Auteurs : Ross Ennen, Sr., associé de recherche, et Mark Jeschke, Ph.D., directeur de l’agronomie
Le choix de la date du semis constitue une importante décision de régie pour maximiser le rendement potentiel du maïs. Trop souvent, les conditions météorologiques, les conditions du sol et la grandeur de la surface à semer dictent la date du semis. Historiquement, les dates de semis du maïs sont de plus en plus tôt. Cela s’explique par l’allongement de la saison sans gel, la meilleure tolérance au stress des nouveaux hybrides de maïs et du désir d’éviter les retards de semis qui pourraient réduire les rendements. En conséquence, au printemps, les dates plus hâtives exposent le maïs à un plus grand risque de devoir affronter des températures froides et de mauvais systèmes météorologiques.
Ses origines tropicales font du maïs une culture de saison chaude. Donc, il ne faut pas se surprendre de la sensibilité du maïs aux stress associés à des semis dans des sols froids. Lorsque le maïs est semé extrêmement tôt, et que les températures du sol sont sous 50 °F (10 °C), il est probable que la semence demeurera dans le sol au moins trois à quatre semaines avant la levée. La longueur de cette période dépendra de la température du sol et de ses capacités à retenir l’eau. Pendant cette période, le maïs peut subir toute une série de stress. Entre autres, des dommages causés par les herbicides résiduels enprélevée et des pressions causées par des insectes et des maladies.
Neige recouvrant un champ de maïs récemment semé, le 1er mai 2013.
De plus, d’autres problèmes peuvent résulter des propriétés physiques du lit de semence, y compris la formation d’une croûte de battance, des cuvettesou de sols saturés en eau. D’ailleurs, les températures froides provenant des pluies froides ou même de la neige peuvent avoir un impact grave sur la semence semée. Cet article traitera des effets des sols froids, de l’eau lors de la germination et la levée du maïs, y compris la façon de diagnostiquer les symptômes de dommages causés par le refroidissement et les inondations.
Pour le maïs, au début du printemps, le lit de semence s’avère un environnement très peu favorable. Même si la semence sèche peut être entreposée pour plusieurs années à -29 °C (-20 °F) ou moins, sa mise en terre très tôt expose la semence à des risques de dommage causé par le froid et même la mort une fois que la semence commence à s’imbiber d’eau. Semer tôt expose souvent les grains à une hydratation avec de l’eau froide ce qui cause un dommage physique direct. Sans compter qu’une longue exposition à de basses températures réduit le métabolisme ainsi que la vigueur de la semence et celle du plant. Elle accroît sa sensibilité aux herbicides, la pourriture desplantules et provoque des dommages par oxydation dus aux effets des radiaux libres dans la cellule (figure 1). Les radicaux libres sont des molécules instables qui endommagent les cellules et les organes. Ce dommage ressemble à ceux causés chez les mammifères par l’âge et l’exposition au soleil.
Lorsqu’une semence sèche s’imbibe de l’eau froide après une pluie froide ou la fonte des neiges, il est possible de constater des dommages. À basse température, les membranes de la cellule manquent d’eau. Sous ces conditions, le processus d’hydratation peut conduire à une rupture de la membrane. Le contenu de la cellule s’en échappe et alimente les pathogènes envahisseurs. L’eau froide peut aussi affecter les structures de la plantule au moment de la levée.
Corteva Agriscience mène régulièrement des études de recherche sur la germination et la levée du maïs dans des environnements stressants, dont des champs où les températures du sol sont égales ou inférieures au seuil minimum recommandé pour l’ensemencement du maïs. Les résultats de ces études ont montré que des températures égales ou inférieures à 10 °C (50 °F) sont souvent préjudiciables aux processus de germination et de levée, surtout si elles persistent longtemps après le semis. (Tableau 1).
Tableau 1. Dates de semis, la température moyenne du sol une semaine plus tard, précipitations cumulées la semaine après le semis, jours de levée et peuplement final dans les parcelles de recherche de Corteva Agriscience en 2018.
*Les valeurs reflètent les moyennes de plusieurs hybrides semés à chaque localisation
**Les sites caractérisés comme des environnements à stress élevé pour la germination et la levée.
Lors d’études de recherche menées par Corteva en 2018, les jours de levée et le pourcentage de peuplement final ont considérablement varié en fonction de la température moyenne du sol et des précipitations pendant la semaine suivant le semis. Trois sites de recherche ont connu des températures moyennes du sol inférieures à 10 °C (50 °F) et des précipitations supérieures à 2,5 cm (1 pouce) la semaine suivant le semis. À ces endroits, les semences ont pris substantiellement plus de temps pour lever et pour établir des peuplements moindres qu’aux sites où la température du sol était supérieure à 10 °C et les précipitations moindres. Ces données montrent que les sols froids et humides après le semis peuvent avoir de graves conséquences sur l’établissement des peuplements. Cependant, le degré de dommage varie selon le type de sol. Généralement, il est plus grand dans les sols plus lourds et mal drainés.
