Comment les stress hydriques et thermiques bouleversent les plantes ?

Il existe un lien étroit entre stress hydrique et stress thermique. Chez les plantes, le premier amplifie le second : le stress hydrique entraîne la fermeture des stomates des plantes, la réduction de la transpiration et l’augmentation de la température foliaire. La plante se protège pour éviter une perte en eau trop importante ; en parallèle, elle va moins transpirer et moins facilement se refroidir. L’inverse est également vrai : le stress thermique amplifie les effets du stress hydrique. La transpiration foliaire et le besoin en eau des plantes augmentent avec la température.

Une activité photosynthétique plus ou moins altérée

Les plantes en C4, comme le maïs ou le sorgho, sont réputées plus robustes que les autres cultures face à des conditions chaudes et sèches. Leur capacité d’assimilation nette du CO₂ augmente plus fortement avec l’élévation de la température. Toutefois, la photosynthèse nette et le développement général de la plante sont stoppés au-delà de 37-38°C. Les plantes en C4 ont aussi la particularité d’avoir une enzyme photosynthétique ayant une forte affinité pour le CO₂, d’où leur capacité à mieux supporter une moindre ouverture des stomates.

Un lien très étroit entre teneur en eau et viabilité du pollen

La fertilité des cultures peut également être affecté par un stress thermique : il existe un lien très fort entre teneur en eau et viabilité du pollen, lequel meurt à partir de 36°C, d’où le risque d’impact négatif sur la fécondation. Ce risque concerne surtout le maïs semence, dont la production de pollen par les lignées mâles est faible à l’échelle de la parcelle. Sur les maïs hybrides, où la production de pollen est très importante et majoritairement émis avant les pics thermiques, le risque reste faible. Durant la dernière campagne, l’aspersion d’eau par irrigation a parfois permis de limiter l’effet du stress thermique, en diminuant la température de 1 à 2°C sur 24 heures, sans éviter toutefois les accidents graves.

L’enroulement des feuilles : une stratégie pour résister

Après la fécondation, stade auquel se déterminent le nombre de de cellules de l’albumen et de granules d’amidon, le stress thermique peut conduire à un plus faible PMG.

En période végétative, les stress thermiques, associés en général à un stress hydrique et une forte luminosité, provoquent des brûlures sur les jeunes feuilles. Leurs membranes cellulaires sont moins stables et plus sensibles aux pics thermiques que les premières feuilles.

Les autres symptômes sont davantage liés à un déficit hydrique et varient fortement selon le stade de la plante. Les premiers symptômes sont l’enroulement des feuilles, plus ou moins marqué selon les variétés et l’intensité du stress. Ce phénomène, associé à une fermeture des stomates, est une stratégie du maïs pour se protéger et moins transpirer. L’activité photosynthétique est alors réduite et cela limite la croissance des plantes et la surface foliaire. Si le stress se prolonge, une sénescence accélérée de toutes les feuilles de la plante peut être observée.

Durant la floraison des maïs, le déficit hydrique peut perturber l’émission des soies et contrarier la pollinisation. Ce phénomène a été observé en 2022. Les épis étaient fréquemment d’aspect très hétérogène : les uns normaux, plus ou moins bien fécondés avec des déficits en grains sur la partie   supérieure de l’épi, et les autres chétifs avec parfois l’absence totale de grains.

Après floraison, le déficit hydrique a trop souvent persisté, avec de graves effets sur les composantes de rendement : avortement, échaudage et diminution de la période de remplissage des grains.

* : mode d’intégration du CO₂, lors de la première étape de la photosynthèse, conduisant à la production d’une molécule à quatre atomes de carbone.