Algues marines et microorganismes du sol termitière

Algues marines et microorganismes du sol termitière

La fertilisation

 La fertilisation est le processus consistant à apporter à un milieu de culture, tels que le sol, les éléments minéraux nécessaires au développement de la plante. Ces éléments peuvent être de deux types, les engrais et les substances d’amendement. Les agriculteurs effectuent un bilan dont l’objectif est d’équilibrer les besoins des cultures avec les éléments déjà présents dans le sol (reliquat et minéralisation) et les fertilisants ajoutés. Dans ce cas, il est nécessaire de compenser les prélèvements en éléments nutritifs par la culture précédente ou ceux lessivés par les pluies. Figure 1: Balance de besoins de la culture. (Source: http://fertilisation.com) Les éléments nutritifs organiques apportés sont des molécules complexes composées de plusieurs éléments simples nécessaires à la vie de la plante dont essentiellement le carbone (C), l’hydrogène (H), l’oxygène (O), l’azote (N), le phosphore (P), le potassium (K). Ces molécules complexes sont ensuite décomposées par les microorganismes du sol (microarthropodes, bactéries, nématodes, champignons,…) en éléments simples et assimilables par les plantes. 

 Objectif de la fertilisation

 L’objectif de la fertilisation est d’obtenir le meilleur rendement, et la meilleure qualité tout en préservant l’environnement dans des conditions économiquement acceptables (http://fertilisation.com). Synthèse bibliographique 5 II. Les engrais Les engrais contribuent à la nutrition des plantes, ils peuvent être conditionnés sous différentes formes : granulés, poudres, bâtonnets, liquides… Il existe plusieurs types d’engrais à savoir les engrais minéraux, les engrais organiques, les engrais organo-minéraux, les engrais chimiques… . Dans le cadre de ce travail, nous nous intéressons surtout aux engrais organiques en choisissant les algues marines. 

 Les algues 

 Définition 

Les algues peuvent être définies comme des organismes photosynthétiques, n’ayant pas de véritable tige, racine, feuilles ou tissus conducteurs, dont les cellules reproductrices sont produites dans des « cystes » et qui ne produisent pas de fleur. Cette définition reste cependant très vague, car on trouve, groupés sous l’appellation d’algue, des organismes eucaryotes ou procaryotes, uni ou pluricellulaires, solitaires ou coloniaux, mobiles ou fixés, comestibles ou toxiques et qui ont colonisé tous les milieux. Ils sont tributaires de deux facteurs écologiques, la lumière et l’eau (Boudareil, 1948; Ilits, 1980). 

 Les algues marines 

  Généralités

 Les algues marines sont des algues multicellulaires visibles à l’œil nu. Elles s’étendent du point le plus élevé des embruns jusqu’à la limite de pénétration de la lumière sous l’eau. Elles bordent toute la zone littorale et la plupart des espèces poussent dans des profondeurs ne dépassant pas 30 à 40 m. Elles sont particulièrement abondantes dans les zones intertidales inférieures et les zones subtidales peu profondes. Certaines ont l’aspect de petits filaments à peine visibles tandis que d’autres sont de grande taille et présentent une structure complexe (Mclachlan, 2006).

 Les sargasses

 Dans la classification taxonomique, les sargasses sont des algues qui constituent un genre comprenant notamment les deux espèces Sargassum natans et Sargassum fluitans, que l’on trouve dans la mer des Sargasses et qui ont la particularité d’être flottantes à la différence de leurs congénères, benthiques et qui sont fixées sur le fond. On suppose qu’elles dérivent d’ancêtres Synthèse bibliographique 6 benthiques dont on a trouvé des traces fossiles, datant de quarante millions d’années, dans des sédiments de l’ancienne mer Téthys. Ces algues, d’une longueur voisine de 1 m, sont dotées de vésicules gazeuses (oxygène principalement, azote et gaz carbonique) assurant leur flottabilité. 

 L’amendement du sol et les algues marines

 Les algues marines sont utilisées, en majorité, par la population côtière en tant qu’engrais biologiques. Les algues contiennent des sels minéraux en plus de matières organiques. Elles représentent un excellent supplément au menu N-P-K de la plante. Elles contiennent beaucoup de calcium, de magnésium et toute une gamme d’oligo-éléments. Elles alcalinisent le sol et stimulent l’activité bactérienne. En Europe, des extraits d’algues marines sont commercialisés en tant que composants de certains engrais (Delepine, 1973). Actuellement, la plupart des engrais commercialisés en France ont dans leur composition des algues marines (ex : les laminaires) du fait de leur richesse en oligo-éléments et composés stimulants de croissance (gibbérellines, cytokinines, bétaïnes). Parmi ces engrais se trouvent le Vitalhumu . Les agriculteurs bretons, dans le passé, utilisaient souvent le goémon récolté sur les plages pour fertiliser leurs cultures. Ce type d’algue est à rajouter dans le compost (500 g/100 l de compost), ou à épandre directement sur le sol, même en pleine culture. Il est également utilisable pour tous types de sols ou pour toutes sortes de culture (jardinage, pépinière etc…).

