Accroître la productivité de la luzerne résistante au froid à l’automne

Titre de Projet

Increasing Fall Productivity in Winter-Hardy Alfalfa By Selecting for Reduced Fall Dormancy

Des Cherchers

Vern Baron Ph.D. vern.baron@agr.gc.ca

Vern Baron Ph.D., Mike Schellenberg, Ph.D., Darren Bruhjell Ph.D., Julie Lajeunesse, Annie Claessens Ph.D., Annick Bertrand Ph.D., Solen Rocher Ph.D. (Agriculture et Agroalimentaire Canada); Devin Knopp (Grey Wooded Forage Association)

Revues Scientifiques

Le Statut Code de Project
Terminé en Mars, 2023 FRG.11.17

CONTEXTE

Très peu de variétés de luzerne vendues au Canada ont été développées sous des conditions météorologiques canadiennes. L’ACIA a enregistré 119 variétés au Canada entre 2012 et 2022, mais seulement quatre variétés (AAC Nikon, AAC Meadowview, AAC Bridgeview et AAC Trueman) ont été développées au Canada. Les 115 autres variétés proviennent de programmes de sélection en Chine, en Australie, en Californie, de l’état de Washington ou du Wisconsin, où les hivers sont généralement plus doux que dans la plupart des régions au Canada.

La survie de la luzerne à l’hiver dépend de la tolérance au gel et de la dormance à l’automne. La tolérance au gel se veut la capacité à survivre à des températures froides. La dormance à l’automne survient lorsque les journées plus courtes et les températures plus fraîches font en sorte que la luzerne redirige les glucides et les protéines de la partie de la plante qui se trouve au-dessus du sol vers les racines pour stimuler la recroissance au printemps suivant. Avec les variétés actuelles, la dormance à l’automne survient au cours des quatre à six semaines avant la première gelée meurtrière. Les producteurs sont avisés de ne pas faire paître ni couper la luzerne pendant cette période pour éviter qu’elle ne meure pendant l’hiver. La réduction réussie de la dormance à l’automne raccourcirait cette période critique, allongerait les saisons de croissance et de pâturage et augmenterait les rendements de luzerne (à condition qu’elle ne compromette pas sa survie à l’hiver).

La sélection de plants pour réduire la dormance à l’automne est simple — vous n’avez qu’à identifier et à reproduire les plants qui continuent à croître plus tard en automne. La sélection de plants pour favoriser la survie à l’hiver est difficile, car la nature n’offre pas toujours des hivers rigoureux (particulièrement dans les pays plus chauds).

OBJECTIFS

  • Améliorer la productivité en fin de saison des variétés de luzerne résistantes au froid qui sont convenables pour le pâturage dans les régions nordiques par une sélection récurrente de plants pour favoriser une dormance réduite et évaluer l’impact de la sélection sur la tolérance au gel.

CE QU’ILS ONT FAIT

Deux variétés canadiennes de luzerne résistantes au froid et à dormance élevée ont été utilisées. Peace est une variété à fleurs mauves sélectionnée pour sa survie à l’hiver et son rendement. Elle a été lancée en 1980. Yellowhead est une variété sibérienne qui a été sélectionnée pour sa survie à l’hiver et ses fleurs jaunes. Elle a été enregistrée en 2007. L’équipe a cultivé des plants de luzerne Peace et Yellowhead (2000 plants de chaque variété) dans une serre avec un éclairage et une température contrôlés. La durée de la journée et les températures ont été artificiellement réduites pour stimuler la dormance à l’automne. Les chercheurs ont coupé la luzerne et ont permis aux plants de repousser pendant un mois. Pour chaque variété, 50 pour cent des plants les plus hauts (ceux qui ont repoussé le plus et qui étaient moins dormants) ont été coupés et ont pu repousser à nouveau. Ce processus a été répété à trois reprises et les 50 plants Peace et les 50 plants Yellowhead les plus hauts ont été sélectionnés.

Ces populations à « dormance réduite » de première génération ont été cultivées dans des champs au Québec (Saint-Augustin et Normandin), en Saskatchewan (Swift Current) et en Alberta (Lacombe) aux côtés de la génération parentale d’origine des plants Peace et Yellowhead. Le rendement fourrager total, la hauteur des plants (dormance) et la survie à l’hiver ont été mesurés.

La tolérance au gel a été évaluée sous des conditions contrôlées. Les variétés d’origine Peace et Yellowhead et leurs populations à dormance réduite de première génération ont été cultivées en pots (420 de chaque type). Les plants ont été déplacés dans un congélateur-chambre, refroidis à sept niveaux de température différents (de -2 °C à -24 °C) et maintenus à chaque niveau de température pendant 90 minutes. À chaque niveau de température, 60 plants de chaque type ont été retirés, dégelés et cultivés à nouveau pour en évaluer la survie et la recroissance.

CE QU’ILS ONT APPRIS

Dans l’étude de terrain, la première génération de luzerne à dormance réduite a repoussé aussi bien ou considérablement mieux après la dernière coupe d’automne comparativement aux variétés parentales Peace ou Yellowhead non sélectionnées. La population de plants à dormance réduite et leurs variétés parentales avaient le même rendement, mais la population Yellowhead à dormance réduite avait un rendement de 40 % supérieur à sa génération parentale. Aucune différence en matière de mortalité à l’hiver n’a été observée, suggérant qu’une sélection pour une dormance réduite à l’automne ne compromettait pas nécessairement la survie à l’hiver sous ces conditions naturelles. Par exemple, dans les champs à Lacombe qui avaient les conditions hivernales les plus rigoureuses cette année-là, il y avait 0,8 pour cent à 4,8 pour cent de taux de mortalité à l’hiver dans les populations à dormance réduite comparativement à 4 pour cent à 10,4 pour cent chez les variétés parentales.

Dans les tests de tolérance au gel, la sélection pour une dormance réduite à l’automne n’affectait pas la tolérance au gel dans la luzerne Peace. La moitié des populations parentales et à dormance réduite sont mortes à des températures de -22,6 °C. À l’opposé, la sélection pour la dormance réduite à l’automne semblait réduire la tolérance au gel dans la luzerne Yellowhead. La moitié de la population parentale de la variété Yellowhead est morte à -24,0 °C, tandis que la moitié de la population de plants à dormance réduite est morte à -21,5 °C.

Ces travaux continueront pendant au moins quatre générations pour confirmer si cette approche de sélection peut améliorer les rendements des plants de luzerne à fleurs mauves et jaunes dans les climats nordiques, sans compromettre leur survie à l’hiver.

CE QUE CELA SIGNIFIE

Les compagnies privées de sélection de fourrages ont fusionné et se sont regroupées tout comme les entreprises dans les secteurs de la machinerie, de la pharmaceutique, des herbicides et du conditionnement. Les grandes multinationales concentrent leurs efforts de sélection sur les marchés les plus importants et non sur le développement de variétés résistantes au froid et à rendement élevé pour de petits marchés régionaux comme le Canada. Heureusement, les sélectionneurs de fourrages publics canadiens  se concentrent sur l’amélioration de cultures fourragères vivaces qui ont un bon rendement et qui persistent dans notre climat.

Entre-temps, n’oubliez pas que si votre première gelée meurtrière survient généralement entre la mi-septembre et la fin septembre, quatre à six semaines sont nécessaires pour que la luzerne prépare ses racines pour l’hiver et stimule la recroissance au printemps prochain. Le pâturage ou la récolte de luzerne entre le début du mois d’août et la première gelée meurtrière peut l’affaiblir et accroître le risque de mortalité à l’hiver.