D1 Mesure du débit d'eau

Topique

Le transport de l'eau dans le continuum sol-plante-atmosphère débute dans le sol, où le potentiel hydrique détermine la quantité d'eau disponible pour l'absorption par les racines : plus le potentiel hydrique est élevé, plus l'absorption est aisée ; inversement, plus il est faible, plus ce transport est difficile. Un ensemble d'outils de mesure permet de quantifier chaque étape de ce transport tout au long du continuum sol-plante-atmosphère.

Une fois absorbée par les racines, l'eau circule dans le xylème jusqu'à la feuille. La conductivité hydraulique du xylème quantifie la facilité avec laquelle l'eau y circule : plus elle est élevée, plus le débit d'eau est important ; inversement, plus elle est faible, plus le transport de l'eau vers la feuille est limité.

Au niveau de la feuille, le transport de l'eau est quantifié par le potentiel hydrique foliaire qui, combiné au potentiel hydrique du sol, détermine l'importance de la différence de potentiel qui induit le transport de l'eau dans l'ensemble du continuum sol-plante-atmosphère. L'eau s'échappe ensuite de la feuille vers l'atmosphère, et le taux de transpiration quantifie la quantité d'eau libérée par la feuille dans l'air par unité de temps : plus le taux de transpiration est élevé, plus le transport de l'eau est rapide dans l'ensemble du continuum sol-plante-atmosphère.

Lorsque la demande de transport d'eau dans le xylème dépasse les capacités de ce dernier, une cavitation se produit : des bulles d'air perturbent les vaisseaux du xylème et leur importance est quantifiée par le degré de cavitation, une mesure qui réduit directement la conductivité hydraulique du xylème disponible pour le transport de l'eau. Lorsque le degré de cavitation entraîne une perte de conductivité hydraulique du xylème supérieure à un seuil proche de 88 %, le xylème subit des dommages irréversibles. Le potentiel hydrique foliaire, la conductivité hydraulique du xylème, le taux de transpiration et le degré de cavitation, considérés conjointement, permettent de diagnostiquer ce stress hydrique avant que des dommages irréversibles au xylème ne surviennent.

Combinés à des mesures du sol, ces outils – mesure du potentiel hydrique du sol, du potentiel hydrique foliaire, de la conductivité hydraulique du xylème, du taux de transpiration et du degré de cavitation – permettent d'identifier le facteur limitant le transport de l'eau dans le continuum sol-plante-atmosphère. Ce facteur peut se situer au niveau de la conductivité du sol, lorsque celui-ci limite la quantité d'eau qu'il peut fournir à la racine ; ou au niveau de la racine, lorsque celle-ci est incapable d'absorber ou de transporter l'eau disponible dans le sol ; ou encore au niveau du xylème aérien, lorsque c'est la partie du xylème située au-dessus du sol qui limite le transport de l'eau, même lorsque le sol et la racine fonctionnent normalement.

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