical analysis of the resulting probability laws and geometrical characteristics along the lines of operational research. Finally AMAP developed a specific software for calculating and simulating Arecaceae plants, which stochastically respects these laws and strategies; this software, is dedicated to the 3D simulation of diverse palm trees, as Elaeis guineensis, Coco nucifera and Phoenix dactylifera. These simulations are able to produce accurate 3D models of the foliage organisation for different cultivars of the same specie and, naturally, these resulting models can be used for studying many components of the palm trees, studies and modeling have been realized on the root system of Elaeis guineensis. All these works have been driven with strong partnerships in the different countries and, particularly with Mediterranean teams. The project MOCAF Phoenix was elected in 2009 by the Euromediterranean "3+3" incitation program, it is a network structured around research teams from Morocco, Tunisia, Italia and France, nowadays the network has guest partnerships from Algeria and is looking forward for the adhesion of other countries interested in date palm culture. The purpose of this network is the using of AMAP modeling tools and methods dedicated to the axes bring by each partnership coming from their own interest of particular uses of Phoenix dactylifera both for harvesting and landscaping. (Texte intégral

Le réseau Euroméditerranée 3+3 de recherches en modélisation du palmier dattier : MOCAF - historique et avancées scientifiques

Le programme MOCAF Phoenix a été initié en 2009 grce à un financement Euroméditerranéen, les recherches entreprises dans ce cadre ont pour but la Modélisation de la Croissance, de l'Architecture et de la Floraison du palmier dattier. Au cours des 2 premières années, 3 organismes dont les tutelles ont signé l'accord de partenariat Euroméditerranée 3+3 (CIRAD - France, IRA -Tunisie et Université d'Oujda - Maroc) sont concernés, cependant le CRSP (San Remo, Italie) a conclu un accord cadre avec le CIRAD et les partenaires ont tenu à garder le contact avec le LRZA (Algérie) en invitant des chercheurs de cette structures à toutes les reunions de travail. Le renouvellement pour 2 années reconductibles, obtenu en 2011 a permis que les partenaires d'Algérie et d'Italie fassent officiellement partie du réseau MOCAF PRINCIPES. Grce à la proximité entre Montpellier et San Remo, 3 étudiants en master BVT de l'Université Montpellier 2, originaires du Niger, du Tchad et du Vietnam, ont pu travailler au sein du projet ainsi que 2 masters tunisiennes. Actuellement ce sont 6 doctorants qui effectuent des recherches au sein du réseau MOCAF sur un financement Euromed 3+3 et un financement Campus France, PHC Maghreb, à savoir un marocain, un nigérien, une algérienne, un algérien et 2 tunisiennes. La finalité de leurs travaux est la modélisation de l'architecture et la compréhension du fonctionnement hydrique du palmier dattier. (Texte intégral

Utilisation de l'outil Xplo pour construire de maquettes 3D du palmier dattier (Phoenix dactylifera L.)

La simulation de l'architecture du palmier dattier est basée sur la simulation fine de l'architecture de ses palmes ainsi leur mise en place sur le stipe au cours de son développement (phytomètre). Le présent travail vise à simuler t visualiser l'architecture de quatre cultivars : 'Boufegouss', 'Asian', 'Rochdi' et 'Barhi' d'origine marocaine et tunisienne, deux à deux respectivement. Les éléments botaniques pris en considération ainsi que leurs caractéristiques métriques et géométriques ont été mesurés sur le terrain en faisant appel au protocole du réseau Principes. La simulation a été effectuée par le software Xplo développé à UMR-AMAP-CIRAD, simulateur de l'architecture et la croissance des plantes, qui héberge le modèle Principes de palmiers. Les résultats obtenus indiquent bien que Xplo a reconstruit fidèlement la structure 3D des 4 cultivars étudiés dans leurs conditions réelles. Ces résultats ouvrent des perspectives sur la possibilité d'application dans les domaines d'agronomie, de biologie et de recherche, tout en associant la structure à sa fonction (photosynthèse, transpiration…). (Résumé d'auteur