 L’action protectrice des algues marines 

Les algues marines (sous forme d’engrais foliaire) augmentent la résistance de la plante contre les parasites et la rendent également moins sensible à la sécheresse et au gel. Elles ont donc une action à la fois fertilisante et protectrice. 

 Autres utilisations des algues marines

 Les utilisations des algues marines sont très diverses et leur importance augmente continuellement. Près de deux cents genres d’algues marines benthiques sont cités dans la littérature scientifique pour avoir été exploités, ou étudiés en vue d’une exploitation. En excluant donc le phytoplancton dont la présence conditionne pourtant tout le développement de la matière organique en plein océan, l’utilisation des algues benthiques peut être présentée autour de quatre thèmes ci-dessous. 

Alimentation humaine

 Certaines espèces d’algues sont utilisées pour l’alimentation humaine, soit directement, soit sous forme de compléments alimentaires, soit sous forme d’additifs : • Comme aliment direct, les algues constituent une sorte de légume, comme la laine de mer : Ulva lactica contenant généralement des protéines, sels minéraux et vitamines. Les laminaria vesiculosus, Undaria pinnatifida et Porphyra tenera, algues actuellement commercialisées au Japon et en Europe sous les appellations respectives de Kombu, Wakame, et Nari , utilisées dans les soupes, les confitures, et les fromages (Ruperez, 2002). • Les compléments alimentaires incluent par exemple la Spiruline (ou spirulina), microalgue bleue, et la Chorelle (ou Chorella), commercialisées sous forme de complément particulièrement riche en protéines et en vitamines (Reviers, 2003). • Les additifs pour l’industrie agroalimentaire : en Europe, depuis de nombreuses années, la majeure partie de la production d’algues brunes et rouges est destinée à l’extraction des phycocolloïdes utilisés comme additifs alimentaires tels que les alginates, les agars et les carraghénanes du fait de leurs propriétés gélifiantes et épaississantes (DarcyVrillond,1998). Ces additifs alimentaires sont utilisés comme liants dans les charcuteries, gélifiants dans les flans, les crème desserts et les pâtes dentifrices (Levinton, 1995). 

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Alimentation animale

 Dans le domaine de l’aquaculture, les algues sont utilisées dans l’alimentation des poissons et des crevettes pendant les premièrs stades de leur développement (Chader, 2003 ; Zafilaza, 2006). Elles sont également utilisées dans l’alimentation du bétail et des volailles (www.greenfuelonline.com).

Usages thérapeutiques 

Certaines espèces d’algues ont un grand intérêt en médecine et en industrie pharmaceutique, notamment en allopathie et homéopathie (Chader, 2003). Elles sont utilisées couramment en parapharmacie dans les régimes amincissants. Elles sont exploitées également pour la fabrication de farines utilisées en thalassotherapie telles les genres Ascoplyllum et Fucus. De plus,des études ont même montré que certains polysaccharides sulfatés extraits des algues peuvent présenter des activités anticoagulantes, antitumorales, antibactériennes et antivirales (Basuyaux, 2001 ; www.greenfuelonline.com).

