Que se passe-t-il dans le plant de
maïs par temps sec?

Avant de parler de l'influence de l'eau sur la croissance, le développement et le rendement du maïs, nous devons d'abord expliquer le concept de l'évapotranspiration.

Le mot évapotranspiration désigne à la fois la perte d'eau à partir de la surface du sol, par évaporation, mais également la perte d'eau utilisée par un plant, pendant la transpiration. L'évaporation à partir du sol est la principale source de perte d'eau dans le sol, pendant les premiers stades de croissance. À mesure que la taille des feuilles du maïs augmente, la transpiration devient le principal mécanisme par lequel l'eau passe du sol au plant, puis du plant à l'atmosphère.

Le rendement est réduit lorsque la demande d'évapotranspiration dépasse l'eau disponible dans le sol à tout moment, pendant le cycle biologique du maïs. La disponibilité, l'absorption et le transport des nutriments sont réduits s'il n'y a pas suffisamment d'eau. Les plants affaiblis par le stress seront plus susceptibles aux maladies et aux dommages causés par les insectes. En l'absence d'eau, les feuilles du maïs s'enroulent. Lorsque les plants sont très stressés, l'enroulement des feuilles débutera tôt dans la journée. La demande d'évapotranspiration du maïs varie pendant son cycle biologique (Tableau 1). L'évapotranspiration est maximale à peu près au moment de la fermeture du couvert. Selon les estimations, l'évapotranspiration maximale chez le maïs se situe entre 0,20 et 0,39 po par jour. Le rendement du maïs est plus sensible au stress hydrique pendant la floraison et la pollinisation, et ensuite pendant le remplissage du grain et enfin pendant les stades de croissance végétative.

Développement végétatif

Le stress hydrique pendant le développement végétatif réduit l'expansion des tiges et des cellules des feuilles, ce qui réduit la hauteur du plant et la surface foliaire. Le nombre de feuilles n'est habituellement pas perturbé par le stress hydrique. Les racines du maïs peuvent atteindre de 5 à 8 pi de profondeur, et le sol peut contenir de 1,5 à 2,5 po d'eau disponible par pied de sol, tout dépendant de la texture du sol. La taille des épis peut être plus petite. Le nombre de grains (rangées) est réduit. La tension hydrique précoce ne perturbe habituellement pas le rendement jusqu'aux stades V10-V12. Au delà de ces stades, le stress hydrique commence à avoir un effet croissant sur le rendement du maïs.

Pollinisation

Le stress hydrique au moment de la floraison et de la pollinisation retarde l'apparition des soies, réduit la longueur des soies et inhibe le développement des embryons après la pollinisation. La tension hydrique pendant cette période réduit le rendement des gains de maïs de 3 à 8 % pour chaque jour de stress (Tableau 1). La tension hydrique ou la chaleur nuit à la synchronisation de la libération du pollen et à l'apparition des soies. La tension hydrique peut retarder l'apparition des soies jusqu'à ce que la libération du pollen soit presque ou entièrement terminée. Par temps chaud, d'humidité relative faible et d'humidité insuffisante dans le sol, les soies exposées peuvent se dessécher et ne pas être réceptrice à la germination du pollen.

Deux méthodes sont couramment utilisées pour évaluer le succès ou l'échec de la pollinisation : le dénombrement des soies attachées et le développement des ovules en développement. Une soie est attachée à chaque grain potentiel sur l'épi. Lorsqu'un grain de pollen " atterrit " sur une soie donnée, elle germine rapidement et produit un tube de pollen qui grandit jusqu'à la longueur de la soie pour fertiliser l'ovule en 12 à 28 heures. Dans les une à trois journées suivant la pollinisation d'une soie et si la fertilisation de l'ovule réussit, la soie se détache du grain en développement. Les ovules non fertilisées ont encore des soies attachées. Si on ouvre délicatement l'enveloppe de l'épi et on le secoue doucement, les soies des ovules non fertilisés tombent aisément. Les ovules en développement (grains) ont la forme d'ampoules aqueuses (c'est le stade " gonflement " dans le développement des grains) environ 10 à 14 jours après la fertilisation des ovules. La proportion d'ovules fertilisés (les futurs grains) sur un épi indique le progrès et le succès de la pollinisation.

L'élongation des soies débute près du bas de l'épi et progresse vers son extrémité supérieure. Les soies de l'extrémité supérieure sont habituellement les dernières à émerger des feuilles. Si les épis sont inhabituellement longs (de nombreux grains par rangée), les soies finales à l'extrémité de l'épi peuvent alors émerger seulement après la libération du pollen. Une autre cause de grains incomplets est l'avortement des ovules fertilisés. Les grains avortés se distinguent des ovules non fertilisées, car ils ont déjà entrepris leur développement. Les grains avortés sont ratatinés et pour la plupart blancs.

Développement des grains (remplissage du grain)

Le stress hydrique pendant le développement des grains peut causer l'assèchement des feuilles, réduire la période de développement des grains, accroître la verse et réduire le nombre de grains. Le stress hydrique pendant le développement des grains réduit le rendement de 2,5 à 5,8 % pour chaque jour de stress (Tableau 1). Les grains sont plus susceptibles à l'avortement pendant les deux premières semaines suivant la pollinisation. Les grains près de l'extrémité de l'épi sont habituellement les derniers à être fertilisés et ils sont moins vigoureux que le reste, et donc plus susceptibles à l'avortement. Quand les grains ont atteint le stade pâteux, une perte de rendement peut également survenir principalement à cause d'une augmentation moindre du poids sec des grains.

Si un stress grave causé par l'humidité se poursuit pendant les premiers stades de développement des grains (gonflement et état laiteux), cela peut aisément causer l'avortement des grains en développement. Un stress grave pendant les stades d'état laiteux et de dent réduit le rendement, essentiellement à cause d'une réduction du poids des grains, cette réduction de rendement étant souvent causée par la formation prématurée d'une couche noire dans les grains. Quand les grains ont atteint la maturité physiologique, le stress n'aura plus aucun effet physiologique sur le rendement final (Tableau 1). La pourriture de la tige et de l'épi peut toutefois se poursuivre même si le maïs a atteint la maturité physiologique, ce qui réduit indirectement le rendement en grains, à cause de la verse du plant. La pourriture de la tige se manifeste le plus souvent quand les épis présentent un nombre élevé de grains et ont été prédisposés au stress, notamment la tension hydrique.

Mort prématurée des plants

La mort prématurée des feuilles se traduit par une perte de rendement, parce que la production de la
"machine" photosynthétique est grandement réduite. Le plant peut remobiliser les glucides emmagasinés dans les tissus des feuilles ou de la tige, vers les épis en développement, mais il y aura quand même perte de rendement. La mort de tous les tissus du plant empêche toute remobilisation des glucides emmagasinés vers les épis en développement. Si la mort du plant survient avant la formation normale de la couche noire, cela provoquera le développement prématuré de points noirs, d'où un développement incomplet des grains, ce qui donnera en définitive des grains légers et dévitalisés. L'humidité des grains sera supérieure à 35 %, ce qui nécessitera un assèchement important dans les champs avant la récolte.

Figure 1 - Enroulement des feuilles du maïs dans des conditions
sèches et de tension hydrique.
Photo gracieuseté d'Adam Hayes, MAAARO.