La récolte actuelle fait ressortir les grandes priorités du MRN : biomasse, maladies invasives/espèces menacées, résilience de l’écosystème
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| Darren Derbowka (au centre) est le nouveau leader intérimaire des installations de culture. Les autres personnes travaillant aux installations de culture de l’IRFO cet été sont le technicien en propagation Kevin Maloney (à gauche) et l’étudiante en stage d’été Brittany Nicholson. |
Les installations de culture de l’IRFO bourdonnent d’activité, sous la direction d’un nouveau leader. Darren Derbowka est maintenant leader par intérim des installations de culture, une affectation d’un an pendant le congé prolongé du leader permanent, Stew Blake.
Derbowka est arrivé en avril, à un moment difficile mais palpitant pour les installations de culture de l’IRFO. Selon le point atteint par les chercheurs dans leurs travaux, certaines années sont plus tranquilles que d’autres.
« Nous avons été très occupés cette année, ce qui m’a permis de plonger tête première dans les tenants et les aboutissants de nos installations, explique Derbowka. J’adore être engagé dans un si grand nombre d’études intéressantes et interagir avec plusieurs personnes différentes à l’interne, ainsi qu’avec des chercheurs d’autres institutions, comme l’Université Algoma. »
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Les installations de culture de l’IRFO: WOW!
Qu’est-ce qui pousse dans les serres de l’IRFO? Pour commencer, 50 000 pins blancs!
Les chambres de culture de l’IRFO : un meilleur contrôle pour plus de confiance dans les résultats
Les installations extérieures de l’IRFO : la vraie vie, moins de contrôle
Si vous voulez en savoir plus sur les installations de l’IRFO…
Derbowka n’est pas étranger à la recherche ou aux installations de culture de l’IRFO. Il a travaillé à l’IRFO pendant une douzaine d’années, d’abord comme technicien dans les programmes de recherche en écologie forestière, en sylviculture des feuillus et en pathologie forestière, puis comme forestier spécialiste en recherche dans le programme de génétique, aidant le chercheur généticien Pengxin Lu à développer des hybrides de pin blanc résistants à la rouille vésiculeuse (page externe; en anglais seulement) et mettant sur pied le laboratoire d'embryogenèse somatique de l'IRFO.
Qu’est-ce qui occupe les journées d’un leader des installations de culture? Derbowka explique que sa tâche première consiste à communiquer avec les chercheurs à propos de leurs besoins toujours croissants. Qu’est-ce qu’ils doivent cultiver, quand, pendant combien de temps, dans quel genre d’installations, et dans quelles conditions environnementales? Il doit également :
- s’assurer qu’ils disposent de tout ce dont ils ont besoin pour cultiver des arbres : les graines, de la tourbe, de la perlite, des engrais, des plateaux de culture, etc.;
- coordonner les tâches des installations de culture, comme la stratification des semences (briser la dormance en conservant les semences au froid), la plantation, l’entretien, le contrôle des ravageurs, etc.;
- surveiller les arbres et l’équipement et corriger les problèmes si quelque chose ne va pas.
« Je passe beaucoup de temps à chercher les choses qui sortent de l’ordinaire, dit Derbowka. Utilisons-nous le bon mélange de terreau? Trop d’arrosage, ou pas assez? Des ravageurs ou des maladies fongiques sont-ils apparus? Dans une serre, c’est certain qu’il y aura des problèmes, mais nous consacrons beaucoup d’efforts à les prévenir et à les corriger rapidement lorsqu’ils surviennent. »
Derbowka souligne qu’il n’est qu’un parmi plusieurs personnes qui contribuent à assurer le succès de la recherche dans les installations de culture de l’IRFO. Les autres membres de l’équipe d’exploitation sont :
- Kevin Maloney, technicien en propagation, dont la responsabilité principale est l’entretien des arbres cultivés à l’IRFO, notamment la préparation du terreau, l’ensemencement, la propagation, la transplantation, l’arrosage, la fertilisation, etc.;
- Randy Fawcett, coordonnateur des installations, coordonne le fonctionnement et l’entretien des bâtiments ainsi que la gestion des contrats et des projets;
- Rob Uhl de CBRE Canada, l’organisation responsable de l’entretien des immeubles de la FPO, qui garde l’équipement en bon état de marche.
« C’est une excellente équipe, souligne Derbowka. Les membres ont une grande expérience des installations de culture de l’IRFO et m’ont été immensément utiles durant mes quatre premiers mois à ce poste. »
L’IRFO a également une nouvelle gestionnaire intérimaire, Sandra Wawryszyn, qui supervise les installations de culture et l’ensemble des activités de l’immeuble, y compris la réception et le transfert de technologie. Elle remplace Ed Cappelli, qui a accepté une affectation à Peterborough, jusqu’à la fin de l’exercice financier.
