Agronomie 12 (1992) 515-525
DOI: 10.1051/agro:19920703

Analysis of the variability of sugar beet (Beta vulgaris L) growth during the early stages. I. Influence of various conditions on crop establishment

J. Boiffin^a, C. Durr^a, A. Fleury^b, A. Marin-Laflèche^a and I. Maillet<sup>c

a</sup>  INRA, Station d'Agronomie de Laon-Péronne, BP 101, 02004 Laon Cedex
^b  INAPG, Chaire d'Agronomie, Route de Thiverval, 78850 Grignon
^c  INRA, Laboratoire d'Agronomie, Route de Thiverval, 78850 Grignon, France

Abstract - The expansion of the sugar beet leaf canopy tends to be slow in the north of France. This is an important source of loss of yield. This study identifies the main sources of growth variability before competition starts between plants. Field plots were set up for different years and crop establishment conditions (soil types, sowing dates, plastic mulches, sowing depths, tillage operations, cultivars). Growth curves were obtained for each experimental treatment by sampling plants having the same emergence date and the same seedling size index. This index was obtained by measuring the length of the first leaf at a constant thermal time from emergence. Date were fitted to an exponential model in which time was expressed as a thermal time calculated from the emergence date and using soil temperatures. This calculation accounted for most of the differences between soil types, mulch conditions and emergence dates. Aerial biomass varied widely at the end of the exponential period. The variability of growth curves was mainly due to their intercept (W_o), which was strongly correlated with the seedling size index. In 1987, the seedlings having the largest size at the beginning of the study period had a subsequent RGR which was significantly lower than the others. This could be due to a change in the exponential growth pattern in the latest part of the period studied. The average RGR obtained in 1987 were lower than those obtained in 1988, but the other experimental treatments influenced early growth only through the initial size of seedlings. When growth is not limited by soil nutritional factors, the wide variability in plant aerial biomass before competition is largely due to differences at the beginning of seedling growth, established before the 4-leaf stage.

Résumé - Variabilité des courbes de croissance de la betterave sucrière (Beta vulgaris L) au stade jeune. I. Influence de différentes conditions d'implantation. Au nord de son aire de culture, le développement du couvert foliaire de la betterave est assez lent ce qui limite l'interception du rayonnement et la productivité. L'étude vise à identifier les principales sources de variabilité de la croissance précédant le début de la compétition entre plantes. Réalisées au champ en 1987 et 1988, les expérimentations ont consisté à mettre en oeuvre une large gamme de conditions d'implantation de la betterave : différents types de sols, dates de semis, modalités de couverture du sol (mulch plastique ou sol nu) et de préparation des lits de semences, profondeurs de semis, cultivars. Pour chaque traitement expérimental, les courbes de croissance sont obtenues en échantillonnant des plantes ayant la même date de levée et appartenant, au stade plantule, à la même classe de taille. Celle-ci est évaluée d'après la longueur de la première feuille, 225 °C.j après émergence. Les mesures de biomasse s'ajustent de façon étroite à un modèle exponentiel où une somme de °C.j calculée à partir des températures mesurées dans le sol est substituée au temps chronologique. La variabilité des courbes de croissance obtenues est imputable à l'ordonnée à l'origine du modèle, elle-même fortement liée à la classe de taille. En 1987, les plantules ayant la plus forte taille présentent par la suite un taux de croissance moins élevé, qui pourrait être imputable à un changement de régime de croissance (début d'allocation préférentielle des assimilats aux racines) en fin de période d'étude. Par ailleurs, les pentes ne présentent de variation marquée qu'entre années d'expérimentation. La principale influence des traitements expérimentaux s'exprime à travers la distribution des tailles de plantules. Aussi, en l'absence de facteur limitant hydrique ou nutritionnel, l'importante variabilité des biomasses aériennes constatée à la fin du printemps est fortement héritée des tout premiers stades du développement de la culture, antérieurs à l'apparition de la deuxième paire de feuilles.

Key words: Beta vulgaris L = sugar beet / exponential growth / crop establishment / seedling size / nonlinear regression

Mots clés : Beta vulgaris L = betterave sucrière / croissance exponentielle / implantation / taille des plantules / régression non-linéaire