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Résumé
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Facteurs environnementaux et culturaux liés à la mortalité des pommiers par le froid de l'hiver au Québec

 

Résumé
Une enquête fut réalisée en 1995-1996 afin d’identifier les facteurs responsables de la mortalité des pommiers au Québec, lors de l'hiver 1993-1994. Les données recueillies concernaient les facteurs environnementaux, les pratiques culturales et les caractéristiques des arbres. Or, il y a une nette interaction entre ces paramètres. Exception faite de certains cultivars chez lesquels la mortalité fut élevée dans toutes les régions, les pommiers furent surtout affectés par une combinaison de pratiques culturales et de facteurs environnementaux. En général, l'altitude, la couverture de neige et une grande distance entre les arbres leur a permis de mieux résister à l'hiver. Par contre, les arbres trop vieux ou trop jeunes, et ceux qui ont fourni le plus de fruits à la saison précédente ont le plus souffert du froid. Les plus forts pourcentages de mortalité furent observés dans les régions exposées aux vents. Le froid de l'hiver a plutôt endommagé les arbres vigoureux et les arbres faibles que ceux présentant un développement harmonieux. On a observé moins de mortalité sur les arbres récoltés tôt en saison, tandis que les arbres nains plantés dans des sols en combinaison avec du sable ou du gravier ont subit le plus de dommage. Le site de plantation du verger ainsi que la localisation de l'arbre à l'intérieur du verger furent les facteurs les plus déterminants pour la mortalité des pommiers. Le maximum de mortalité a été observé là où les arbres étaient exposés à l'accumulation d'air froid ou lorsque le flot d'air froid était obstrué par des brise-vents naturels ou par la topographie. Les vergers situés sur des pentes douces ont été les mieux protégés. L'absence d'une grande étendue d'eau a favorisé la mortalité dans toutes les régions. En résumé, le choix d'un site adéquat est la clé pour éviter les dommages dûs à l'hiver. Les producteurs orientés dans la production intensive doivent obligatoirement posséder une grande maîtrise de la physiologie et de la taille. Les vergers nains et semi-nains ont absolument besoin, par exemple, d'irrigation lors d'un été sec, surtout s'ils sont établis dans un sol sablonneux; certains vergers nécessitent un paillis pour l'hiver; tous requièrent une taille et un système d'entraînement adéquat de même qu'une fertilisation adéquate.

Introduction
Le potentiel de production de pommes au Québec varie de 5,5 à 7 millions de boisseaux par année. Or, en 1986 et 1987, les températures hivernales exceptionnellement basses ont causé de sévères dommages aux pommiers. Les producteurs ont donc vu leurs rendements réduits à 2,83 et 4,0 millions de boisseaux respectivement, pour des pertes évaluées à 18 millions et 12 millions de dollars. De même, l'importation de pommes s'est accrue substantiellement. Les producteurs de pommes du Québec ont rapporté des dommages similaires pour les années 1993 et 1994.
Les dommages causés aux arbres par le froid de l'hiver et du printemps sont un des principaux problèmes affectant les vergers de l'Est du Canada (Asnong 1982, Granger 1981). La tolérance au froid de plusieurs espèces de plantes est, par ailleurs, largement documentée (Chen et Li 1980, Gusta et al. 1982, Li 1987, Sakai et Larcher 1987, Khanizadeh 1991, Khanizadeh et al. 1989a, Khanizadeh et al. 1989b, Khanizadeh et al. 1992a, Khanizadeh et al. 1992b, Khanizadeh et al. 1994).
Dans de précédentes études, nous avons déterminé l'effet sur la rusticité de la teneur en acides aminés, en protéines, en sucres, amidon, sorbitol, azote, phosphore et potassium d'arbres ayant produit des fruits par rapport à ceux n'ayant pas produit (Khanizadeh et al. 1989b, Khanizadeh et al. 1992a, Khanizadeh et al. 1994). Il a été démontré que les bourgeons des arbres ayant porté une forte charge de fruits comportent des taux de nutriments plus bas et que ceux-ci sont plus vulnérables aux basses températures que les arbres ayant porté une faible charge de fruits (Khanizadeh et al. 1989b, 1992a).