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| Le chercheur généticien Pengxin Lu vaporise une solution contenant le champignon qui cause la rouille vésiculeuse sur des semis d’hybrides de pin blanc. Il dit que les chambres de culture de l’IRFO offrent un environnement idéal pour inoculer les semis et mesurer leur résistance à la maladie. |
Les installations de culture de l’IRFO : WOW!
Au cours des 22 dernières années, des milliers de personnes ont visité les bâtiments de l’IRFO, et leur réaction aux installations de culture comprend habituellement le mot wow.
« C’est une installation de pointe pour la recherche forestière », affirme Steve Colombo, chercheur scientifique en stress environnemental, qui a participé à la conception des installations de culture à la fin des années 1980. « Nous avons fait beaucoup de chemin depuis le temps des serres sans circulation d’air et où nous devions installer les toiles pour l’ombre à la main. »
Le généticien en recherche de l’IRFO, Pengxin Lu déclare pour sa part que « Les installations de culture et l’arboretum de l’IRFO font partie des principaux facteurs qui m’ont amené au MRN en 2000, et j’en suis devenu depuis l’un des principaux utilisateurs. Le personnel a géré les serres et les chambres de culture de façon idéale pour permettre la conduite de différentes expériences sous environnement contrôlé, ce qui a grandement facilité la progression de mes recherches, notamment sur le développement d’hybrides de pin blanc résistant à la rouille vésiculeuse (page externe; en anglais seulement) et l’étude de l’adaptation des arbres des forêts au changement climatique. L’arboretum spacieux et bien entretenu de l’IRFO m’a fourni un site pratique et sécuritaire pour conserver les pins blancs élites que nous avons hybridés pour augmenter leur résistance à la rouille vésiculeuse. »
Qu’est-ce qu’une installation de culture? L’IRFO dispose sur place de deux types d’installations de culture : a) les serres et b) les chambres de culture. Ces installations sont contrôlées et surveillées par ordinateur, avec des interrupteurs manuels en cas d’urgence et des systèmes d’alarme pour le cas où les niveaux de température, d’humidité ou de dioxyde de carbone présenteraient des variations trop marquées.
« Chaque type d’installation comporte ses avantages et ses inconvénients, explique Derbowka. Lorsque nous cultivons des arbres dans une chambre de culture, nous avons un plus grand degré de contrôle sur les conditions de croissance, de sorte que les chercheurs peuvent déterminer avec davantage de précision ce qui influe sur la croissance et le développement de l’arbre. Nous pouvons aussi imiter les conditions d’été en hiver ou mettre les arbres en dormance même si c’est l’été. »
L’avantage des serres est qu’elles disposent de la véritable lumière du jour, mais le personnel y a moins de contrôle sur la température et les autres conditions. L’IRFO dispose de trois types de serres :
- des serres multi-chapelles en verre, pour les essais à plus grande échelle;
- des serres recouvertes de plastique, utilisées principalement pour entreposer des arbres présentant des traits génétiques de grande valeur, comme la résistance aux maladies;
- des serres en cubicules de la taille d’une chambre pour les plus petites expériences qui exigent l’isolement (les chercheurs peuvent réaliser les mêmes essais sous des conditions différentes dans plusieurs cubicules).
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| Le personnel des serres et les chercheurs ont récemment semé 50 000 semis de pin blanc – l’une des plus grandes récoltes de l’histoire de l’IRFO – en prévision d’une plantation dans le cadre d’une étude sur la biomasse qui se tiendra dans la Forêt de recherche de Petawawa en 2013.. |
Qu’est-ce qui pousse dans les serres de l’IRFO? Pour commencer, 50 000 pins blancs!
« Le degré de contrôle que nous exerçons dans nos installations de culture est important dans les recherches sur les semis d’arbre, et elles sont très commodes pour la culture des arbres dans les expériences sur le terrain », explique le chercheur scientifique en écosystèmes de feuillus Trevor Jones, qui mène deux projets de recherche dans les serres de l’IRFO.
Dans le premier projet, le personnel des serres et de la recherche cultive 50 000 semis de pin blanc qui seront plantés dans la Forêt de recherche de Petawawa à l’automne 2013. Cette culture est l’une des plus importantes dans l’histoire de l’IRFO.
« Nous avons besoin de ces arbres pour un de nos sites de recherche sur la biomasse », explique Jones. Nous tentons de déterminer la meilleure façon de restaurer les forêts mixtes dégradées en forêt de pin blanc après la récolte de biomasse. La plantation de pin blanc fait partie de notre stratégie de régénération. »
Dans le deuxième projet de Jones, le personnel fait pousser environ 2 000 arbres dans le cadre d’une étude sur l’utilisation de la cendre des chaudières à biomasse comme fertilisant pour les semis d’arbre. Le mélange comprend des érables à sucre, du bouleau jaune, du pin blanc, du pin rouge et de l’épinette rouge.
