Mesure de la dynamique de libération, de la dispersion et du dépôt de pollen de maïs en aval d'une parcelle de maïs par des méthodes micrométéorologiques

Section 1. Dispersion du pollen

National audience

English. The atmospheric transport of pollen is an important mechanism of gene dispersal in the environment, especially for plants such as maize. The physical mechanisms underlying the release, the wind-dispersal and the deposition of maize pollen were little studied in the past. In this study, we present the results of an experimentation carried out by the Inra and the AGPM in July 2000 near Montargis, in the south of Paris, France. The airborne concentrations, the horizontal fluxes as well as the deposition rates of pollen were measured at several distances (x) downstream from a 20 m × 20 m experimental maize plot, located in the middle of a bare soil field of 120 m. The micrometeorological conditions (wind, temperature, moisture, radiation...), as well as the production of pollen by the plants were measured, in order to interpret the fluxes and concentrations and to have the necessary data to validate the SMOP-2D model. The aiborne pollen concentration measured with "rotorods" (rotating impactors) varied between 1 and 210 grains m³. By using a mass-balance method, which combines the concentration in pollen and the wind-speed, we have evaluated the horizontal flux of pollen between 0 and 5 m high. This flux varied between 10 and 480 grains/m²/s at x = 3 m and 3 and 210 grains/m²/s at x = 10 m. The total flux of pollen emitted by the maize field was evaluated at x = 3 m as lying between 20,000,000 and 800,000,000 grains/day, which is smaller than the production of pollen by the plants. The deposition of pollen evaluated as the difference between the horizontal fluxes at x = 3 m and x = 10 m varied from 10 to 270 grains/m²/s. The deposition evaluated from cups placed on the ground is very comparable to these estimations by mass balance. Our evaluations indicate that the quantity of pollen deposited between x = 1 m and x = 32 m varies between 28% and 90% of the emitted quantity. The data file collected has been used, along with other similar data files obtained in 2001, for the validation of the SMOP-2D model.

French. Le transport atmosphérique du pollen est un mécanisme important de la dispersion de gènes dans l'environnement, en particulier pour des plantes comme le maïs. Les mécanismes physiques sous-jacents à la libération, la dispersion par le vent et le dépôt du pollen de maïs ont été peu étudiés par le passé. Dans cette étude, nous présentons les résultats d'une expérimentation menée par l'INRA (UMR-EGC) et l'AGPM en juillet 2000 à proximité de Montargis, au sud de Paris. Les concentrations dans l'air, les flux horizontaux ainsi que les dépôts de pollen ont été mesurés à plusieurs distances (x) en aval d'une parcelle expérimentale de maïs de 20 m ´ 20 m, située au milieu d'une parcelle de sol nu de 120 m de coté. En parallèle, les conditions micrométéorologiques (vent, température, humidité, rayonnement, ), ainsi que la production de pollen par les plantes ont été mesurées, afin d'interpréter les flux et concentrations et d'avoir les données nécessaires pour valider le modèle SMOP-2D. La concentration en pollen dans l'air mesurée avec des « rotorods » variait entre 1 et 210 grains/m³. En utilisant une méthode de bilan de masse, qui combine la concentration en pollen et la vitesse du vent, nous avons estimé le flux horizontal de pollen entre 0 et 5 m de hauteur. Ce flux variait entre 10 et 480 grains/m²/s à x = 3 m et 3 et 210 grains/m²/s à x = 10 m. Le flux total de pollen émis par la parcelle a été estimé à partir du flux à 3 m comme étant compris entre 20 000 000 et 800 000 000 grains/jours, ce qui est à peu près d'un ordre de grandeur plus petit que la production de pollen par les plantes. Le dépôt de pollen estimé comme la différence entre les flux horizontaux entre x = 3 m et x = 10 m (défaut de bilan) variait de 10 à 270 grains/m/s. Le dépôt estimé à partir de pièges placés sur le sol est très comparable aux estimations par défaut de bilan. Nos estimations indiquent que la quantité de pollen déposée entre x = 1 m et x = 32 m varie entre 28 % et 90 % de la quantité émise. Le jeu de données recueilli servira, avec d'autres jeux de données similaires obtenues en 2001, à la validation du modèle SMOP-2D).