De même, on sait que la photopériode et le froid sont les deux principaux facteurs qui induisent la résistance au froid et qu'ils provoquent donc des changements biochimiques dans l'arbre (Chen et Li 1980). On croit généralement que le développement de la résistance au froid est associé à des changements métaboliques durant l'aoûtement (Levitt 1980).
Plusieurs études ont porté sur la résistance au froid et les changements métaboliques dans les tissus ligneux de Malus (Brown 1978, Sakai et Larcher 1987, Li 1987, Khanizadeh et al. 1989a, 1989b 1992a, 1994). Qu'on pense aux types de dommages causés par le froid (Weiser 1970, Granger 1981), aux croisements pour des variétés résistantes ou à l'utilisation de scions intermédiaires résistants (Stushnoff 1972, Spangelo et al. 1974, Granger et al. 1991), à l'utilisation de bactéries inhibitrices de la formation des cristaux de glace intracellulaires (Lindow et Connell 1984, Lindow et al. 1989), à l'utilisation de cryoprotectants chimiques (Ketchie et Murren 1976), aux méthodes culturales visant à réduire la croissance et à provoquer l'aoûtement des arbres tôt à l'automne (Collins et al. 1978, Stang et al. 1978), et enfin l'application, à l'automne, de régulateurs de croissance afin de retarder le débourrement au printemps. Toutefois, aucune étude, jusqu'à présent, n'a porté sur l'effet des cultivars, des porte-greffes, des conditions environnementales ainsi que des pratiques culturales sur les dommages dus au froid de l'hiver dans les vergers du Québec.
En bref, cette enquête a porté sur les facteurs les plus importants (combinaison cultivar/porte-greffe, facteurs environnementaux, pratiques culturales, etc) ayant un effet direct ou indirect sur la résistance des arbres au froid de l'hiver dans les différentes régions. Les objectifs précis de ce projet étaient de:
 - Déterminer la rusticité des combinaisons cultivar/porte-greffe les plus couramment utilisées dans les vergers québécois en relation avec le site.
 - Déterminer s'il existe une relation entre les dommages dus au froid et les facteurs climatiques (i.e. la localisation, le type de sol, la superficie cultivée, les températures minimales et maximales).
 - Déterminer s'il existe une relation entre les dommages dus au froid et les pratiques culturales (i.e. la taille, les applications de fertilisants, le couvre-sol, le système de plantation, le calendrier d'application de pesticides, etc.).
 - Déterminer s'il existe des similarités entre les différentes régions en ce qui concerne les dommages dus au froid, les pratiques culturales et les facteurs environnementaux.
 - Déterminer si les vergers comportant les mêmes dommages sont composés des mêmes combinaisons cultivar/porte-greffe, s'ils sont soumis aux mêmes facteurs environnementaux ou s'il s'y pratique les mêmes méthodes culturales.
 - Déterminer s'il existe une ou plusieurs différences entre les vergers atteints et ceux épargnés par les dommages dus au froid en termes de combinaison cultivar/porte-greffe, pratique culturale et facteurs environnementaux.

Les objectifs à long terme de ce programme de recherche visent à établir un plan d'action pour réduire les dommages dus au froid en utilisant les bonnes combinaisons cultivar/porte-greffe, les bonnes pratiques culturales ainsi qu'en ciblant les régions propices à l'implantation des vergers. Les objectifs à court et à long terme visent donc à aider l'industrie pomicole de l'Est du Canada en réduisant les fluctuations annuelles dans les rendements, en stabilisant les marchés, en diminuant les pertes d’arbres par une meilleure connaisance des causes de gel et enfin en augmentant les revenus à la ferme.

 
Méthodologie
Trois blocs de données ont été utilisés lors de cette enquête. La première série de données fut fournie par la La Fédération des Producteurs de Pommes du Québec (FPPQ). Les données furent recueillies sur 330 vergers par le biais d'un questionnaire portant sur les cultivars, porte-greffe, nombre total de pommiers et nombre d'arbres morts pour chacun des vergers. La seconde série de données a été recueillie parmi les écrits scientifiques portant sur la rusticité des cultivars et des porte-greffe afin d'effectuer des corrélations avec les observations recueillies dans les vergers québécois. La dernière série de données a été établie à partir de 8400 observations recueillies chez des producteurs choisis aléatoirement parmi ceux ayant accepté de participer à l'étude.