« Les semis fertilisés et les semis de contrôle seront mesurés, pesés et comparés après 16 semaines pour voir si le fertilisant a bien fonctionné, explique Jones. Ces travaux s’inscrivent dans une étude plus vaste menée par l’Université de Toronto pour déterminer comment maximiser l’utilisation des fibres récoltées pour la bioénergie tout en minimisant les effets négatifs sur l’écosystème. »
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| La forestière de recherche en pathologie Forester Sylvia Greifenhagen discute des travaux de recherche sur le chancre du noyer cendré avec l’ancien sous-ministre du MRN David Lindsay dans une des serres de l’IRFO. |
Il souligne que le fait de réaliser cette expérience dans les serres de l’IRFO élimine les frais de déplacement et permet un plus grand contrôle sur l’environnement de croissance, de sorte que les chercheurs peuvent avoir davantage confiance que les différences de croissance sont dues au traitement et non à des facteurs de stress comme la sécheresse, le broutage par les animaux, etc., qui ne manquent pas de se produire dans une forêt naturelle.
Bill Parker, chercheur scientifique en écophysiologie des semis, fait également pousser plusieurs espèces d’arbres dans les serres de l’IRFO.
« Nous avions besoin de trois espèces de conifères et de trois espèces de feuillus pour une nouvelle étude sur l’effet de la diversité des espèces, de la diversité fonctionnelle et de la diversité génétique sur la productivité de la forêt et donc sur la résilience des écosystèmes face aux facteurs de stress comme le changement climatique, explique-t-il. Pour cette étude, le personnel des installations de culture fait pousser du pin blanc, de l’épinette blanche, du mélèze, de l’érable à sucre, du chêne rouge et du bouleau blanc. Il est très utile de disposer de cette capacité ici-même à l’IRFO. »
Ces arbres seront plantés dans l’arboretum de l’IRFO au printemps prochain, en groupes d’une même espèce et en différents peuplements mixtes. « La moitié des parcelles d’étude recevront aussi un traitement de fertilisation et irrigation afin de nous permettre de déterminer l’influence de la disponibilité des ressources sur les relations entre la diversité et la productivité », ajoute Parker.
Sylvia Greifenhagen, forestière de recherche en vitalité forestière, explique que le fait d’avoir accès aux serres de l’IRFO durant toute l’année lui permet de faire hiverner en toute sécurité les semis en pot, les greffons et les porte-greffe de noyer cendré pour ses études sur la résistance au chancre du noyer cendré.
« Si nous devions les conserver à l’extérieur, les racines gèleraient et mourraient, explique-t-elle. Nous utilisons aussi les serres pour démarrer la pousse de nos porte-greffe plus tôt au printemps qu’ils ne le feraient dans la nature, ce qui nous permet de démarrer nos greffes le plus tôt possible avant le début de la saison de croissance. »
Qu’est-ce que l’avenir réserve aux serres de l’IRFO? Selon Derbowka, l’IRFO a récemment reçu une subvention d’équipement pour la deuxième de trois mises à niveau prévues des systèmes de contrôle climatique des serres.
« L’an dernier, nous avons remplacé les systèmes de contrôle de cinq des serres à cubicules, dit-il. Cette année, nous installerons le nouveau système dans les quatre plus grandes serres, de sorte qu’il nous sera plus facile de faire en sorte que les variables climatiques respectent les spécifications établies par les chercheurs. Nous espérons ensuite être en mesure de faire la même chose pour les cinq dernières serres à cubicules. »
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| La technologue de laboratoire de chimie Maara Packalen analyse des émissions de gaz à l’état de traces dans des échantillons de tourbe en dégel dans l’une des chambres de culture de l’IRFO. |
Les chambres de culture de l’IRFO : un meilleur contrôle pour plus de confiance dans les résultats
De l’autre côté du bâtiment de l’IRFO se trouvent les chambres de culture, qui ressemblent à de grands réfrigérateurs ou congélateurs. N’y cherchez cependant pas de lait ou de crème glacée : vous n’y trouverez que des échantillons de sol ou de tourbe gelés, des semis d’arbre ou même de grandes marguerites ou des dompte-venin de Russie.
