Développement d'une approche intégrée pour la gestion de l'eau en production de canneberges

Dans un contexte évolutif où les changements climatiques entraîneront une augmentation du nombre d’événements climatiques extrêmes, la gestion de l’eau devra être optimisée afin d’éviter l’impact des stress environnementaux sur le rendement agronomique des cultures. Bien que les seuils où surviennent ces stress soient connus pour la majorité des espèces agricoles, ils demeurent pour la plupart inconnus pour la canneberge. Leur détermination est donc un prérequis à l’établissement d’une gestion de l’eau efficace et durable. Conséquemment, des expérimentations au champ et en cabinet de croissance ont été réalisées afin d’étudier l’impact des principaux stress abiotiques sur la canneberge et de proposer des stratégies innovatrices menant à une approche intégrée de la gestion de l’eau dans cette culture. En maintenant la nappe phréatique à une profondeur de 60 cm sous la surface du sol, les rendements ont été maximisés et l’application d’eau par aspersion a été minimisée. Cependant, les canneberges sont très sensibles aux problèmes de drainage. En effet, lors de deux études de cas, une diminution de rendement de 25 à 39% a été mesurée lorsque le système de drainage n’était pas entièrement fonctionnel. Puisque contrôler la nappe peut ralentir le drainage et entraîner une diminution de l’aération dans la rhizosphère suite à une précipitation, une expérience en cabinet de croissance a été réalisée afin de déterminer la tolérance de la canneberge aux conditions hypoxiques. Les résultats ont démontré une diminution de 28% de la photosynthèse après 24 heures en conditions saturées. Le système de drainage doit donc permettre d’évacuer rapidement les surplus d’eau afin d’éviter de telles conditions. Avec le contrôle de nappe, l’air entourant le feuillage est plus chaud et plus sec en comparaison avec l’irrigation par aspersion, ce qui peut entraîner davantage d’épisodes de stress thermique. Une expérimentation en cabinet de croissance a permis d’identifier qu’en comparaison à une température optimale de 29 °C, la photosynthèse diminue de 11% à 33 °C et de 22% à 37 °C. Refroidir le feuillage pendant 20 minutes lorsque la température y atteint 33 °C s’est alors avéré bénéfique pour éviter le stress thermique. En intégrant ces nouveaux paramètres de gestion de l’eau, les producteurs de canneberges pourront maximiser le rendement agronomique de leur culture et en réduire son impact environnemental.In an evolving context where climate change will cause an increase in extreme weather events, agricultural water management will have to be optimized in order to limit the impact of environmental stresses on crop yields. Although critical thresholds where these stresses occur have been established for several plant species, little is known about these relationships in cranberry production. Hence, the determination of these thresholds is then a prerequisite for developing of a sustainable water management. Consequently, field and growth cabinet experiments were carried out to study the impact of the main abiotic stresses on cranberries and to propose innovating strategies leading to a holistic approach for water management. By controlling the water table at 60 cm depth below soil surface, yields were maximized and overhead irrigation was minimized. However, cranberries are very sensitive to poor drainage conditions. In two case studies, yield losses of 25 and 39% were associated to drainage problems. Because controlling water table depth may slow down drainage rate and lead to oxygen deficiency in the rhizosphere following rainfall, a growth cabinet experiment was needed for determining cranberry tolerance to hypoxic conditions. Because the results showed that photosynthesis declined by 28% after the 1st day of waterlogging, drainage systems should be fully efficient in avoiding such conditions. Managing water table depth leads to drier canopy conditions than sprinkler irrigation, and thus may increase the vapor pressure deficit near the foliage and the risk of heat stress. Under controlled conditions, the optimal temperature range for carbon assimilation was between 25 and 29 °C, with photosynthesis declining by 11% at 33 °C and by 22% at 37 °C. Under controlled environmental conditions, cooling the vines for 20 minutes when temperature reaches 33 °C was beneficial to limit heat stress and was able to reduce photosynthetic midday depression. By integrating these new parameters and strategies to water management, cranberry growers will maximize crop yields while reducing the crop environmental impact

