Agronomie 23 (2003) 327-334
DOI: 10.1051/agro:2003005

Effets de l'augmentation du CO ₂ atmosphérique sur la physiologie et les paramètres de rendement du haricot

Abdelmalek Boutaleb Joutei^a, Jean-Louis Salager^b, Laurette Sonié^b, Georges Van Impe^c and Philippe Lebrun<sup>c

a</sup>  Département de Zoologie Agricole, École Nationale d'Agriculture, BP S/40, Meknès, Maroc
^b  Centre d'Écologie Fonctionnelle et Évolutive, Centre National de la Recherche Scientifique, 34293 Montpellier Cedex 5, France
^c  Unité d'Écologie et de Biogéographie, Université catholique de Louvain, 5 Place Croix du Sud, 1348 Louvain-la-Neuve, Belgique

(Reçu le 13 novembre 2001 ; révisé le 28 août 2002 ; accepté le 17 septembre 2002)

Abstract
Effects of elevated CO ₂ on the physiology and yield parameters of bean. The effects of elevated CO ₂ on bean (Phaseolus vulgaris) physiology were analysed in greenhouses at 350 l/l and at 700 l/l (i.e. twice the actual level). The photosynthesis of beans grown under high CO ₂ concentration increased (+73% until the 40th day after germination). At high concentration, leaf nitrogen content was 15% lower while the C/N ratio was 19% higher. Leaf soluble and unsoluble sugar contents increased (+49 and +64%, respectively). The CO ₂ doubling significantly increased leaf area by 36% and leaf mass by 57%. Two months after sowing, plants exposed to 700 l/l produced pods with higher fresh and dry weights (+44 and +110%, respectively). The individual pod dry weight and length also were also higher (+100 and +10%) but the number of seeds per pod was reduced (-9%). The soluble sugar content increased by 41%. In summary, the results suggest that the CO ₂ doubling has an important effect on bean yield, particularly on the quantitative level, but the increase in the soluble sugar content was more important on the qualitative level.

Résumé
Les effets de l'augmentation du CO ₂ sur la physiologie du haricot, Phaseolus vulgaris, ont été analysés en serre à 350 l/l et à 700 l/l, soit le double du niveau actuel. La photosynthèse des plants de haricots cultivés sous un régime riche en CO ₂ est augmentée de 73 % jusqu'au 40^e jour après la germination. Le contenu en azote foliaire a diminué de 15 % avec une augmentation du rapport C/N de 19 %. Les contenus foliaires en sucres solubles et insolubles ont augmenté de 49 et de 64 %. Le doublement du niveau de CO ₂ a produit une augmentation de 36 et 57 % de la surface et de la masse foliaires. Deux mois après le semis, les poids frais et sec des gousses par plant de haricot ont augmenté respectivement de 44 et 110 % en serre à 700 l/l. Dans les mêmes conditions, le poids sec individuel de la gousse ainsi que sa longueur ont augmenté de 100 et de 10 %, mais le nombre de graines par gousse a diminué de 9 %. L'analyse de la composition chimique des gousses en atmosphère enrichie en CO ₂ a montré une augmentation de 41 % du contenu en sucres solubles. De la synthèse de ces résultats, il apparaît donc que suite au doublement du CO ₂ le rendement des plants de haricot est nettement plus élevé, particulièrement sur le plan quantitatif, tandis que sur le plan qualitatif la richesse en hydrates de carbone solubles devient beaucoup plus importante.

Key words: CO ₂ / bean / photosynthesis / leaf nitrogen / C:N

Mots clés : CO ₂ / haricot / photosynthèse / azote foliaire / C:N

Correspondence and reprints: Philippe Lebrun
    e-mail: Lebrun@ecol.ucl.ac.be

Communicated by Gérard Guyot (Avignon, France)

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