Influence de la pratique de la taille de la garniture sur la croissance et le développement du chanvre industriel (Cannabis Sativa L.) en Californie du Sud

Rédigé par Arianna Bozzolo, Doctorat¹ et Nathanael Gonzales-Siemens²

¹ Directeur Rodale Institute Centre biologique de Californie
² Directeur de ferme, Rodale Institute Centre biologique de Californie

Introduction

La production de biomasse dans la plante de chanvre est connue pour varier selon la nature de la croissance variétale et les conditions nutritionnelles et environnementales. À cet égard, le retrait du bourgeon de tige principal terminal (garniture) est considéré comme un ajustement important pour la géométrie de la plante. Des données considérables ont été recueillies sur les effets de l'élimination de la structure des fruits sur la croissance et le rendement de plusieurs plantes annuelles. Kennedy (1991) a indiqué que l'élimination prolongée des structures fructifères (c.-à-d. Les boutons floraux) augmentait la taille du cotonnier, la hauteur de la plante, le nombre de branches sympodiales et la nouaison. Ahmed et Abdel-Al (1990) ont défloré des plants de coton, qui ont montré une réponse positive pour la hauteur de la plante, le nombre d'inter-nœuds et le poids des capsules. Des études ont montré que la garniture de tabac affectait considérablement la croissance et le développement de la plante, y compris la croissance des racines (Qi YC et al., 2012) et la qualité des feuilles (semaines et al., 1986). De plus, l'étêtage modifie de nombreux processus biologiques tels que le métabolisme du carbone et de l'azote, la photosynthèse et le métabolisme secondaire (Guo HX, 2011). La garniture de chanvre industriel peut augmenter la biomasse végétale totale et la production de boutons floraux, conduisant à des niveaux plus élevés de composés cannabinoïdes extractibles (Bòcsa et al., 1998), et finalement en améliorant sa valeur en tant que médicament. Bien que l'étêtage ait été utilisé comme pratique culturale sur une variété de cultures, on ne dispose pas de preuves suffisantes pour déterminer la manière dont la taille influe sur le phénotype de la plante de chanvre et la charge des cultures. Par conséquent, dans cette étude, nous avons étudié les effets de l'étêtage sur la croissance du chanvre industriel et la production de biomasse au Rodale Institute Centre biologique de Californie à Camarillo, CA.

Domaine d'étude

Matériels et méthodes

Un essai a été réalisé sur un sol limoneux argilo-limoneux de Pacheco au Rodale Institute California Organic Center situé à la ferme familiale McGrath à Camarillo, en Californie, pour déterminer l'effet de la garniture sur trois variétés de chanvre industriel pour la production de CBD. Le sol a été mis en disques et fertilisé avec 7.5-5-7.5 NPK à 833 lb / acre. Le 26^th de juin, des lits se sont formés et du paillis de plastique noir a été déposé avec l'irrigation goutte à goutte. À partir de la mi-juillet, les plantes ont été fertilisées une fois par semaine avec un engrais 10-0-0 (Ferticell® Explorer) à 2 lb / gal et un engrais 2-20-2 (Ferticell® Active ™ NPK) à 2.8 lb / gal jusqu'au 15 août^th. Les trois dernières applications d'engrais comprenaient un engrais micronutriments 1-0-0 (Microelements ™ 1-0-0 Ferticell®) à 1 pinte / acre. Toutes les modifications de fertilité ont été approuvées pour une utilisation dans des systèmes biologiques certifiés USDA. Le 10 juillet^th, les semis fournis par Ventura Seed Company ont été transplantés dans une conception de parcelles divisées avec la pratique de l'étêtage comme traitement principal et les variétés comme facteur secondaire avec quatre répétitions. Les plants ont été transplantés à un espacement de 4 pieds sur 7 pieds, 1556 plants par acre. Début août, les plants mâles ont été coupés, placés dans des sacs en plastique et retirés du champ.

La collecte de données sur la croissance des plantes a commencé deux semaines après la transplantation et a été répétée à des intervalles de 15 jours en enregistrant les caractéristiques morphologiques, telles que la hauteur de la plante et le nombre de nœuds. La pratique de la garniture a été effectuée au cours de la première semaine d'août, en supprimant le nœud apical de la pousse principale (photo 1).

Les plantes ont été récoltées selon l'évaluation visuelle de la maturité de l'inflorescence le 25 septembre^th, Octobre 17^th et novembre 3^rd pour les variétés First Frost, Grape Soda et Cherry Soda, respectivement. Les plantes ont été échantillonnées de manière destructive et les poids secs totaux de la biomasse aérienne et souterraine ont été mesurés à la récolte. Toutes les données ont été analysées à l'aide du logiciel Co-Stat Statistical Software (version 6.201; CoHort Software) avec une séparation des moyennes réalisée à l'aide du test Student-Newman-Keuls.