Table des matières

GLOSSAIRE
LISTE DES ABREVIATIONS
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES FIGURES
ANNEXES
INTRODUCTION
SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
I. La fertilisation
I.1. Définition
I.2. Objectif de la fertilisation
II. Les engrais
II.1. Les algues
II.1.1. Définition
II.1.2. Les algues marines
II.1.2.1. Généralités
II.1.2.2. Les sargasses
II.1.2.3. L’amendement du sol et les algues marines
II.1.2.4. L’action protectrice des algues marines
II.1.2.5 Autres utilisations des algues marines
a. Alimentation humaine
b. Alimentation animale
c. Usages thérapeutiques
d. Usages industriels et biotechnologiques
II.2. Termite et sol termitière
II.2.1 Sol termitière et culture maraîchère
II.2.2. Test et application dans l’agriculture africaine
II.2.3. Culture du sorgho et nids d’Odontotermes
II.3- Autres rôles des termites
II.3.1- Rôles écologiques
II.3.2- Alimentation humaine
III-Les compartiments biologiques du sol
III.1-La rhizosphère
III.1.1-Les rhizobactéries
III.1.2-Les microflores de la rhizosphère
III.1.2.1. Les bactéries de la rhizosphère
III.1.2.2 Aptitude à solubiliser le phosphore
III.1.2.3 Les Actinomycètes
III.1.2.4 Les champignons
III.1.2.5 Autres microorganismes
III.2- La symbiose mycorhizienne
III.2.1-Classe et type de champignons mycorhiziens
III.2.1.1. Les ectomycorhizes
III.2.1.2. Les endomycorhizes
III.2.2. Le rôle de la symbiose endomycorhizienne
III.3. Interactions biologiques dans la rhizosphère
III.3.1 Interaction entre Mycorhize à Vésicule et à Arbuscule (MVA) et autres composantes de la flore du sol
III.3.2-Les activités enzymatiques du sol
III.3.2.1-Oxydo-réductases
III.3.2.2-Hydrolases
MATERIELS ET METHODES
I. MATERIELS D’ETUDE
I.1. Matériel végétal
I.2. Les matières fertilisantes
I.2.1. Poudre d’algue marine
I.2.2. Engrais chimique
I.3. Matériels biologiques
I.3.1.La souche mycorhizienne à arbuscules et à vésicules
I.4. Microorganismes des sols termitières
I.4.1. Caractérisation du sol termitière
a .Capacité des microorganismes à hydrolyser une source lipidique
b. Capacités des microorganismes à solubiliser le phosphate
II. APPROCHES EXPERIMENTALES
II.1. Désinfection et scarification des graines
II.2. Dispositif expérimental
II.2.1. Préparation du sol de culture
II.2.2. Mise en place des expérimentations
II.2.2.1. Test d’efficacité d’algue marine et de sol termitière en tant que fertilisants
II.2.2.1.1. Etape préliminaire
II.2.2.1.2. Mise au point de la formule « poudre d’algue/sol termitière »
II.2.2.1.3. Impact du fertilisant sur le développement de la plante et sur le rendement de culture de Lycopersicum esculentum
a. Sol de culture
b. Composition et type de fertilisant
c. Dispositif expérimental 2
d. Evaluation du développement des plantes
e. Evaluation du rendement de culture
f. Evaluation du taux d’infection mycorhizienne
f. 1. Coloration des racines
f.2. Observation sous microscope optique
f.3. Méthode de calcul du taux d’infection
II.2.2.1.4. Impacts du fertilisant sur la structure et fonctionnement des microorganismes
a. Impacts sur la structure des microorganismes
a.1 Flore totale cultivable –
a.2 Pseudomonas du groupe des fluorescents
a.3 Les Actinomycètes
a.4 Flore solubilisatrice de phosphate
a.5 Activité lipolytique des bactéries
b. Impacts sur le fonctionnement des microorganismes
b.1. Activité microbienne globale du sol
b.1.1. Mesure de l’activité microbienne globale du sol
b.1.2. Mode de calcul du produit d’hydrolyse
b.1.3. Activités des phosphatases microbiennes du sol
b.1.3.1. Préparation du tampon Mc Ilvain (citrate phosphate buffer)
b.1.3. 2. Préparation du substrat et des réactifs
b.1.3. 3. Dosage du produit d’hydrolyse
b.1.3. 4. Calcul du produit d’hydrolyse
II.3. Analyse statistique des données
RESULTATS
I. Caractéristiques physico-chimiques et microbiologiques des sols termitières
I.1. Caractéristiques microbiologiques
I.1.1.Dénombrement des microorganismes solubilisateurs de phosphates
I.1.2. Dénombrement des microorganismes présentant des activités lipolytiques
I.1.3. Caractérisation des trois types de sol termitière
I.2. Caractéristiques physico-chimiques des matières fertilisantes
II. Impacts des matières fertilisantes sur le développement de la Tomate
III. Efficacité de l’association « sol termitière/ poudre d’algue »
III.1. Identification de la formule du mélange « sol termitière/ poudre d’algue »
III.2. Impacts de la formule 5/5 et 5/10 sur le développement des plantes de tomates
III.3. Impacts de la formule 5/5 et 5/10 sur le rendement de culture de tomates
III.3.1. Suivi de la floraison des plants de tomate
III.3.2. Suivi de la fructification des plants de tomate
III.4. Impacts de la formule 5/5 et 5/10 sur la communauté microbienne du sol
III.4.1. Impacts sur l’activité microbienne totale mesurée par l’hydrolyse de la FDA
III.4.2. Impacts sur l’activité des enzymes phosphatasiques du sol
III.4.3. Impacts sur la flore totale cultivable du sol
III.4.4. Impacts sur la flore totale solubilisant le phosphate
III.4.5. Impacts sur la population de Pseudomonas du groupe des fluorescents
III.4.6. Impacts sur la population des Actinomycètes
III.5. Impacts de la formule 5/5 et 5/10 sur la colonisation du système racinaire de la Tomate par les champignons endomycorhiziens
III.6. Impacts de la formule 5/5 et 5/10 sur les caractéristiques physico-chimiques du sol
DISCUSSION
CONCLUSION
PERSPECTIVES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
RESUME

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