Travaux entrepris sur l'appareil végétatif aérien

Les premières années ont permis de standardiser des méthodes de mesure exhaustives destinées à établir la taille de l'échantillon à prélever par palme et par palmier. Les observations ont eu essentiellement lieu à San Remo (CSRP) par une étudiante du Tchad et à Gabès (IRA) par une étudiante tunisienne. L'implication d'un doctorant algérien (LRZA –Université d'Oran) et d'un doctorant marocain (Université d'Oujda) a également amené des observations complémentaires de validation de ces acquis initiaux. Les échantillons minimum utiles ont pu être calculés grce à des méthodes géostatistiques d'analyse des données relatives à la palme. De nombreuses relations morphométriques et allométriques entre les différents paramètres caractéristiques ont été mises en évidence et leurs équations établies. Ceci permet d'alléger de manière très significative le nombre de mesures à prendre pour caractériser une palme donnée. (Texte intégral

Etude architecturale foliaire et fructifère du palmier dattier Phoenix dactylifera L.

L'architecture des plantes est définie comme l'ensemble des formes structurales que présente la plante à travers son existence. Dans le cadre de la présente étude, un contrôle statistique des relations entre les paramètres caractéristiques en termes d'architecture aérienne végétative et reproductive de la palme et l'inflorescence du palmier dattier a été effectué, cela permet de mettre en oeuvre un nouveau protocole de mesure pour la simulation de modèles 3D réalistes. Les palmiers et les inflorescences matures ont été pris dans les palmeraies de Gabès en Tunisie, Figuig en Maroc et Biskra en Algérie. La modélisation des palmiers et des inflorescences nécessite l'observation de nombreux paramètres qui sont architecturaux, métriques et géométriques. Il semble évident que les longueurs et les largeurs des pennes des différentes variétés observées sont fortement dépendantes de leur position sur la nervure et les largeurs et les hauteurs des épillets sont fortement dépendantes de leur position sur le rachis. Notre étude a montré que les caractéristique métriques de la nervure et des pennes et sont fortement dépendantes de leur position tout au long de la nervure et peuvent être considérées comme des variables régionalisées. Toutes ces caractéristiques géométriques et morphométriques sont utilisées comme un indice taxonomique pour différencier les variétés de palmier dattier et de permettre la simulation de la plante complète. (Résumé d'auteur

Estimation de l'échantillon utile pour mesurer les éléments de la palme d'une Acecaceae, Phoenix dactylifera L. : relations allométriques entre ces éléments

Les dimensions caractéristiques de forme des nervures ont été mesurées sur différents morphotypes et des cultivars de Phoenix dactylifera L dans les instituts méditerranéens impliqués dans la modélisation architecturale du palmier dattier. Le but de cette étude était de calculer la taille de l'échantillon minimum utile, mais aussi d'améliorer le logiciel de simulation de l'architecture en introduisant des modèles pour chaque paramètre caractéristique de taille. La longueur du limbe, ou de partie de pennée de la nervure a été enregistrée, ainsi que la hauteur et la largeur du nerf principal à intervalles réguliers sur chaque palme, et des mesures à l'endroit de la première penne de chaque palme. L'échantillon minimum utile a été estimé pour la première fois sur Arecaceae à l'aide d'une application géostatistique basée sur les variables régionalisées. L'échantillon nécessaire pour estimer correctement la hauteur et la largeur de l'ensemble de la nervure principale était la même pour toutes les palmes et est indépendant de la longueur métrique du limbe. Les statistiques conventionnelles ont ensuite été utilisées pour trouver l'équation de la forme normalisée de la nervure. La hauteur standardisée de la nervure principale est déterminée comme une fonction de la position normalisée sur la nervure, la largeur standardisée de la nervure principale est déterminée comme une fonction de la hauteur standard. Nos résultats nous permettent l'hypothèse que la forme standard de nervures des Arecaceae est indépendante des morphotypes et des cultivars étudiés et est spécifique à Phoenix dactylifera. (Résumé d'auteur