Production de semences et de plants

Note : Le numéro qui apparaît entre parenthèses correspond à celui de l'activité de diffusion scientifique dont la liste se trouve dans la section Publications de 2013-2014.

• Production de semences et bouturage
• Embryogenèse somatique
• Production de plants
• Transfert, diffusion et collaborations diverses
• Perspectives

Chaque année, plus de 120 millions de plants sont produits dans les 19 pépinières forestières québécoises (6 publiques et 13 privées). Ces plants améliorés génétiquement permettent d’augmenter la productivité des forêts du Québec. Les chercheurs et leurs partenaires doivent sans cesse innover pour produire des semences et des plants de haute qualité dans le respect de considérations environnementales et financières. Leurs recherches visent, entre autres, à optimiser la germination et la conservation des semences, à protéger les plants du gel, à optimiser l’irrigation et la fertilisation afin d’assurer une protection accrue des eaux souterraines et une réduction des coûts et à comprendre les effets des différents stress environnementaux sur la croissance, la physiologie et la tolérance aux stress des plants (sécheresse, etc.).

Production de semences et bouturage

• Depuis quelques années maintenant, la mesure de l’activité de l’eau sert d’outil à l’échelle opérationnelle pour optimiser le séchage des graines (157) et caractériser la qualité de lots de graines lors de leur extraction (123) ainsi qu’au cours de leur conservation (49).


• Sur une base continue, les chercheurs de l’équipe collaborent avec le Centre de semences forestières de Berthier (CSFB) pour régler des problèmes particuliers. Cette année, la méthode de suivi du séchage des graines lors de l’extraction (123) ainsi que la fiabilité de l’évaluation du nombre de semences au kilogramme (122) ont été étudiées.


• La conservation des graines à long terme est indispensable pour faire face à une éventuelle perte de biodiversité causée par les changements climatiques appréhendés. Les résultats obtenus avec la mesure de l’activité de l’eau depuis quelques années ont mis en évidence que le contenant de conservation des graines avait un impact très important sur la qualité de la conservation (141, 142). Un projet mené avec le Centre de technologie minérale et de plasturgie (CTMP) du Cégep de Thetford a permis de mettre au point un contenant spécial pour la conservation à long terme des graines.


• La production de mélèze hybride par bouturage se heurte à un problème d’uniformité de gabarit des pieds-mères, ce qui nuit à l’atteinte des objectifs de production pour cette espèce. En effet, certains pieds-mères restent chétifs. De ce fait, ils ne produisent pas le nombre escompté de boutures par pied-mère. Les chercheurs en production de semences et de plants ont examiné les causes de l’hétérogénéité de la croissance en hauteur des pieds-mères de mélèze hybride et ont émis des recommandations opérationnelles afin d’éviter cette situation (42).

Embryogenèse somatique

L'embryogenèse somatique permet d'obtenir, à partir d'une seule graine et de façon asexuée, un nombre illimité d'embryons somatiques qui deviendront plus tard des plants dont le génotype est identique à celui de l'embryon initial issu de la graine.

• Les chercheurs, en collaboration avec la DGPSPF et la pépinière de Saint-Modeste, ont poursuivi leurs travaux sur l’intégration des pieds-mères somatiques dans la filière de bouturage et la caractérisation morphophysiologique des clones somatiques en pépinière. Un catalogue est maintenant disponible pour une utilisation opérationnelle. Il détaille les performances de tous les clones somatiques d’épinette blanche produits par Saint-Modeste sur le plan de la croissance, de l’aptitude au bouturage, etc.


• Les chercheurs ont démontré que les clones somatiques peuvent produire précocement du pollen et des graines viables (5). Cette production d’une nouvelle génération de semences issues de parents de très haute qualité génétique pourrait contribuer au programme d’embryogenèse somatique et à l’introduction de nouveau matériel amélioré dans la filière du reboisement.


• Des travaux sur les corrélations entre les performances des clones somatiques en pépinière et celles en plantation ont démontré que les possibilités existent quant à l’élaboration d’une stratégie de sélection hâtive multicritère des clones performants destinés à la filière de bouturage et au reboisement (40).

Production de plants

• Un réseau sans fil de pesons (balances) électroniques automatisés a été conçu pour mesurer, en temps réel, la teneur en eau du substrat de plusieurs récipients à la fois, à l’aide du nouveau logiciel IRRNET. La teneur en eau du substrat sera ensuite utilisée par les logiciels d’irrigation et de fertilisation IRREC et FERTIRREC. L’utilisation de ces pesons automatisés remplacera la pesée manuelle des récipients, ce qui réduira les coûts reliés à l’irrigation tout en augmentant la qualité de la surveillance de ces cultures. Ces pesons feront partie d’une stratégie globale visant à assurer une protection accrue de la qualité des eaux souterraines des pépinières forestières. Les coûts de fabrication, les performances et la simplicité d’utilisation ont été optimisés par la conception d’un circuit imprimé adapté et de stratégies d’alimentation électrique permettant une autonomie des piles suffisante pour couvrir la saison de croissance.