Résultats

Lorsque les données ont été analysées en comparant les moyennes par variété pour tous les traitements, Grape Soda a montré le plus grand nombre de nœuds par rapport aux deux autres variétés pendant la durée de l'expérience. Cherry Soda a augmenté le nombre de nœuds au cours de la deuxième partie de la saison, atteignant des valeurs similaires enregistrées pour Grape Soda. La variété First Frost a montré un faible nombre de nœuds par rapport aux deux autres variétés pour toutes les dates d'échantillonnage (1a). La hauteur de la plante variait selon la variété. À la première date d'échantillonnage, les deux variétés de Soda avaient des hauteurs similaires. Par la suite, Grape Soda a montré une hauteur de plante plus élevée par rapport aux deux autres et est restée plus élevée jusqu'à la récolte. Après la première date d'échantillonnage, lorsque Cherry Soda et Grape Soda ne présentaient aucune différence de hauteur, la hauteur de la plante Cherry Soda était nettement inférieure à celle de Grape Soda et de First Frost, jusqu'au 17 août.^th échantillonnage lorsque Cherry Soda a exprimé un phénotype intermédiaire entre Grape Soda et First Frost et l'a maintenu jusqu'à la récolte.

First Frost a montré les plus grandes hauteurs par rapport à Grape Soda et Cherry Soda lors de la première date d'échantillonnage; par la suite, les plantes First Frost avaient des hauteurs plus grandes que Cherry Soda, mais similaires à Grape Soda jusqu'à la mi-août. La croissance a ralenti au cours de la deuxième partie de la saison, se terminant à la récolte avec des plantes plus courtes par rapport aux autres variétés (Fig.1b).

Lorsque les données ont été analysées par variété et traitement, l'étêtage réduisait la hauteur globale de la plante dans First Frost et Cherry Soda à certaines dates d'échantillonnage, mais cela n'a eu aucun impact sur la hauteur de Grape Soda à aucun moment.

L'effet du nappage sur le nombre de nœuds différait selon la variété et la date d'échantillonnage. L'étêtage de la variété Grape Soda a réduit le nombre de nœuds dans les plantes traitées pendant les deux dates d'échantillonnage après la taille, mais aucune différence n'a été observée à la récolte.

Dans Cherry Soda, l'étêtage a réduit le nombre de nœuds dans les plantes traitées pendant une date d'échantillonnage après la taille, et aucune différence n'a été montrée après. L'impact de l'étêtage sur la hauteur de Cherry Soda était détectable à la date d'échantillonnage avant la récolte, mais pas à la récolte.

Le nombre de nœuds de First Frost ne différait à aucun moment. La récupération des plantes après élagage a nécessité plus de temps que les variétés Soda: des différences significatives entre les traitements ont été mises en évidence lors des deux dates d'échantillonnage après la coupe.

À la récolte, le Cherry Soda et le Grape Soda, taillés ou non taillés, ont produit une biomasse aérienne et totale plus élevée que First Frost. La production de biomasse des plants de soude de raisin et de soude à la cerise à la récolte était supérieure à celle des plants témoins non étêtés. Aucune différence n'a été notée entre les traitements pour la biomasse souterraine.

La production de biomasse aérienne des usines First Frost ne différait pas des plantes témoins, mais la production en masse de racines était plus élevée dans les plantes surmontées. Cependant, la production totale de biomasse ne différait pas entre les traitements (Fig. 3).

Discussion et conclusion

Les coupes de taille qui éliminent les pointes de croissance déconnectent les voies de l'auxine cytokinine dans les plantes. L'élimination de la pointe des pousses libère les points de croissance dormants, tels que les bourgeons latéraux et épicormiques. Cette nouvelle croissance nécessite des ressources pour survivre. L'expansion nouvellement formée de la croissance se fait souvent au détriment du système racinaire et de la santé globale de la plante, car l'allocation des ressources change radicalement. La capacité d'une plante à surmonter le stress d'une coupe est révélée par la rapidité avec laquelle la plante guérit et rétablit sa croissance, et elle est expliquée dans cette expérience par des différences ou des similitudes de hauteur entre les plantes taillées et non taillées pendant les dates d'échantillonnage après la événement de taille. Dans cette recherche, l'étêtage n'a pas diminué la hauteur des plantes et le nombre de nœuds à la récolte pour toutes les variétés.

Dans cette étude présentée ici, la croissance et la production de trois variétés de chanvre industriel après la pratique de taille par étêtage ont été signalées. Il a été démontré que l'étêtage, une forme d'élagage qui enlève le méristème apical pour favoriser la ramification latérale, avait un impact positif sur la production de chanvre, augmentant la biomasse aérienne des plantes des variétés Grape Soda et Cherry Soda. Le pourcentage d'augmentation de la production aérienne et totale de la biomasse était égal à 34.9% dans les usines étêtées avec une production par acre de 1.75 tonne, comparativement à 1.12 tonne de plantes non élaguées. Par conséquent, selon les résultats préliminaires exposés ici, il peut être recommandé d'incorporer cette procédure de gestion de la canopée dans les pratiques de culture du chanvre pour la production de Grape Soda et Cherry Soda. Le poids des plantes hors sol de la variété First Frost étêtée et non étêtée ne différait pas; par conséquent, une pratique de garniture sur cette variété n'est pas actuellement conseillée.

Dans cette expérience, l'étêtage n'a été effectué qu'une seule fois, avant la floraison. Cependant, les effets des dates d'étêtage plus précoces et la fréquence de la coupe doivent être étudiés, ainsi que les effets de l'étêtage sur les concentrations de cannabinoïdes dans la feuille, qui déterminent finalement la valeur économique de la culture. Des analyses supplémentaires prendront en compte la production de cannabinoïdes, le profil des cannabinoïdes, la valeur économique et les coûts de main-d'œuvre associés à la garniture.