La taille des feuilles et d'autres caractéristiques peuvent en dire long sur la croissance et l'état d'une plante. Ces traits sont souvent comparés entre différentes espèces ou variétés de cultures, cultivées dans des environnements différents. En 2004, des scientifiques ont recueilli les mesures foliaires de 2,548 XNUMX espèces végétales et ont proposé la Spectre économique des feuilles (LES) où il y a des compromis entre les traits chimiques, structurels et physiologiques.

Docteurs Adam Martin et Marney Isaac de l'Université de Toronto, ont étudié comment huit traits foliaires clés suivent un « LES intra-cultivar de caféier » qui se rapporte à la taille de la plante et à la production de baies. Les scientifiques ont trouvé de fortes contraintes au niveau des cultivars à travers les LES et les traits des feuilles sont passées à la «conservation des ressources» à mesure que les plantes grandissaient et commençaient à produire des baies. Drs Adam Martin et Marney Isaac précédemment examiné les LES dans le café cultivé au Costa Rica et au Nicaragua.

Les chercheurs ont cultivé 72 plants de café (café arabica, variété Caturra) à CATIE au Costa Rica sous différents engrais (par exemple modérés et élevés) et conditions de lumière. Certaines plantes étaient cultivées en monoculture tandis que d'autres étaient cultivées à l'ombre d'arbres fixateurs d'azote, Erythrina poeppigiana dans un système agroforestier. Les scientifiques ont regroupé les plantes en six catégories de taille en fonction de leur diamètre à 15 cm au-dessus du sol (D15).

La hauteur de la plante, le diamètre de la cime, l'état reproducteur (par exemple la présence de baies) et huit caractéristiques foliaires (par exemple la masse sèche des feuilles, l'épaisseur des feuilles, la capacité photosynthétique, la conductance stomatique) ont été mesurés. Sur la base des mesures des plantes et de l'état de reproduction, les chercheurs ont calculé la taille critique de l'arbre au moment où les baies sont produites et ont étudié comment leurs mesures se comparaient à ERP mondial.

Martin et Isaac ont constaté que six mesures de feuilles sur huit étaient globalement différentes en fonction de la taille de la plante (D15), mais seul le trait d'épaisseur des feuilles augmentait de manière linéaire avec la taille de la plante. Les traits associés aux fonctions physiologiques diminuaient à mesure que la taille de la plante augmentait, suggérant un passage à la «conservation des ressources». Trois traits (par exemple, les capacités photosynthétiques, la masse foliaire par surface) étaient différents sous différents traitements de lumière et d'engrais. La probabilité de production de baies augmentait avec la taille de la plante et le diamètre de l'arbre au début de la reproduction était d'environ 1.18 cm.

Cette étude a montré que les traits des feuilles dépendent de la taille des plantes et de l'environnement et que les compromis entre les traits changent une fois que les plantes produisent des baies. Les scientifiques ont découvert que l'ampleur de ces changements de traits se limite à un LES (potentiellement) spécifique au cultivar. Comparé à la ERP mondial, Martin et Isaac n'ont pas trouvé de corrélation entre la masse foliaire par surface (LMA) et la teneur en N des feuilles chez un cultivar de café. Ceci était inattendu car la corrélation entre ces deux traits (par exemple LMA et N foliaire) est considérée comme l'un des compromis centraux qui définit les stratégies d'utilisation des ressources végétales.

"[T]il reste des questions en suspens concernant la profondeur de la "forme" des spectres intra-génotypiques ou intraspécifiques de l'économie foliaire : les modèles de covariation des traits et les compromis qui se produisent au sein des espèces 1) sont-ils limités le long d'une seule espèce ou d'un génotype spécifique ? ERP ? Ou plutôt, 2) existe-t-il plusieurs spectres d'économie foliaire au sein d'espèces ou de génotypes, qui sont liés à l'environnement, à l'ontogénie des plantes, aux deux ou à d'autres facteurs ? »

"Nos résultats indiquent le premier, bien que cela soit ou non unique aux cultures qui ont fait l'objet d'une sélection artificielle extensive - qui a probablement influencé la force des contraintes sur la covariation des traits foliaires ou les compromis au sein des plantes - reste à tester."