Symptômes des dommages par le gel du maïs
Plusieurs symptômes aident les producteurs à identifier lorsque la basse température a causé des dommages de gel au maïs. On compte parmi ces symptômes :

• Noircissement des feuilles - Durant les premiers 24 heures après le gel, les plantes prendront une couleur foncée, presque noire à cause de la destruction des membranes cellulaires et de déversement du contenu cellulaire des feuilles endommagées..
• Les plantes tournent au brun - Une fois les cellules des plantes détruites, la partie endommagée de la feuille va se dessécher et commencer à brunir le jour suivant le gel. Certaines parties inférieures de la plante pourraient rester intactes et resteront vertes.

Les plants à gauche montrent des feuilles foncées dans les 24 heures du gel. Plus tard, les zones endommagées des feuilles vont flétrir et tourner au brun.

Effet du microclimat sur les dommages par le gel
Bien que les systèmes météo puissent amener des températures de gel dans une région, il y a d'autres facteurs de microclimats qui peuvent contribuer aux différences de potentiels de dommages par le gel dans un champ. Ces facteurs comprennent :

Il y a gel, et il y a gel...
On entend souvent la météo de parler de gel, ou de gel au sol. On définit un gel comme une température de 0oC ou plus basse à cinq pieds du sol. Un gel au sol est lorsque la température du sol, ou d'objets au sol est de 0oC ou plus basse. (Griffiths et Driscoll, 1982). Il est donc possible qu'il y ait gel au sol, sans qu'il y ait gel.

Kunkel et Hollinger (1995) expliquent ce phénomène comme suit :
« En présence de certaines conditions climatiques, la température minimal officielle peut être plusieurs degrés plus élevée que la température minimale au sol. Avec des vents de modérés à élevés, l'atmosphère près du sol est bien mélangé, et la température de l'air est presque égale à la température de l'air. Cependant, en présence de vents faibles et de ciel dégagé, l'air près du sol se refroidit à cause des radiations infrarouge et la températures de la végétation près de la surface peut être plusieurs degré plus basse que la température officielle à cinq pieds. »

• Topographie / Altitude - Dans les endroits vallonneux, l'air froid et dense descend dans les baissières et les vallées, refroidissant ces endroits plus que les points plus élevés.
• Radiation du sol - Le sol irradie de la chaleur vers le haut et réchauffe l'air immédiatement au-dessus. Les pratiques de régie des cultures qui encourage le réchauffement du sol aident à prévenir les dommages par le gel. Les systèmes de travail de sol qui laissent beaucoup de résidus des cultures précédentes sur le sol tendent à intercepter la chaleur radiante du sol. Cela empêche la modération des températures nocturnes qui se produisent souvent sur les surfaces de sols avec peu ou pas de résidus. Sans la chaleur du sol qui monte les jeunes feuilles de maïs sont plus sensibles au gel.

L'air froid circule dans les baissières des champs vallonneux provoquant des différences de dommages aux cultures dans le champ.

D'un autre côté, le hersage a tendance à défaire le sol, ce qui réduit la conductivité de chaleur dans le sol. Les sols hersés ne peuvent pas transmettre autant de chaleur aux feuilles du maïs que ne le font les sols non hersés (Bland, 1993). Le hersage a aussi tendance à assécher le sol, ce qui réduit la capacité calorique du sol. Le sol sec en surface isole le sol en dessous, ce qui empêche le réchauffement de l'air au-dessus par radiation. Ces facteurs expliquent pourquoi les champs qui ont été travaillés ou qui ont reçu de l'ammoniac anhydre tout juste avant un gel subissent plus de dommages que les champs voisins.

L'humidité du sol peut aussi influencer le potentiel de radiation du sol, le sol humide ayant une plus grande capacité calorique que le sol sec. Cela explique la réduction de dommages par le gel dans les champs ou les parties de champs ayant été irrigué peu avant un gel, par rapport à celle qui ne l'ont pas été. (Elmore et Doupnik, 1995).