 

Réseau de pesons (balances) électroniques automatisés, installés en permanence sur le terrain et transmettant les mesures au bureau, en temps réel, par un réseau sans fil. Les masses mesurées sont converties en teneur en eau du substrat par le logiciel IRRNET. Au premier plan, un peson avec son émetteur et une masse de référence de 50 kg (2 seaux blancs). À gauche, un routeur alimenté à l'énergie solaire. À l'arrière-plan, le récepteur relié à l'ordinateur (Photo : D. Girard, MFFP).

• Des expériences de fertilisation foliaire d’urée ont démontré que cette technique culturale permet d’augmenter, en moins de 7 jours, la concentration foliaire en azote des plants en croissance d’épinette noire 2+0 en récipients 25-310. Cette approche de fertilisation facilitera l’atteinte du critère de concentration foliaire minimale en azote des plants destinés au reboisement (168, 197).


• Pour diminuer le nombre de plants rejetés à cause de l’insuffisance racinaire, les chercheurs ont démontré que le recours au traitement de jours courts augmentait la masse des racines ainsi que la cohésion de la carotte des racines des plants d’épinette noire par rapport au traitement témoin (20). Ils ont également démontré qu’un ensemencement hâtif des plants d’épinette blanche augmentait de façon significative la croissance des racines et la cohésion de la carotte, par comparaison à un ensemencement tardif (45). Ces résultats sont déjà mis en application à l’échelle opérationnelle et contribuent à augmenter le taux de conformité des plants aux normes et critères de qualification des plants, de même que la rentabilité des pépinières forestières.

Effet d'un ensemencement hâtif sur la croissance en hauteur et sur celle des racines de plants d'épinette blanche (deux plants de gauche), par comparaison à un ensemencement tardif (deux plants de droite) (Photo : M. Renaud, MFFP).

• Dans le cadre d'un projet en réseau d'envergure internationale, les chercheurs ont mis au point une technique innovante de compostage de la biomasse foliaire forestière et de confection de substrats pour la production de plants en pépinière forestière (2).

Transfert, diffusion et collaborations diverses

• Les membres de l'équipe ont organisé une journée de formation par visioconférence à l'intention des producteurs de plants de plusieurs régions du Québec. Ils ont aussi visité plusieurs pépinières pour aider les pépiniéristes à résoudre différents problèmes techniques spécifiques.

Après l'installation d'un dispositif à la pépinière privée de Girardville, le chercheur et l'équipe technique expliquent les objectifs du projet aux responsables de la pépinière, ainsi que l'importance du suivi rigoureux des tâches à effectuer (Photo : M. Lamhamedi, MFFP).

• L’équipe de recherche en production de semences et de plants, en collaboration avec le CSFB et la DGPSPF, a organisé l’Atelier-conférence Les semences forestières : un maillon clé des plantations de grande valeur. Plusieurs chercheurs en production de semences et de plants, en amélioration génétique et en écologie ont présenté leurs plus récents résultats de recherche (165, 166, 177). En plus de la journée de conférences, les participants ont pu visiter le CSFB où plusieurs stations expliquaient le cheminement des cônes et des graines, depuis le site de récolte jusqu’à la livraison des graines dans les pépinières. Cet atelier, auquel près de 130 personnes ont participé, a été un grand succès.

Conférenciers ayant présenté et animé l'atelier sur les semences forestières organisé les 3 et 4 décembre 2013 à Berthier. De gauche à droite : Yvon Camirand (retraité Brundtand), Daniel Richard (DGPSPF), Claude Gagné (DGPSPF), Michel Campagna (DRF), Conrad Drolet (CSFB), Anne Savary (DGPSPF), Michèle Bettez (CSFB), André Rainville (DRF), Mohammed S. Lamhamedi (DRF), Dave Kolotelo (BC Tree Seed Centre), Catherine Périé (DRF) et Fabienne Colas (DRF) (Photo : P. Lemay, MFFP).