L'information portant sur les caractéristiques de l'arbre, les pratiques culturales et les facteurs environnementaux a été recueillie et compilée dans trois tableaux (respectivement tableau 1, tableau 2 et tableau 3). Les trois séries de données colligées à partir des différentes sources ont été utilisées pour l'analyse. Les données quantitatives (comme le rendement) furent analysées au moyen d'un test de F. Les données qualitatives (telle la vigueur) ont été analysées selon les tests de c2 et de Friedman. Les données de classification (cultivar, porte-greffe, utilisation d'herbicides, dommages dus aux rongeurs) furent analysées au moyen des procédures de SAS (1988). Un simple test de corrélation fut opéré sur les données recueillies dans les écrits scientifiques et celles acquises chez les producteurs afin de déterminer la relation entre la mortalité observée et celle décrite par les scientifiques.

Résultats et discussion
Des différences ont été notées entre la série de données fournies par la FPPQ et celles recueillies directement aux vergers. Le nombre total d'arbres ainsi que le pourcentage de mortalité différaient entre les deux séries de données. Ceci pourrait être dû au fait que certains producteurs ont pu croire que les informations seraient utilisées pour les assurances ou pour les compensations; peut-être aussi que certains producteurs ont pu inclure dans une série de données des arbres morts d'autres causes que le froid de l'hiver 93-94. Après avoir retiré les données aberrantes et effectué une analyse préliminaire, nous avons observé une corrélation significative entre les trois séries de données. Ceci indique que les informations recueillies, que ce soit chez les producteurs ou par le biais de la FPPQ, sont similaires à celles qui figuraient dans les écrits scientifiques et que les premiers facteurs qui influencent la mortalité des pommiers au Québec sont certaines pratiques culturales et facteurs environnementaux suivis par la combinaison cultivar porte-greffe. Plus de soixante-dix facteurs ont fait l'objet d'une évaluation durant cette enquête (tableau 1, tableau 2 et tableau 3). Certains cultivars ont été éliminés puisqu'ils n'étaient utilisés que sur un site et qu'ils n'auraient ajouté aucune information pour le Québec en entier.
Exception faite de certains cultivars (Jaune délicieuse, Wealthy, Mutsu, Rouge délicieuse, Golden russet, et Jaune transparente) chez lesquels la mortalité a dépassé les 50 % dans toutes les régions (tableau 4), les cultivars furent surtout affectés par la combinaison de certaines pratiques culturales et de quelques facteurs environnementaux. Après avoir retiré les données aberrantes, 2290 observations ont été choisies et analysées à partir de la première série de données. Des données concernant quarante cultivars au total (Bancroft, Close, Cortland, Early Geneva, Empire, Fameuse, Jaune délicieuse, Golden Russet, Hume, Idared, Jaune transparente, Jersey Mac, Jonagold, Jonamac, July Red, Lawfam, Liberty, Lobo, Lodi, MacSpur, McIntosh, McIntosh Summerland, Melba, Melrose, Mutsu, Northern Spy, Paulared, Quinte, Red Cort, Rouge délicieuse, Rhode Island Greening, Royal Gala, Spartan, Trent, Tydeman's Red, Vista Bella, Wealthy, Wellington, Wolf River ) et dix porte-greffe (EM26, EM7, M26, M7, M9, MM106, MM111, Ottawa3, Robusta5, Standard) ont été colligées pour les cinq régions agricoles du Québec (les Laurentides, l'Estrie, Québec, le sud-ouest de Montréal ainsi que la Montérégie)
Nous avons noté des interactions significatives entre les régions et les porte-greffe indiquant que l'effet des dommages dus au gel sur les porte-greffe dépendait de la région où l'arbre se trouvait (tableau 5), et même du site à l'intérieur de la région.
