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Intérêt alimentaire des céréales
Le blé dur est exclusivement destiné à l’alimentation humaine. C’est la céréale de base de l’Afrique du Nord et du proche et moyen orient. Les céréales présentent l’avantage important de constituer des provisions pouvant se conserver sous forme de grains de grande valeur nutritionnelle et constituées par des substances amylacées et d’environ 10% de protéines. Elles sont de transformation aisée et variée par cuisson.
Aujourd’hui les céréales constituent une part importante des ressources alimentaires et des échanges économiques. La facilité de la culture permet d’atteindre une sécurité alimentaire qui est renforcée par les possibilités de stockage.
Rappels sur les caractéristiques morphologiques et le cycle végétatif de la céréale
Caractéristiques morphologiques Le grain : Le fruit des graminées est un caryopse sec indéhiscent à maturité. Appareil végétatif : Le système aérien de la plante se développe en produisant un certain nombre de talles, qui se développent en tiges cylindriques formées par des nœuds séparés par des entre-nœuds. Chaque tige porte à son extrémité une inflorescence. Deux systèmes radiculaires se forment au cours de développement : Un système primaire : se sont des racines séminales qui fonctionnent de la germination au tallage. Un système secondaire : de type fasciculé, les racines partent des nœuds les plus bas et sont presque toutes au même niveau (plateau de tallage) Appareil reproducteur : Les fleurs sont groupées en inflorescence. Chacune est composée d’unités morphologiques de base : les épillets. Le blé dur, le blé tendre et l’orge sont des plantes autogames ou à autofécondation. Le cycle végétatif de la céréale : Selon Robert (1993), le cycle de la céréale comporte les stades suivants :Semis-levée Cette période correspond à la mise en place du nombre de pieds/m2. La plante forme des ébauches des futures feuilles. Levée: apparition de la première feuille qui traversent le coléoptile (qui est une gaine enveloppant la première feuille) 2-3 feuilles : ce stade est caractérisé par le nombre de feuilles de la plantule. b. Le tallage Stade début tallage : lorsque la plante possède quatre feuilles, une nouvelle tige (la talle primaire) apparaît à l’aisselle de la feuille la plus âgée. C’est le stade appelé également dans lequel le bourgeon végétatif évolue en bourgeon floral. Aussi les ébauches des futurs épillets apparaissent à l’aisselle des ébauches de feuilles constituant une succession verticale en double ride. Stade plein tallage : les talles apparaissent successivement ; talles primaires des deuxièmes et troisièmes feuilles et puis talles secondaires à l’aisselle des feuilles des talles primaires. Des ébauches d’épillets se forment pendant le tallage, alors que les ébauches de feuilles régressent.
Sécheresse et adaptation au stress hydrique
L’eau est l’élément vital du développement et de la survie de la plante. Elle est l’essence même de la vie par le fait qu’elle est l’élément constitutif principal des plantes et des animaux.
D’après Diehl(1975), l’eau constitue par l’intermédiaire des solutions du sol, la base essentielle de l’alimentation de la plante. Elle est le précurseur du fonctionnement normal de la cellule végétale (Deysson 1970).
La sécheresse ou tout déficit hydrique dans le sol entraine chez les plantes un stress hydrique qui est l’expression d’une incapacité des végétaux à satisfaire une demande d’évapotranspiration (Kramer 1969).
D’après Levitt (1980), ce stress hydrique peut provenir soit d’une activité d’eau insuffisante soit excessive dans l’environnement de la plante. De même qu’il peut être temporaire (durant les heures les plus chaudes de la journée) ou permanent (durant une période plus ou moins longue de sécheresse). Ce dernier type de sécheresse s’il venait à persister finit en général par tuer la plante. Selon Azzi (1954) la période critique par rapport à l’eau c’est-à-dire sa disponibilité dans le sol est chez le blé, quinze jours précédent l’épiaison. Si au cours de cette période, l’humidité du sol reste inférieure à la limite compatible avec le développement normal de la plante, la récolte sera compromise même si durant la période végétative les conditions ont été favorables.
Pour Pecyrmonte (1972) cette période se situe entre la montaison et le gonflement. Face au déficit hydrique, la réaction de la plante dépend d’un certain nombre de facteurs liés notamment au génotype, à ce stade de développement et à l’intensité et durée du stress.
Rôles des paramètres d’adaptation
Paramètres phénologiques : Il s’agit d’éviter les périodes critiques du cycle de développement (hautes températures, déficit hydrique) en les situant en dehors des moments de risque de survenue d’accidents climatiques. Ces paramètres renvoient à la notion d’esquive ou d’évitement grâce à l’utilisation de génotypes précoces.
D’après Papadakis (1983), la précocité d’un génotype par rapport à un autre se matérialise par le nombre de jours à réaliser jusqu’à l’épiaison lorsqu’ils sont semés et à la même date. De ce fait l’utilité de la sélection se basant sur la précocité dans la date d’épiaison est plus à même de répondre aux soucis d’éviter à la plante des contraintes liées aux froids tardifs et surtout la sécheresse et les hautes températures de fin de cycle .
Paramètres morphologiques : Hauteur de la plante
Il a été admis que les variétés de céréales les plus tolérantes à la sécheresse sont celles qui se caractérisent par une paille haute. Cette tolérance résulterait de l’aptitude à remplir correctement le grain en phase terminale du cycle grâce aux quantités d’assimilats stockées dans la tige et particulièrement au niveau du col de l’épi .
Elle s’expliquerait aussi et souvent par le fait qu’une paille élevée est associée à un système racinaire profond capable d’une meilleure aptitude d’extraction de l’eau du sol .
