# Comment les céréales résistent au froid ?

Isabelle Escoffier, Christophe Lecomte

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Isabelle Escoffier, Christophe Lecomte. Comment les céréales résistent au froid?. La France Agricole, 2016, 3368, pp.30-31. hal-01602480

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Submitted on 27 May 2020

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# Comment les céréales résistent au froid

Le comportement des variétés vis-à-vis du gel durant le tallage est bien connu. Ce n'est pas le cas pour le froid en fin de tallage et au début de la montaison.

### A SAVOIR

## Environnement

> D'autres facteurs que le stade des plantes et la généti- que peuvent aggrava- ver ou limiter les dé- gâts du froid. Une couverture neigeuse joue ainsi un rôle d'isolant thermique : sous une épaisseur de 10 à 20 cm, la température à la sur- face du sol reste pro- che de 0 °C quelle que soit la tempéra- ture de l'air au-des- sus de la neige. Sur un sol saturé en eau lors du gel, les dégâts seront plus impor- tants que sur un sol sec, avec un risque élevé de déchausse- ment des plantes. Un vent du nord sec sera préjudiciable.

La résistance au froid varie for- tement selon le stade de la plante. Si pendant la levée (stades coléoptile, sortie de la première feuille), le seuil de résis- tance au froid des céréales ne dépasse pas - 8 °C pour les variétés les moins sensibles, à partir de 3-4 feuilles et jus- qu'au stade épi 1 cm, la résistance peut être très élevée si les conditions d'endurcissement ont été remplies.

## MAXIMUM AU TALLAGE

« Cette résistance atteint un maxi- mum, selon les espèces et les variétés entre - 10 et - 30 °C, courant tallage », précise Jean-Charles Deswarte, spé- cialiste en écophysiologie à l'Institut du végétal Arvalis.

La résistance au froid décroît à nou- veau en fin de tallage et début montai- son, périodes auxquelles la culture est la plus exposée. Tout le monde garde en mémoire le mois de février 2012 où le gel intense arrivé brutalement avait détruit de nombreuses parcelles de blés. Autour du stade épi 1 cm, le seuil de sensibilité avoisine les - 4 °C / - 5 °C. Mais plus on s'avance dans la montai- son, plus la sensibilité est forte, avec un

niveau seuil de - 1 °C. L'endurcisse- ment est essentiel pour que la résis- tance au froid s'exprime. Ce proces- sus physiologique long et progressif est simultané à la vernalisation des plantes (lire encadré Vernalisa- tion p. 31) et correspond à la capacité

des variétés à résister à des tempéra- tures gélives. Il n'est possible qu'après une période de croissance suffisante qui permet à la plante d'accumuler des réserves. Les céréales d'hiver sont ensuite capables d'ajuster leur méta- bolisme pour faire face au gel : à

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Gel. Le processus d'endurcissement intervient dès que la température moyenne journalière est inférieure à 10-15 °C et s'achève au bout de trois à cinq semaines pour le blé.
C. WATIER

## Le niveau de résistance au froid varie entre les espèces

Source: Inra

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Niveaux de résistance au froid et variabilité génétique chez différentes espèces après endurcissement (*)
m = niveau moyen de résistance

Le blé dur, l'avoine et l'orge sont les espèces de céréales à paillie les plus sensibles.

A l'intérieur de chacune des espèces, le niveau de résistance au gel est variable suivant la variété : pour le blé tendre, les températures à partir desquelles apparaissent des nécroses foliaires sur une plante endurcie, varient de -12°C (variété de type alternatif sensible) à -32°C (type hiver résistant). En l'absence totale d'endurcissement, les différences entre les niveaux moyens de résistance sont quasiment gommées et toutes les espèces deviennent sensibles à un gel de l'ordre de -10°C.

<footnote>(*) Les traits pleins représentent la variabilité de la majorité des génotypes et les pointillés certains génotypes souvent peu agronomiques où l'on pourrait utiliser des gènes de résistance.</footnote>
l'échelle des tissus, ceci se traduit par la capacité de la plante à synthétiser des molécules « antigel » dans leurs cellules (sucres solubles notamment) qui abaissent le seuil de cristallisation de l'eau dans la plante et la quantité de glace formée. La paroi des cellules est capable de maintenir sa souplesse malgré la baisse des températures.

Le processus d'endurcissement intervient dès que la température moyenne journalière est inférieure à 10-15 °C et s'achève au bout de trois à cinq semaines pour le blé, selon les variétés. La résistance acquise est d'autant plus forte que la température est proche de 0 °C. C'est pourquoi les dégâts sont plus intenses si une gelée brutale est précédée de températures relativement douces : la plante n'a pas pu s'endurcir. Mais il existe une corrélation négative entre la vitesse d'endurcissement et son maintien. L'objectif de la sélection variétale est donc d'avoir des variétés qui s'endurcissent très rapidement à un niveau important pour résister à des froids intenses et longs.