Par exemple, les plus hauts taux de mortalité ont été rapportés dans les sites les plus exposés aux vents (r=0,4**). Les arbres nains plantés dans des sols sablonneux, des loam sablonneux, des loam graveleux ou dans des sols en combinaison avec du sable ou du gravier ont subit le plus de dommage dus au froid (argile=5,26% de mortalité, gravier=2,63%, limon graveleux=12,5%, loam argileux=3,95%, loam graveleux=23,03%, loam sablonneux=26,97%, sable=11,18%, sable graveleux=6,58%, et terre noire=0,66%). Cette sensibilité peut être due au système racinaire superficiel des porte-greffe nanisants dans le sol sablonneux, d'où la possibilité accrue de gel l'hiver, et de sécheresse l'été dans les vergers non-irrigués. On s'en doutait, le site de plantation du verger ainsi que la localisation de l'arbre à l'intérieur du verger furent les facteurs les plus cruciaux pour influencer la mortalité des pommiers. Le maximum de mortalité a été observé là où les arbres étaient exposés à l'accumulation d'air froid et où l'air froid n'était pas en mesure de s'écouler en raison de la présence de brises-vent naturels ou simplement de la topographie des lieux (figures 1B et 2D). Le moins de dommage s'est produit dans les vergers où certains arbres à l'intérieur étaient situés sur une pente douce (figures 1D, 1E, 2E, 2F). Les plus importants dommages (plus de 50 % de mortalité) ont été observés sur des plats (figure 2B), particulièrement ceux éloignés d'une étendue d'eau.
En général, le pourcentage de mortalité fut corrélé négativement avec l'altitude, le couvert de neige, la distance de plantation entre les rangées et entre les arbres à l'intérieur de la rangée. C'est-à-dire que plus le sol est couvert de neige, plus les arbres sont situés en hauteur et plus ils sont éloignés les uns par rapport aux autres, le mieux ils résistent à l'hiver. La mortalité a cependant augmenté avec l'âge des arbres, et le rendement total pour l'année précédente et les plus forts pourcentages de mortalité furent observés dans les régions exposées aux vents. Il est intéressant de constater que le froid de l'hiver a plutôt endommagé les arbres vigoureux et les arbres faibles que ceux présentant un développement harmonieux.
On a observé moins de mortalité sur les arbres récoltés tôt en saison. La combinaison drainage déficient et sol lourd a clairement haussé la mortalité. Il en fut de même de l'application tardive de fertilisants (au sol ou foliaire), de l'utilisation d'herbicide en fin de saison ainsi que de la répression mécanique des mauvaises herbes qui ont encouragé une croissance végétative accrue et un développement tardif. Les dommages causés par les chevreuils et les rongeurs ont amplifié les pourcentages de mortalité mais pas dans tous les vergers.
Malgré le fait qu'il existe une grande variabilité dans la mortalité des porte-greffe dans les différentes régions et les différents sites, nous pouvons conclure à la fiabilité des porte-greffe M9, EM26, et M26 qui ont démontré peu de variabilité dans le pourcentage de mortalité, ce qui indique qu'ils ont performé relativement bien dans toutes les régions (tableau 6). Lorsque nous avons regroupé les porte-greffe selon leur distance de plantation, nous avons remarqué une plus forte mortalité chez les nains que chez les porte-greffe plus vigoureux (tableau 7).
Nous postulons donc que la plus forte mortalité observée chez les porte-greffe nains est due à des pratiques culturales inadéquates pour des vergers à haute densité. Nous parlons ici de l'absence de protection pour l'hiver (i.e. paille ou autre couvre-sol) ou de l'inexistence d'irrigation goutte-à-goutte durant l'été. La localisation de l'arbre à l'intérieur du verger et celle du verger lui-même semblent être la clé pour expliquer la majeure partie de la mortalité.
La variabilité des cultivars était semblable pour les différentes régions, mais fut moins marquée en ce qui concerne la mortalité que la variabilité chez les porte-greffe. Les cultivars Bancroft, Jaune délicieuse, Golden Russet, Rouge délicieuse, Fameuse, Hume, Jonagold, Mutsu, Northern Spy, Tydeman's Red, Wealthy, Wolf River ont présenté une mortalité de plus de 50% dans toutes les régions. Le sud ouest de Montréal est la région où on a retrouvé le plus de mortalité suivie de la Montérégie, l'Estrie, puis Québec et les Laurentides (tableau 4). À l'exception des cultivars Liberty, Quinte, Jaune transparente, Jersey Mac, Vista Bella, Idared, Empire et Lawfam, chez qui on a noté, au cours de l'enquête, un pourcentage de mortalité plus faible que celui rapporté dans les écrits scientifiques, nos observations furent semblables à la théorie pour le reste. Cependant, quelques cultivars ont présenté un taux de mortalité supérieur à celui rapporté dans les écrits scientifiques. Il s'agit de Hume, Wealthy, Jonamac, Close et de Royal Gala (Tableau 4). Les différences apparemment contradictoires entre les écrits et nos résultats proviendrait vraisemblablement de l'effet de la région ou du site de plantation plutôt que de la combinaison cultivar/porte-greffe elle-même. Il semble que la combinaison cultivar/porte-greffe la plus rustique ne puisse se soustraire aux dommages dus à l'hiver lorsqu'elle est située sur un site impropre.