Ces combinaisons uniques de quantité de résidus, d'humidité dans le sol, et de structure du sol déterminent le niveau de dommages dans un champ spécifique lorsque le gel frappe une région. (Tollenaar, communication personnelle).

De denses zones de mauvaises herbes à l'intérieur d'un champ peuvent avoir sur la radiation du sol le même effet que des résidus de cultures. Ces zones de mauvaises herbes réduisent la radiation du sol et augmentent l'incidence de dommages par le gel. De même, la végétation qui pousse dans les bords de champs agit comme une couverture qui empêche le sol de réchauffer le sol au-dessus.

La maturité et la santé du plant influencent les dommages de gel
Lorsqu'une région subit des températures basses et qu'il y a un potentiel de gel ou de gel au sol, plusieurs facteurs peuvent influencer la gravité des dommages au maïs par le gel. Un des plus importants est la maturité du plant. Les jeunes plants sont moins sensibles à une mortalité par le gel parce que le point de croissance est sous la terre, protégé du gel. Les plants plus avancés ont des feuilles plus exposées et, à partir du stade de six feuilles (30 cm), peuvent avoir le point de croissance au-dessus du sol. Une fois les grandes feuilles de ces plants atteintes par le gel, ils peuvent former un cornet très serré qui est difficile à percer par les jeunes feuilles.

Un autre facteur déterminant le potentiel de récupération du plant après un gel est la santé du plant au moment du gel. Si les plants ont subi des stress à cause de basses températures, d'herbicides, de maladies ou de surplus d'eau, ils peuvent avoir plus de difficulté à récupérer, même d'un gel mineur. De même, si les conditions de croissance après un gel ne sont pas idéales le maïs pourrait être lent à récupérer et avoir plus de risque d'en mourir.

Diagnostiquer les dommages par le gel
Lorsque le gel endommage des plants dans un champ, certaines plantes peuvent survivre et récupérer, alors que d'autres vont en mourir. Lorsque le point de croissance est gelé, le plant meurt immédiatement. Les plants qui ne meurent pas sur le coup, peuvent quand même succomber à plusieurs facteurs physiques ou biologiques qui empêchent la récupération, y compris :

• Famine: La perte de feuilles par le gel réduit la surface de photosynthèse disponible pour produire des glucides pour la récupération et la croissance.
• Maladies des plantes. Les plants touchés résistent moins aux pathogènes secondaires qui envahissent les tissus endommagés.
• Une des premières étapes pour diagnostiquer le gel est de vérifier la santé du point de croissance interne. On peut fendre le plant en deux sur la verticale et inspecter visuellement le point de croissance (Nielsen, 1999). S'il est évident que le tissu du point de croissance est endommagé, le plant ne récupérera pas.

Cependant, même si, immédiatement après le gel, le point de croissance semble en santé, le plant pourrait encore mourir. Du temps frais après le gel peut ralentir la détérioration visible des tissus endommagés. Les plants n'ayant pas été détruits directement par le gel pourraient encore succomber à l'un des facteurs ci-dessous.

Points de croissance de plants de maïs disséqués, après un gel. Gauche: Point de croissance brun indiquant la mort du plant. Centre: Point de croissance décoloré indiquant mort probable. Droite: Point de croissance en santé.

Une façon fiable de déterminer l'impact du gel est d'attendre de trois à cinq jours avec des températures au-dessus de 20oC et de rechercher les nouvelles pousses. Enlevez les cornets morts et recherchez les repousses vert lime dans le plant de maïs. Un autre signe est l'effet de feuille « ondulée » à l'intérieur du cornet lorsque le plant est fendu dans le sens de la longueur. Les feuilles « ondulées » indiquent la présence de nouvelles pousses parce que les tissus gelés se font repousser à l'arrière du cornet endommagé.

Évaluer le potentiel de rendement
Après avoir déterminé le peuplement viable qui reste, les producteurs doivent comparer les attentes de rendement du peuplement endommagé, par rapport à celui d'un peuplement réensemencé, et considérer les coûts de réensemencement et de lutte antiparasitaire.