• Les chercheurs et l’équipe technique en production de semences et de plants ont organisé des ateliers de formation, des colloques de transfert de connaissances et des visites à différentes pépinières forestières à l’échelle du Québec, portant sur les caractéristiques et les propriétés physicochimiques des substrats (172), le contrôle et l’optimisation de l’irrigation (173) et de la fertilisation (174), les techniques de protection contre le gel (175), la qualité morphophysiologique des plants en relation avec les techniques culturales (176, 179), la carence en bore (200), la tolérance à la sécheresse des plants conférée par les champignons ectomycorhiziens (178), la plasticité physiologique de l’épinette blanche en relation avec les changements climatiques (180) et finalement, la fertilisation foliaire d’urée (197). Dans le cadre d’une rencontre technique de l'Office des producteurs de plants forestiers du Québec (OPPFQ), une conférence sur la fertilisation foliaire d’urée sur des plants de fortes dimensions (PFD) d’épinette noire 2+0 en récipients a aussi été donnée (168).


• En ce qui a trait aux projets de modernisation des pépinières forestières, financés par des organismes subventionnaires internationaux, certains chercheurs de l’équipe participent activement à l’adaptation et à la mise en application de l’expertise québécoise de production de plants et de bouturage, très prisée à l’échelle internationale (2, 135).


• Un des chercheurs de l’équipe a été invité par des organisations subventionnaires externes pour évaluer la qualité scientifique de projets de recherche et développement.


• Les chercheurs en production de plants, en collaboration avec l’Université Laval et le Service canadien des forêts, contribuent à former la relève professionnelle dans le domaine de la production de plants, fort recherchée par le Ministère, et les pépinières privées.


• Le transfert de connaissances ne se limite pas aux activités de transfert direct auprès des utilisateurs, mais se fait aussi par des conférences (196) et des articles de vulgarisation scientifique (158).

Perspectives

Production de semences

• Le prototype de contenant créé pour la conservation à long terme des graines a été caractérisé de façon exhaustive par le CTMP, notamment sur le plan de la perméabilité. Les travaux se poursuivent maintenant à la DRF pour le tester dans des conditions opérationnelles et valider ainsi les résultats de la caractérisation effectuée au laboratoire.


• Des mesures de l’activité de l’eau de cônes seront prises pour vérifier si cette mesure peut être utilisée comme critère décisionnel en vue de déterminer la période optimale d’extraction des graines des différentes espèces de conifères utilisés dans le programme de reboisement au Québec.

Embryogenèse somatique

• Le Ministère possède un vaste réseau de plantations d'évaluation de clones somatiques. Ces plantations seront utilisées pour caractériser le débourrement des clones afin d'identifier ceux qui seraient les moins vulnérables aux conditions environnementales changeantes dans un contexte de changements climatiques.

Étude du débourrement, en serre, de clones somatiques d'épinette blanche (Photo : F. Colas, MFFP).

Production de plants

• Dans plusieurs pépinières, on évaluera la faisabilité technique d’utiliser, à une échelle opérationnelle, un nouveau type de peson (balance) électronique à transmission de données sans fil. Ce système permettra de mesurer, en temps réel et à un moindre coût, la teneur en eau du substrat de plusieurs récipients à la fois.


• À la suite de la conception de ce nouveau type de peson (balance) électronique, la faisabilité technique d’utiliser ce système à une échelle opérationnelle sera testée en pépinière.


• Compte tenu des succès obtenus avec la fertilisation foliaire d’urée pour augmenter rapidement la concentration foliaire en azote de plants d’épinette noire, l’efficacité de cette technique sera évaluée pour d’autres essences produites en récipients.

Effets de la fertilisation foliaire d’urée sur la couleur des aiguilles après l’augmentation rapide de la concentration en azote des plants d’épinette noire 2+0 (récipients 25-310) par rapport aux plants témoins (Photo : M. Simard, pépinière de Normandin, MFFP).

Symptômes typiques d’une carence en bore observée en pépinière : débourrement retardé, inhibition de la croissance des racines et croissance sinueuse de la tige (Photo : P. Lemay, MFFP).

• Un autre défi en production de plants forestiers au Québec consiste à trouver des solutions innovantes pour mieux protéger les plants contre les extrêmes de température associés aux changements climatiques, en particulier les gels (hivernal, automnal et printanier) et les épisodes sévères de sécheresse. 


• Les chercheurs de l’équipe collaborent avec la chaire de photonique de l'Université Laval pour calibrer une nouvelle technologie reliée à l'utilisation de capteurs électrochimiques à base de fibre optique. Ces travaux visent à permettre aux pépiniéristes de suivre en temps réel la fertilité des substrats et d’ajuster rapidement le calendrier de fertilisation des différentes cultures en récipients et à racines nues.


• Les chercheurs de l’équipe continueront aussi à accompagner l’ensemble des pépinières forestières privées et publiques du Québec lors de l’installation d’essais techniques, et à organiser des ateliers de formation technique pour répondre aux préoccupations à caractère opérationnel des pépiniéristes.

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