## DÉSENDURCISSEMENT

Pendant la phase de vernalisation, les plantes peuvent se désendurcir si les températures deviennent très douces (> à 12-15 °C), puis se rendurcir. « Si le désendurcissement est important, certaines variétés ne sont plus capables de réendurcir de façon identique », insiste Valérie Dufayet, de l'Inra de Dijon. Des fluctuations fortes de températures (alternance gel-dégel notamment), de plus en plus fréquentes, s'accompagnent donc d'une baisse progressive, plus ou moins marquée selon les variétés, de l'aptitude à exprimer un haut degré de résistance au froid. Une fois la vernalisation terminée, le désendurcissement n'est plus réversible.

Toutefois, « on ne sait pas si c'est la période de vernalisation stricto sensu (qui se termine généralement au début du tallage) qui est déterminante pour la résistance au froid, ou si c'est la phase de « transition florale » (qui a lieu un à deux mois avant le stade épi 1 cm) qui est cruciale », s'interroge Jean-Louis Deswarte.

Arvalis a démarré des travaux avec l'Inra de Dijon pour mieux comprendre les réactions des variétés et des espèces au froid tardif (fin du tallage),

comme celui que la France a connu en 2012, année extrême et atypique. Ces travaux se basent sur le modèle de prévision de la résistance au gel du blé tendre mis au point par l'Inra de Dijon en 2003. « Nous souhaitons améliorer la prédiction de la résistance au froid des variétés à l'approche de la phase reproductive de la céréale, c'est-à-dire lors de l'initiation florale, développe Christophe Lecomte, de l'Inra de Dijon, qui a mis au point le modèle de prévision (1).

L'objectif à court terme est de mieux cerner les phénomènes de perte de

résistance au froid autour ou après la transition florale de la céréale, pour affiner les conseils « variété x date de semis » dans les secteurs à risque. « À plus long terme, se posera la question de procéder à des évaluations variétales en conditions contrôlées, en complément du dispositif existant », ajoute l'Institut Arvalis.

### Isabelle Escoffier

<figure><img src="image_4.png" /><figcaption>Deux serres mobiles à fermeture automatique permettent d'éviter l'excès d'eau et la couverture neigeuse qui protège les cultures du froid.</figcaption></figure>

INRA

## LES VARIÉTÉS TESTÉES DANS LA « PETITE SIBÉRIE » FRANÇAISE

C'est à Chaux-des-Prés dans le Jura, à 878 mètres d'altitude, que sont testées en plein champ par l'Inra de Dijon, les variétés de céréales et de pois pour la résistance au froid. Un lieu idéal car cette région, nommée « La Petite Sibérie », est connue pour être la plus froide de France : en moyenne depuis 1949, date de construction de la station de Chaux-des-Prés, la température est inférieure à -10 °C sur trente jours, dont cinq jours inférieurs à - 20 °C, avec un minimum à - 25 °C. Ce qui intéresse les semenciers pour évaluer leurs variétés en fin de sélection, car le froid est garanti tous les ans. « Nous sommes équipés de deux serres mobiles à fermeture automatique afin d'éviter les excès d'eau et une couverture neigeuse », explique Valérie Dufayet, responsable technique du dispositif de Chaux-des-Prés.

Les variétés à tester sont semées en ligne (2 245 lignes au total) et comparées à neuf témoins pour le blé tendre, avec un niveau de tolérance allant de -12 °C pour la lignée la moins sensible Rex (note minimale de résistance 1), à - 36 °C pour la plus résistante Cheyenne (note maximale de résistance 9).

« Il s'agit de variétés anciennes, nous essayons d'incorporer des variétés plus récentes comme témoin », précise Valérie Dufayet. Les témoins sont répétés toutes les soixante lignes pour une bonne évaluation des dégâts de froid et une bonne cartographie de l'hétérogénéité dans les serres. Les plantes sont comptées à la levée, puis après chaque vague de froid (trois-

quatre par hiver), les dégâts liaires sont notés. Chaque ligne est comparée à la gamme de témoins la plus proche. Fin mars-début avril, les survivants sont comptés afin d'ajuster la note finale. « Nous testons les variétés qui sont en première et deuxième années d'inscription au CTPS (1), soit 250 génotypes par an toutes espèces confondues, dont 150 de blé, expose la responsable technique. Mais nous travaillons aussi pour des programmes d'innovation variétale et pour des études de recherche. L'objectif est de proposer des gènes de résistance à la communauté spécifique et d'avoir une meilleure compréhension des différents paramètres et mécanisme de résistance des plantes. »

### Vernalisation

> Les cultures semées à l'automne ont besoin de températures basses (entre 3 et 10 °C) pendant leur phase juvénile, pour fleurir au printemps. C'est la vernalisation. Les besoins en jours vernalisants et la résistance au froid ne sont pas strictement corrélés.

<footnote>(1) Ce modèle prend en compte le génotype, à travers sa résistance seuil et sa vitesse d'endurcissement et de désendurcissement, le stade de la plante et les plages de température qui permettent l'endurcissement. Il a été transféré au pois d'hiver et permet de définir les types variétaux qui seront adaptés aux climats futurs.</footnote>

<footnote>(1) Centre technique permanent de la sélection.</footnote>