Irrigation de la canneberge basée sur des seuils de tension de l'eau dans le sol

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2013-2014.Le démarrage de l’irrigation basé sur un seuil de tension de l’eau dans le sol (SWTI) permet à la canneberge de se maintenir dans une zone de confort hydrique idéale à sa croissance. Ce seuil pourrait atteindre 6.5 voire 8.0 kPa selon différents auteurs. Afin de valider ces recommandations, une étude au champ était nécessaire. L’objectif principal de ce projet était de déterminer la valeur de SWT¬I permettant de maximiser la productivité de l’eau (WP) sans affecter le rendement. En 2011-2012, un dispositif expérimental aléatoire en blocs complets a été mis en place dans trois sites au Québec et dans un site au Wisconsin. Le sol des quatre sites était un sable fin. Ce dispositif a permis de tester des valeurs de SWTI variant de 5.5 à 10.0 kPa. Des traitements humides et des traitements secs ont été comparés à des traitements témoins. Les précipitations ont maintenu la tension de l’eau dans le sol inférieure à 8,5 kPa dans le site où ce traitement était prévu, l’empêchant ainsi d’être testé. La WP a été significativement supérieure de 15 à 79 % dans les traitements secs et significativement inférieure de 21 à 50 % dans les traitements humides. Le traitement sec ayant une valeur SWTI de 10.0 kPa a connu une baisse de rendement significative de 11 %. Aucun autre traitement n’a présenté de différence significative au niveau du rendement. Le sol peut fournir l’eau nécessaire aux besoins de la canneberge jusqu’à une tension de 8.0 kPa. Lorsque ce seuil est dépassé, le flux capillaire ne semble pas suffisant pour combler les besoins de la plante, ce qui entraîne une baisse de rendement. Basée sur les présents résultats, la valeur SWTI recommandée pour démarrer l’irrigation dans les sables fins est de 8.0 kPa afin de maximiser la productivité de l’eau sans affecter le rendement. En utilisant ce seuil, les producteurs de canneberge pourraient augmenter leur productivité en économisant de l’énergie et en réduisant les coûts de main d’œuvre associés à l’irrigation.The onset of irrigation based on a soil water tension threshold (SWTI) allows cranberry plants to grow in a comfort zone. According to different authors, this threshold could be 6.5 kPa, or 8.0 kPa. A field study was required to confirm these recommendations. This study was conducted to determine the optimum SWTI value that would optimize water productivity (WP) without decreasing yield. A randomize complete block design has been set up during the 2011 and 2012 growing seasons in three sites in Québec and one site in Wisconsin. In all cases the soil was fine sand. Values of SWTI ranged from 5.5 to 10.0 kPa and dry and wet treatments were compared to control treatments. The treatment with a SWTI value of 8.5 kPa has never been irrigated because the rain kept soil water tension under this threshold. The WP was significantly greater from 15 to 79 % in dry treatments and significantly lower from 21 to 50 % in wet treatments. The dry treatment with a SWTI value of 10.0 kPa had a significant yield depletion of 11 %. It was the only treatment with a significant yield difference. Fine sands seem to have sufficient capillary flux to the cranberry uptake for a soil water tension up to 8.0 kPa. After this threshold, capillary flux seems to be too low to feed cranberry plants and results in yield depletion. Based on the current results, a SWTI value of 8.0 is recommended to maximise water productivity without affecting yield. With this threshold, cranberry growers could improve their productivity with energy and labor savings

Effects of growth conditions on biofilm formation by Actinobacillus pleuropneumoniae

Biofilm formation is an important virulence trait of many bacterial pathogens. It has been reported in the literature that only two of the reference strains of the swine pathogen Actinobacillus pleuropneumoniae, representing serotypes 5b and 11, were able to form biofilm in vitro. In this study, we compared biofilm formation by the serotype 1 reference strain S4074 of A. pleuropneumoniae grown in five different culture media. We observed that strain S4074 of A. pleuropneumoniae is able to form biofilms after growth in one of the culture conditions tested brain heart infusion (BHI medium, supplier B). Confocal laser scanning microscopy using a fluorescent probe specific to the poly-N-acetylglucosamine (PGA) polysaccharide further confirmed biofilm formation. In accordance, biofilm formation was susceptible to dispersin B, a PGA hydrolase. Transcriptional profiles of A. pleuropneumoniae S4074 following growth in BHI-B, which allowed a robust biofilm formation, and in BHI-A, in which only a slight biofilm formation was observed, were compared. Genes such as tadC, tadD, genes with homology to autotransporter adhesins as well as genes pgaABC involved in PGA biosynthesis and genes involved in zinc transport were up-regulated after growth in BHI-B. Interestingly, biofilm formation was inhibited by zinc, which was found to be more present in BHI-A (no or slight biofilm) than in BHI-B. We also observed biofilm formation in reference strains representing serotypes 3, 4, 5a, 12 and 14 as well as in 20 of the 37 fresh field isolates tested. Our data indicate that A. pleuropneumoniae has the ability to form biofilms under appropriate growth conditions and transition from a biofilm-positive to a biofilm-negative phenotype was reversible

Analyse numérique du fluage et de la recouvrance d'un contact viscoélastique

Des essais de fluage de contact et de recouvrance des empreintes ont été réalisés pour analyser la "cicatrisation" d'une surface de PMMA sollicitée en microindentation par une bille rigide. Les résultats sont analysés avec des simulations numériques. L'identification du comportement viscoélastique du PMMA est obtenue à partir d'essais de relaxation. Les résultats permettent d'analyser les champs de déformation sous le contact lors de la phase de fluage. Ceux-ci montrent que la localisation du niveau maximal de déformation est prépondérante dans le caractère cicatrisant d'une empreinte