La possibilité d’y produire des conditions allant de très chaud à très froid rend ces chambres particulièrement utiles pour :
- déterminer comment se comportent les arbres issus de semences provenant de différents endroits se et sous différentes conditions climatiques, afin de déterminer à quelle distance les semences d’arbres doivent être déplacées à mesure que le climat évolue;
- stratifier les semences (les soumettre au froid pour en arrêter la dormance) avant l’ensemencement;
- conserver des échantillons ou des tranches d’arbres congelés pour ne pas qu’ils se gâtent (ou se fendillent, dans le cas des tranches d’arbre) en attendant l’analyse;
- déclencher la dormance chez les arbres même si ce n’est pas l’hiver ou l’ouverture des bourgeons même si ce n’est pas le printemps;
- tester les émissions de gaz à l’état de traves dans des échantillons de tourbe à très basse température;
- sécher des parties de plantes à très haute température afin d’en déterminer le poids sec;
- évaluer si la taille ou le poids des semences d’arbre ont une incidence sur le succès de la germination;
- cultiver des échantillons de champignons prélevés sur des arbres dans la nature afin d’aider à déterminer quels champignons influent sur d’autres espèces d’arbres.
Pourquoi cultiver des fleurs et des plantes envahissantes dans un institut de recherche forestière? L’IRFO a conclu un accord de recherche avec l’Université Algoma. Les chercheurs de l’Invasive Species Research Institute utilisent les installations de l’IRFO pour étudier la croissance et le développement des plantes envahissantes et voir comment elles font concurrence aux plantes indigènes.
« Les chambres de culture de l’IRFO nous donnent un degré très élevé de contrôle sur la température, la lumière, l’humidité et l’humidité du sol, ce qui fait en sorte que nos expériences en milieux contrôlés répondent aux normes les plus élevées », explique Pedro Antunes, qui dirige l’Invasive Species Research Institute. « Avoir accès à ces installations nous a été très utile dans notre travail sur les espèces envahissantes terrestres. »
L’IRFO a récemment ajouté des chambres de culture qui permettent aux chercheurs de mesurer la réaction des arbres à l’augmentation du dioxyde de carbone. « Ces chambres de culture nous aident considérablement à voir comment les arbres réagiront au changement climatique », indique Colombo.
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| L’étudiante stagiaire d’été Meghan Garside mesure la tige d’un semis de cèdre blanc planté dans le cadre d’une étude sur la tolérance aux herbicides à l’arboretum de l’IRFO, près de Sault Ste. Marie. |
Les installations extérieures de l’IRFO : la vraie vie, moins de contrôle
L’arboretum de l’IRFO, une ferme forestière de 95 hectares près de Sault Ste. Marie, fait aussi partie des installations de culture de l’IRFO. Il s’agit d’un milieu encore plus naturel, qui permet un certain contrôle sur les conditions, et il est situé à peu de distance de l’IRFO.
Par exemple, le chercheur scientifique en biologie des arbres Tom Noland avait besoin de mener des tests sur la croissance de l'if du Canada à l'extérieur et a planté ses semis d’arbres à l’arboretum, mais les cerfs de Virginie les mangeaient. « Nous avons pu ériger une clôture pour mener à bien l’expérience, explique Noland. Il aurait été difficile de le faire dans une parcelle de recherche en forêt. »
Les recherches sur l’if du Canada sont terminées, mais Noland utilise maintenant l’aire clôturée de l’arboretum pour étudier la tolérance du thuya occidental aux herbicides.
Derbowka signale que l’arboretum de l’IRFO abrite aussi plusieurs archives génétiques, des bibliothèques vivantes d’arbres présentant un patrimoine génétique connu avec des caractères intéressants, par exemple une croissance rapide ou la résistance aux maladies. Les chercheurs, aujourd’hui ou même dans plusieurs décennies, pourront consulter des dossiers permanents et prélever des boutures sur ces arbres afin de les utiliser dans les plantations de recherche ou opérationnelles.
En plus de ses installations de culture, l’IRFO dispose également de centaines de parcelles de recherche en Ontario. Ces parcelles offrent aux chercheurs les conditions qui se rapprochent le plus de la réalité, avec cependant le plus petit degré de contrôle; il faut aussi parfois voyager des heures pour s’y rendre. De plus, les semis et l’équipement de surveillance peuvent subir les ravages du climat ou des animaux sauvages motivés par la faim ou la curiosité.
« Les conditions réelles peuvent poser des défis intéressants aux chercheurs, souligne Bill Parker. Par exemple, nous devons utiliser de vieux boyaux d’arrosage du MRN pour protéger les cordons d’alimentation de l’équipement de surveillance contre les rongeurs et les autres animaux sauvages » [méthode documentée dans la Note de recherche no 60 de l’IRFO; pour commander la version PDF].
« D’un autre côté, plusieurs autres facteurs ont une incidence sur la croissance des arbres, et ceux-ci ne peuvent pas tous être appliqués à l’intérieur, conclut Parker. La clé est de choisir l’installation de recherche qui convient le mieux à vos objectifs de recherche spécifiques. »
Si vous voulez en savoir plus sur les installations de culture de l’IRFO…
…communiquez avec Darren Derbowka. Si vous voulez en savoir davantage sur les recherches mentionnées dans cet article, communiquez directement avec le chercheur responsable.