On peut évaluer les attentes de rendement des peuplements gelés, en mesurant la perte de peuplement lorsque le maïs est au stade de six cols de feuilles visibles, ou moins. À ces stades, les dommages foliaires sont minimes. Lorsque le gel endommage des plants de plus de six cols de feuilles, on peut faire des évaluations conservatrices en se servant de tableaux de défoliation de dommage par grêle. Cependant, un résumé de plusieurs études au Wisconsin avec du maïs de 7 à 10 cols visibles indique que les pertes de rendements causées par le gel à ce stade avancé pourraient être beaucoup plus grandes que celles suggérées dans les tableaux de dommage par grêle. (Figure 1).

Figure 1. Perte de rendement du maïs lorsque le dommage par le gel se produit au stade de maturité de 7 à 10 cols de feuilles (Carter, 1995).

Options de régie après gel
Une fois qu'un producteur a subi des dommages par le gel dans un champ de maïs, il a à choisir entre plusieurs options de régie. Il peut choisir de ne rien faire, laissant le champ tel quel, et laissant les plantes récupérer d'elles-mêmes. Une autre option est de réensemencer le champ à une autre culture. Une troisième est de faucher les plants de maïs après le gel de façon à retirer les tissus morts et en décomposition.

Faucher les plants de maïs pour enlever les tissus morts par plusieurs chercheurs. Bien que les résultats soient quelques peu variables, la conclusion est que le fauchage n'améliore pas le rendement dans la plupart des cas, et peut même souvent réduire les rendements par rapport à ne pas faucher les plants.

Plants de maïs endommagés par le gel, deux semaines après le gel. Plants non fauchés (G), et fauchés (D) trois jours après le gel.

Maïs fauché à gauche du fanion rouge, maïs non fauché au fanion. Les plants fauchés semblent moins restreints trois jours après le fauchage (G). Cependant, il reste très peu de différence deux semaines après le fauchage. (D).

Une étude au Wisconsin (Carter, 1995) a démontré que le fauchage après le gel avait réduit le rendement en grain de 15 à 34 % à trois endroits et l'avait augmenté de 10 % à un endroit. À deux autres endroits, le fauchage n'avait produit aucun effet, ni positif, ni négatif, par rapport à ne rien faire.

Des résultats semblables au Nebraska suggèrent que le fauchage après le gel est une méthode non fiable d'aider à la récupération après un gel en début de saison. (Elmore et Doupnik, 1995).

Mises ensemble, ces études indiquent qu'il semble y avoir peu d'avantages constants au fauchage, même lorsque les producteurs font attention à faucher au-dessus du point de croissance.

Bibliographie 

Bland, B. 1993. Lessons from the 1992 Father's Day frost: Climate and microclimate. p. 126-128. In Proc. 1993 Wisconsin Fertilizer, Aglime and Pest Mngmt. Conf., Middleton, WI, 19-21 Jan., Soil Sci. Dep., Univ. Du Wisconsin-Madison.
Carter, P.R. 1995. Late spring frost and post-frost clipping effect on corn growth and yield. J. Prod. Agric. 8:203-209.
Elmore, R.W. et B. Doupnik. 1995. Corn recovery from early-season frost. J. Prod. Agric. 8:199-203.
Griffiths, J.F., et D.M. Driscoll. 1982. Survey of climatology. p. 310. Charles E. Merrill, Columbus, OH.
Kunkel, K.E. et S.E. Hollinger. 1995. Late spring freezes in the central USA: Climatological aspects. J. Prod. Agric. 8:190-198.
Nielsen, R.L. 1999. Assessing frost damage to young corn. Purdue Pest Management and Crop Production Newsletter. Purdue Univ., 27 May 1999.
Tollenaar, Thys. 1998. Communications personnelles. Crop Science Dep., Univ. de Guelph, Ontario.