Les arbres taillés au milieu de l'hiver, soit en décembre et janvier furent plus vulnérables aux dommages par le froid; toutefois, ces données ne sont pas consistantes dans toutes les régions. En résumé, les facteurs les plus importants qui influencent la mortalité des arbres, après la combinaison cultivar/porte-greffe sont le site du verger ainsi que la localisation de l'arbre à l'intérieur du verger, surtout si le terrain offre un relief irrégulier où s'il est éloigné d'une grande étendue d'eau.Nos observations vont à peu près dans le même sens que le rapport de Krueger (1990) sur l'industrie pomicole au Canada et au Québec, qui met l'emphase sur l'effet des pratiques culturales pou limiter les dommages dus au froid de l'hiver.

Conclusion et recommandation (basé sur les informations obtenues des producteurs)
Voici maintenant les conclusions et recommandations servant à restreindre au minimum les dommages dus à l'hiver tel qu'il en ressort de l'observation de la mortalité des pommiers au Québec. Veuillez noter qu'une partie de cette information sur les causes de la mortalité des pommiers a déjà été diffusée au moyen de publications provinciales et de bulletins techniques d'Agriculture Canada (Read, 1983) et sera répétée ici sur la base de l'enquête que nous avons effectué sur 300 vergers au Québec.
 - Choisir les cultivars et les porte-greffe locaux les plus résistants, ou bien planter des cultivars ou des porte-greffe déjà mis à l'épreuve dans sa propre région.
 - Lorsqu'on utilise les porte-greffe nanisants, il est nécessaire d'adopter les pratiques culturales en accord avec ce genre de culture. De fait, les arbres nains, en raison de leur système racinaire superficiel, doivent être d’avantage protégés par un paillis autour des arbres et irrigué, surtout dans les sols sablonneux. De fait, l'immaturité des arbres causée par des pluies et des hautes températures à la fin de la saison, ou à l'inverse, la dormance prématurée causée par la sécheresse rendent les porte-greffe nains et semi-nains particulièrement vulnérables aux dommages causés par les basses températures. Une couverture de neige déficiente augmente la mortalité de ce type d'arbres.
 - Ne pas établir de verger sur un terrain plat, et encore moins lorsque le site est éloigné d'une grande étendue d'eau.
 - Utiliser un brise-vent si le site n'offre aucune protection naturelle contre le vent.
 - Pratiquer l'éclaircissage qui favorise l'accumulation de nutriments dans l'écorce et les bourgeons et permet un plus haut taux de survie.
 - Récolter plus tôt en saison. Les arbres non-récoltés ou récoltés tardivement sont plus vulnérables aux dommages causés par l'hiver.
 - Même s'ils ne sont pas classés très rustiques en comparaisons avec d'autres cultivars, les pommes d'été et les cultivars hâtifs tel ‘Lobo’ résistent relativement bien aux basses températures parce qu'ils sont récoltés tôt et qu'ils aoûtent donc mieux . Ces résultats sont en accord avec ceux trouvé parallèlement lors d'une autre étude (Buszard, 1981).
 - Les arbres les plus vieux sont plus vulnérables aux dommages de froid. Toutefois, la mortalité des jeunes arbres est associée à l'utilisation de porte-greffe nain ou semi-nain, tel qu'expliqué plus haut.
 - Attention au type de sol du verger lors de l'implantation ou apporter les correctifs appropriés. Des taux supérieurs de mortalité furent observés dans les vergers où le sol n'était pas le meilleur pour la production de pommes : on y retrouvait par exemple, un drainage déficient ou encore le sol était composé d'une trop importante portion de sable ou de gravier, ce qui nécessite de l'irrigation.
 - Le dernier point, mais non le moindre garder en mémoire que même la combinaison cultivar/porte-greffe la plus rustique peut subir d'importants dommages de gel lorsque plantée dans un site inadéquat, et ce, en particulier pour les pommiers nains et semi-nains.

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Mise à jour: 04-12-2007