Présence des barbes : Les barbes augmentent chez les céréales la possibilité d’utiliser les assimilats lors de la phase de maturation des graines. Elles arrivent à contribuer pour environs 15% au remplissage du grain du fait qu’à ce moment, elles sont les seuls organes qui restent photo synthétisant .
Selon Blum (1988), l’activité photosynthétique est moins affectée par les hautes températures de fin de cycle que la feuille étendard.
Grignac (1965) indique que les blés barbus sont plus résistants que les blés faiblement aristés lors d’un déficit hydrique.
Sélection directe du rendement et de sa stabilité
Il s’agit d’une approche empirique utilisée jusqu’ici par les sélectionneurs. Elle consiste à tester au moyen d’essais multi- locaux et sur plusieurs années les matériels génétiques et d’en identifier ceux qui y sont adaptés. Le rendement en grains qui en résulte est la meilleure approche pour étudier la réponse des cultivars à la variation environnementale .
La stabilité du rendement résultant de telles expérimentations est l’expression de la variation entre le potentiel génétique et celui permis par le milieu pour une variété donnée. Les faibles rendements sont synonymes d’une mauvaise adaptation ou tolérance du milieu aux divers stress. En revanche, des rendements stables et élevés rendent plutôt compte soit d’une certaine hétérogénéité génotypique de la tolérance au stress hydrique soit d’une grande capacité de compensation des composantes de rendements voire même la combinaison de ces deux caractéristiques . Toutes ces études ont un dénominateur commun à savoir l’étude du rendement et sa stabilité corrélée à l’interaction des génotypes milieu.
Dés 1974, Reitz regroupe les variétés en 3 catégories : Les variétés maintenant des rendements élevés dans une large gamme d’environnement ou « adaptation large ».
Des variétés assurant des rendements élevés dans des environnements à fortes contrainte ou variétés rustiques.
Des variétés ne donnant de bons rendements qu’en condition favorables, variétés à haute productivité. Depuis, des modèles mathématiques ont vu le jour. Dans leur ensemble, ces modèles sont purement descriptifs du comportement. Ils ne cherchent ni à expliquer le rôle des facteurs du milieu ni le fonctionnement biologique de la plante. La plupart de ces modèles sont linéaires. Cependant, l’expérience acquise dans la sélection génétique montre que la prise en compte du seul critère du rendement et de sa stabilité demeure quelque peu insuffisante. L’utilisation d’autres critères pour la sélection simultanée pour l’adaptation et l’amélioration du rendement s’avère nécessaire. Daddy et al (1973) suggèrent la prise en compte de paramètres morpho-physiologiques.
Table des matières
Introduction
Chapitre l : La céréaliculture en Algérie et dans le monde
1.1 Intérêt alimentaire des céréales
1.2 Importance des céréales et du blé dur en Algérie
1.3 Les pays producteurs du blé dur dans le monde
1.4 Evolution des importations algérienne totales des céréales et de blé
1.5 Production et rendement durant la période 1990-1999
Chapitre 2 : Etude de la plante
2.1 Historique
2.2 Botanique
2.3 Origine du blé
2.4 Composition globale du grain
2.5 Présentation de la culture
2.5.1 Rappels sur les caractéristiques morphologiques et le cycle végétatif de la céréale
2.5.1.1 Caractéristiques morphologiques
2.5.1.2 Le cycle végétatif de la céréale
Chapitre 3 : La sécheresse et la plante
3.1 Sécheresse et adaptation au stress hydrique – Synthèse de la question dans la littérature
3.2 Stratégies d’adaptation
3.2.1 L’esquive
3.2.2 L’évitement
3.2.3 La tolérance
3.3 Rôles des paramètres d’adaptation
3.3.1 Paramètres phénologiques
3.3.2 Paramètres morphologiques
3.3.2.1 Hauteur de la plante
3.3.2.2 Présence des barbes
3.3.2.3 Longueur du col de l’épi
3.3.2.4 Densité racinaire
3.3.3 Paramètres physiologiques
3.3.3.1 Régulation stomatique
3.3.3.2 La fluorescence chlorophyllienne
3.3.3.3 Paramètres biochimiques : accumulation d’osmoticums
3.4 Stratégies de l’amélioration génétique pour la tolérance à la sécheresse
3.4.1 Sélection directe du rendement et de sa stabilité
3.4.2 Sélection indirecte du rendement dite analytique explicative
Chapitre 4 : Matériel et méthodes
4.1 Localisation des sites expérimentaux
4.2 Mise en place de l’essai
4.3 Matériel végétal évalué au cours des deux campagnes agricoles
4.4 Essai en conditions semi-contrôlées
4.4.1 Mesures et analyses effectuées
4.4.2 Analyses statistiques
4.4.3 Caractérisation climatique des deux campagnes agricoles
Chapitre 5 : Résultats et discussions
5.1 Analyse de la stabilité des rendements
5.1.1 Campagne agricole 2002-2003
5.1.2 Campagnes 2003-2004
5.1.3 Interaction génotype x environnement et génotype x année
5.1.4 Etude de la stabilité du rendement grain
5.1.5 Analyse des composantes du rendement
5.1.6 Corrélations entre rendement et ses composantes
5.1.7 Relations entre phénologie, morphologie et rendement
Chapitre 6 : Caractères morpho-physiologiques et biochimiques d’adaptation au stress
hydrique
6.1 Paramètres morphologiques
6.1.1 Biomasse matière fraîche
6.1.2 Biomasse matière sèche
6.2 Paramètres physiologiques
6.2.1 Statut hydrique = teneur relative en eau (RWC)
6.3 Paramètres biochimiques
6.3.1 Statut énergétique = teneur en chlorophylle
6.3.2 Teneur en proline
6.4 Synthèse de quelques mécanismes morphologiques et biochimiques d’adaptation au stress
Hydrique
Conclusion générale et perspectives