L’inondation peut avoir un effet aussi dévastateur que les sols froids sur la levée des plantules et leur survie. La majorité des hybrides de maïs ne peut survivre qu’entre 24 et 48 heures sous l’eau. Les plus petites plantules subissent le plus de dommage. L’inondation endommage le maïs biochimiquement. En affaiblissant la mitochondrie, l’inondation libère des radicaux libres qui endommagent la membrane. Le fait d’être submergée prive la plante d’oxygène. Son processus métabolique passe à une fermentation anaérobique. L’acidose résultante (faible pH) peut tuer les cellules. À un certain minimum, les inondations réduisent le taux métabolique de la plante. Cela rend les plantules plus sensibles à la maladie, aux insectes et aux herbicides. En fait, beaucoup de champignons comme Pythium prospèrent dans l’eau stagnante. Les plantules affaiblies par les inondations ou le dommage causé par le froid meurent habituellement d’une maladie si le pathogène est présent dans le sol.
Les dommages causés par les inondations ne se produisent pas seulement dans les zones avec des cuvettes. Les champs qui sont saturés en surface, que la pluie persiste et que le drainage est limité, alors la semence se retrouvera sous l’eau. Il est possible dans ces situations d’observer des dommages similaires aux zones ou il y a des cuvettes.
Champ dont le sol est saturé à la suite des pluies printanières.
Un examen soigneux des plantules endommagées peut fournir des indices sur les causes probables des problèmes d’établissement du peuplement à la suite d’un semis hâtif ou de conditions météorologiques anormalement froides. Le tableau 2 fournit une liste des principaux symptômes et des causes probables de dommage tôt en saison. Les figures de 1 à 5 montrent des plantules du maïs durant la germination et la levée qui présente des dommages causés, par les inondations et le froid.
Depuis des décennies, les sélectionneurs de Pioneer ont choisi parmi les variations naturelles exprimées chez les génotypes de maïs. Ils ont retenu les hybrides porteurs de fortes caractéristiques de vigueur à la levée dans des sols froids. À la fin des années 2000, Pioneer a introduit une nouvelle cote pour les maïs Pioneer®. Cette cote s’intitule la levée sous stress.
L’émergence au stress est la mesure de la capacité génétique ou du potentiel à lever sous des conditions environnementales stressantes comme les sols froids et humides ou de courtes périodes de basses de températures, par rapport à d’autres produits de la marque Pioneer. Les cotes allant de 7 à 9 indiquent un potentiel supérieur à la moyenne d’établir une population normale sous de telles conditions. Une cote 5 -6 indique un potentiel moyen d’établir une population normale sous conditions de stress. Enfin, les cotes allant de 1 à 4 soulignent un potentiel inférieur à la moyenne d’établir une population normale sous stress et ne devrait pas être utilisé si des conditions de froid sont prévues immédiatement après le semis. La levée sous stress n’est pas une cote indiquant la sensibilité de la plantule à la maladie, à la croissance hâtive ou à la vitesse de levée.
Au moyen de la sélection classique et de la sélection moléculaire, les chercheurs de Corteva poursuivent leur travail pour améliorer la performance du maïs tôt en saison. Ils utilisent aussi des tests rigoureux en recherche et des hybrides commerciaux. Par l’identification de marqueurs moléculaires et des parcours associés à une meilleure germination sous conditions froides, les chercheurs de Corteva commencent à comprendre les fondements génétiques du stress à la levée. Éventuellement, cette connaissance devrait mener à une performance encore plus fortes en début de saison, des hybrides de maïs Pioneer.
Tableau 2. Symptômes chez la plantule du maïs et les causes probables
Figure 1. Refroidissement à l’imbibition ou dommage dû au froid. Notez que le coléoptile présente la forme de tire - bouchon et la présence de feuilles sous terre.
Figure 2. Croissance en tire -bouchon du mésocotyle. Peut -être causée par des sols froids, des fluctuations extrêmes de la température du sol ou la formation d’une croûte de battance sur le sol.
Figure 3. Coléoptile fusionné / éclatement sur le côté, blessure causée par le froid.
Figure 4. Plantule de maïs avec tissus nécrotiques à la suite d’une inondation
Figure 5. Semis de maïs présentant à la fois des tissus racinaires affectés par la pourriture brune et des éclatements sur le côté en raison des conditions dans un sol froid et inondé
Les informations précédentes sont fournies à titre informatif seulement. Veuillez contacter votre représentant Pioneer afin d’obtenir plus d’informations et des suggestions précises pour votre ferme. La performance des produits varie. Elle dépend de beaucoup de facteurs donc, le stress causé par la chaleur et l’excès d’eau, le type de sol, les pratiques culturales et le stress environnemental, de même que les maladies et la pression des insectes. Les résultats individuels peuvent varier. Les produits de marque Pioneer® sont fournis sous les conditions générales apparaissant sur l’étiquette et les documents d’achat.
Mars 2020