La chaleur et la sécheresse ont une incidence sur la pollinisation du maïs

Le stress dû à la chaleur diffère du stress dû à la sécheresse

Dans le maïs, les dommages dus à la chaleur sont généralement observés lorsqu’il y a également un stress hydrique. Il est difficile de distinguer les effets de la sécheresse et de ceux de la chaleur extrême. Toutefois, il semble que la chaleur seule nuit peu à la pollinisation si le sol est suffisamment humide¹

Effets de la chaleur sur la libération du pollen

Une panicule peut disséminer du pollen pendant une semaine au cours de laquelle la libération de pollen connaît un pic les deuxième et troisième journées². Du temps très chaud et sec peut accélérer la dissémination du pollen. Chaque panicule produit des millions de grains de pollen, ce qui permet une pollinisation adéquate dans la plupart des conditions³. La production de pollen peut être réduite lorsqu’il y a plusieurs journées très chaudes d’affilée puisque la chaleur extrême nuit à l’efficacité de la photosynthèse, réduisant ainsi la production de glucides⁴.

La libération du pollen des anthères, ou déhiscence, se produit lorsque l’humidité relative baisse au moment où la température augmente⁴. Généralement, la libération du pollen commence au début ou au milieu de la matinée lorsqu’il fait encore frais. Une seconde vague de pollen se produit parfois en fin d’après-midi par temps frais. La température et l’humidité relative ont une incidence sur la déhiscence et peuvent réduire la dissémination du pollen lorsqu’il fait plus de 30° C². Les grains de pollen continuent de mûrir jusqu’à ce que toutes les anthères aient libéré leur pollen de la panicule. Les grains de pollen ont une membrane externe mince et demeurent viables pendant une période allant de 18 à 24 heures lorsque les conditions sont favorables³. En période de chaleur extrême, leur viabilité peut être réduite à seulement deux heures ou moins⁴. Lorsqu’il fait 37,8 °C ou plus, le stress thermique est si grand que les grains de pollen peuvent se dessécher avant de parvenir à féconder un ovule². La chaleur peut également réduire la viabilité des grains de pollen avant même qu’ils soient libérés par les anthères⁴.

Figure 1. L’enroulement des feuilles est un signe de stress hydrique.

Effets de la chaleur sur la formation des soies

Un stress hydrique important, comme l’indique l’enroulement des feuilles, et le flétrissement du plant nuisent à la pollinisation en prévenant l’élongation des soies. Les soies commencent à s’allonger à partir des ovules environ sept jours avant qu’elles soient visibles à l’extérieur des enveloppes des épis³. Ce sont les ovules qui, une fois fécondés, deviennent des grains. Les soies près du pédoncule commencent à s’allonger en premier, suivies de celles du milieu de l’épi, puis de celles du bout de l’épi. Un stress hydrique au moment de la floraison et de la pollinisation retarde la formation des soies, réduit l’élongation des soies et prévient le développement de l’embryon après la pollinisation.

Un stress hydrique peut causer le dessèchement des soies, ce qui les rend non réceptives au pollen et qui prévient la fécondation. Les soies des ovules situées au bout de l’épi sont les dernières à sortir de l’enveloppe. Si les épis sont plus longs qu’ils le sont normalement, il est possible que ces dernières soies sortent après la dissémination du pollen³. En outre, si la plante continue de subir un stress hydrique important au début du développement des grains, les embryons peuvent avorter, entraînant ainsi une production de grains incomplète (figure 2). Les grains avortés sont ratatinés et principalement blancs; ils diffèrent donc des ovules non fécondés puisque leur développement était déjà entamé.

Figure 2. Piètre production de grains due à la chaleur extrême et à la sécheresse.

Deux méthodes permettent de déterminer si la pollinisation est bien réussie⁵. La première consiste à enlever soigneusement l’enveloppe de l’épi, puis à secouer l’épi délicatement. Les soies des ovules fécondés tombent lorsqu’on secoue l’épi. La proportion des soies tombées représente la proportion des grains qui se développeront (figure 3). La deuxième méthode consiste à attendre 10 jours après la fécondation des ovules, puis à inspecter les grains. Les grains viables devraient ressembler à de petites ampoules visqueuses pendant le stade de croissance R2.

Figure 3. Pour vérifier la fécondation des ovules, il suffit d’enlever l’enveloppe de l’épi et de secouer l’épi. Les soies des ovules qui ont été fécondés tombent lorsqu’on secoue l’épi tandis que les ovules qui n’ont pas encore été fécondés retiennent leurs soies.

Résumé

La production de grains sur les épis peut être irrégulière lorsque la libération du pollen et l’élongation des soies ne sont pas synchronisées. Cela est particulièrement commun en présence d’un stress hydrique et thermique. La chaleur ne nuit généralement pas au succès de la pollinisation si la plante a suffisamment d’eau. Lorsque le taux de pollinisation est faible mais qu’un certain nombre de grains se développent, la plante continuera à accumuler de la matière sèche et pourra quand même être récoltée. Dans certaines régions, les cultures mal pollinisées peuvent être récoltées à des fins d’ensilage. En cas de situation extrême où il y a un échec total de pollinisation, il est recommandé d’utiliser la culture comme fourrage et d’effectuer la récolte le plus près possible du stade de floraison pour assurer la meilleure qualité de fourrage.