Faux printemps, quelles conséquences sur la croissance d’un arbre ?

Le phénomène de faux printemps correspond à un hiver doux suivi de gelées tardives. C’est ce qui s’est produit en début d’année 2022 : des bourgeons sont apparus dès le mois de mars pour mieux geler en avril. Les conséquences sur la production fruitière ont été terribles et ont marqué les mémoires. Pour tenter de comprendre les mécanismes à l’œuvre dans la réponse de l’arbre à ces variations de températures, parfois extrêmes, les scientifiques de l’unité de recherche Physique et physiologie intégratives de l’arbre en environnement fluctuant (UMR PIAF) ont conçu un dispositif expérimental original, alliant chauffage différencié des branches et gel ponctuel.

En pratique, vous l’avez déjà peut-être perçu avec vos mains, entre le côté ensoleillé et la face ombragée du tronc d’un arbre, la température n’est pas la même. Une différence d’une dizaine de degrés a été mesurée par l’équipe de recherche. Une observation que les chercheurs ont exploitée astucieusement en serre à l’échelle des branches d’un noyer, afin de regarder si cela modifiait la reprise de la croissance au printemps, que ce soit la croissance primaire (formation de nouvelles branches à partir des bourgeons) ou secondaire (production de nouveau bois sur le pourtour du tronc, au niveau du cambium, permettant l’augmentation du diamètre de l’arbre).   

Des bourgeons qui débourrent plus tôt mais qui sont surtout plus sensibles au gel

Le premier résultat marquant est un effet net de la température sur la reprise de croissance primaire, avec une différence de 10 jours observée dans les conditions expérimentales. Concrètement, cela signifie que les branches chauffées débourrent, c’est-à-dire voient leurs premiers bourgeons démarrer 10 jours plus tôt que les branches non chauffées.

Le second point concerne la croissance secondaire. Si l’on n’a pas observé de différence dans la date de reprise, la croissance mesurée sur les branches chauffées s’avère cependant plus importante sur l’ensemble de la saison de végétation que sur les branches non chauffées : les branches chauffées sont plus longues et plus larges en diamètre, suggérant que l’activité cellulaire est plus importante quand les températures sont plus élevées.

« Nous voulions mettre en évidence un lien entre les 2 méristèmes, c’est-à-dire les tissus végétaux à l’origine des phénomènes de croissance : le méristème apical, permettant l’élongation des branches, et le cambium à l’origine de l’accroissement du diamètre. Un lien qui semble logique quand on évoque la continuité hydraulique entre les feuilles, le tronc et les racines. Nous avons été surpris d’observer un décalage entre croissance primaire et secondaire. Une explication plausible est que cela doit varier en fonction du type d’arbre », explique Nicolas Dusart, ingénieur en charge de l’expérience au sein de l’équipe « micro-environnement et arbre » de l’unité.

En effet, chez les feuillus, on distingue les arbres dont le bois est dit à zone poreuse, comme le chêne, et qui font des nouveaux vaisseaux avant de redémarrer la croissance (le cambium repart en premier) et des arbres dits à pores diffus, comme le noyer et le peuplier, chez lesquels le débourrement réactiverait d’abord la transpiration (c’est-à-dire les échanges d’eau entre la plante et l’extérieur qui sont à l’origine de la circulation de la sève) puis le cambium pour former du bois. Chez les conifères, le processus est simultané car ils conservent leurs feuilles en toutes saisons (et donc le processus de transpiration).

« Quant à la sensibilité au gel, on observe des bourgeons détruits sur les branches chauffées (et même parfois des atteintes du cambium) contrairement aux branches non chauffées. La différence de reprise de croissance induite par le chauffage est suffisante (10 jours de différence entre les deux modalités expérimentales) pour qu’un épisode gélif survienne pendant cette période-là et vienne altérer une partie des bourgeons », précise le chercheur.

Un arbre qui voit son architecture modifiée

En parallèle de la reprise de croissance, un épisode de faux printemps impacte l’arbre dans son architecture même. En effet, en chauffant de manière différenciée les branches des noyers, puis en gelant les arbres, les chercheurs ont observé que la partie la plus apicale des branches chauffées était détruite par le froid. Les dégâts cellulaires concernent les bourgeons et le cambium sur environ un tiers de la branche, ce qui entraîne une réelle modification de l’architecture de l’arbre.

Par ailleurs, en cas de gel tardif, la mortalité est plus forte dans les branches chauffées, qui ont commencé leur croissance plus tôt et sont donc plus sensibles au froid, que dans les branches non chauffées. En revanche, en l’absence de gel, la croissance est plus importante du côté chauffé, plus précoce. Il en résulte une asymétrie de l’architecture de l’arbre.

« Dans les vergers par exemple, cela pourrait avoir des conséquences sur la taille des arbres, laquelle pourrait être un des moyens de lutte face au gel. Néanmoins une meilleure compréhension de la remobilisation des réserves, et notamment les transports de sucres entre les branches, est nécessaire », indique Nicolas Dusart.

« Il existe un compromis nécessaire pour la vie des plantes, entre démarrer la croissance très tôt dans la saison pour avoir le temps de faire des branches ou bien éviter le gel tardif mais risquer un période de croissance plus faible avant les périodes de sécheresse de l’été. Et cela va conditionner la survie de l’arbre », conclut le scientifique.