La sécheresse est l'une des plus stress abiotiques importants qui affecte négativement la croissance et la productivité des plantes dans le monde entier. Le changement climatique devrait augmenter la fréquence et l'intensité de la sécheresse, un résultat déjà constaté dans de nombreuses régions du monde.
Le sorgho et le maïs sont étroitement liés et sont tous deux adaptés à la production céréalière de saison chaude. Pourtant le sorgho est plus de sécheresse tolérant que le maïs.
Erik J. van Oosterom, chercheur principal pour l'Alliance du Queensland pour l'innovation agricole et alimentaire (QAAFI) à l'Université du Queensland a dirigé une équipe qui a dévoilé certains aspects de pourquoi le sorgho a une meilleure tolérance à la limitation de l'eau que le maïs, mais le maïs a un plus grand potentiel de rendement que le sorgho.
Pour y parvenir, ils ont disséqué et modélisé l'adaptation comparative à la limitation en eau du sorgho et du maïs en ce qui concerne le rôle de l'efficacité de la transpiration, du taux de transpiration et de la hauteur des plantes.
Huit hybrides de maïs, 15 génotypes de sorgho courts (3 nains) et 7 génotypes de sorgho hauts (2 nains) ont été cultivés dans des lysimètres et bien arrosés. Les lysimètres ont fourni la transpiration quotidienne de la plante entière, qui a été convertie en transpiration quotidienne par unité de surface foliaire verte. Les plantes ont été récoltées après l'anthèse et la transpiration totale, la masse sèche des pousses et des racines ont été mesurées pour estimer l'efficacité de la transpiration.
Les auteurs ont constaté que l'espèce et la hauteur avaient un effet limité sur l'efficacité de la transpiration. Cependant, cela a affecté de manière significative la transpiration par unité de surface foliaire verte, qui était associée à des différences dans l'allocation de la biomasse.
Pour analyser les effets des espèces et des différences de hauteur sur le rendement en grain dans une gamme d'environnements, les chercheurs ont ensuite mené des études de simulation en utilisant le APSIM-Sorgho (3nain) et APSIM-Maïs modèles de simulation de la croissance des cultures. Les simulations ont utilisé une efficacité de transpiration commune pour le maïs et le sorgho 3nains, mais une efficacité d'utilisation du rayonnement différente pour refléter les différences observées dans la transpiration par unité de surface foliaire verte.
Les simulations ont prédit des interactions croisées pour le rendement en grain entre les espèces et l'utilisation totale de l'eau. Alors que le maïs avait un rendement plus élevé dans des conditions bien arrosées, les rendements en grains ont diminué pour les deux cultures une fois que la consommation totale d'eau des cultures est tombée en dessous de 300 mm. Lorsque la consommation d'eau est tombée en dessous de 250 mm, le sorgho a mieux réussi à maintenir son rendement que le maïs.
Selon van Oosterom, « ces résultats mettent en évidence le fait que le potentiel de rendement peut se faire au détriment d'une utilisation accrue de l'eau. Cela peut affecter l'adaptation à la sécheresse et avoir des conséquences néfastes sur la productivité des cultures ultérieures dans les systèmes de culture qui dépendent du transfert d'eau d'une saison à l'autre.
APSIM est disponible gratuitement à des fins non commerciales, et peut être téléchargé ici : https://www.apsim.info/
