Avantages de la pratique de l’irradiation sur l’amélioration des plantes 

Description de la plante

L’arachide est une plante pérenne à fleurs jaunes de 20 à 70 cm de hauteur avec des feuilles composées : 2 ou 3 paires de folioles membraneuses, ovales. Elles sont munies à leur base de 2 stipules de 2 à 3 cm de long engainantes (photo 1a) (HUBERT, 1978).
Les fleurs (photo 1b) sont presque sessiles et apparaissent à l’aisselle des feuilles, isolément ou en petits groupes. La corolle papilionacée est jaune orangée. Les étamines au nombre de dix sont soudées en tube par leur filet. L’ovaire est inséré sur un support particulier, le gynophore. Après fécondation, l’ovaire est porté en terre par le développement du gynophore qui s’allonge en se courbant vers la terre par géotropisme positif.
Le fruit (photo 1c) mûrit à une profondeur de 3 à 5 cm. C’est une plante qui requiert pour cette raison un sol léger et bien drainé. Le fruit est une gousse ovoïde ou cylindrique longue de 1 à 8 cm et large de 0,5 à 2 cm, dont le poids varie de 1 à 2,5 g en moyenne (HUBERT, 1978). Groupées à la base du pied pour les variétés à port érigé, ou réparties le long des rameaux pour les variétés rampantes, chaque gousse contient le plus souvent deux graines ; elle est réticulée extérieurement et étranglée entre les graines mais non cloisonnée.
Les graines ovoïdes sont enveloppées dans un tégument sec couleur : rouge, blanc, rose.

Production d’arachide dans le monde

La production mondiale d’arachides non décortiquées s’est élevée à 36 millions de tonnes en 2003, et 32,5 millions de tonnes en 2007. Ainsi, l’arachide est classée au quatrième rang mondial des graines oléagineuses après le soja (235 millions de tonnes), le colza (47 millions de tonnes), le coton (46 millions de tonnes) (http : // 4). Dans le monde, les principaux pays producteurs d’arachides sont : les Etats Unis d’Amérique, l’Argentine, la Chine et l’Afrique du sud. Une petite production commerciale en est même faite dans le sud du Canada, en Ontario et aussi en France à Soustons dans les Landes.

Culture d’arachide à Madagascar

Variétés cultivées

La plupart des variétés d’arachide qui ont été pratiquées à Madagascar sont issues de la sélection du FOibem-pirenena FIkarohana ampiharina amin’ny Fampandrosoana ny eny Ambanivohitra (FO. FI. FA), mais il y a aussi des variétés introduites, où la plupart n’a plus retrouvé que quelques traces, exemple les variétés : 61-24, et H. 33, ont été abandonnées au cours des périodes successives de sécheresse dans le Sud. La variété Bunch 280 semble avoir été abandonnée par les paysans. Dans les années 70, les variétés SA 156, Valencia 247 et d’autres variétés introduites comme 55.437, 69.101, 73.33, 73.30, et KH-241D, sont devenues les variétés les plus répandues et les plus appréciées dans différentes zones de la grande île (FOFIFA/DRA, 1971).
Actuellement, les variétés 61-24 et H 33, anciennement vulgarisées ont été remplacées par la Fleur 11. La Bunch 280, à grosses graines, une variété d’exportation par excellence, semble avoir été abandonnée car elle exige une pluviométrie abondante et bien répartie, suite à son cycle de plus de 150 jours. Les variétés d’arachide cultivées à Madagascar sont alorsbien diversifiées et possèdent chacune des caractères respectifs (Annexe 1).

Production d’arachide à Madagascar

Avant les années 1980, la production moyenne arachidière à Madagascar a connu une période de développement croissant où la plus haute production est observée en 1976 avec une moyenne de 54 000T (RAKOTONJANAHARY et al., 2008). Durant cette période, Madagascar a pu exporter de l’arachide de bouche (1963-1972, 5478T par an en moyenne) et des tourteaux en Europe et en Asie. Jusqu’à l’an 2000, la production arachidière malagasy n’a cessé de baisser dont le niveau le plus bas se situe entre 1982 et 1991. Après 1991, elle a repris une nouvelle relance, marquée par une évolution lente et constante, atteignant 5000T par an. De 2001 à 2009, la production moyenne d’arachide Malagasy par an est de 43 400T, et la production record est recensée en 2005 avec 61 000T (RAKOTONJANAHARY et al., 2008).

Problèmes liés à la culture d’arachide à Madagascar

A Madagascar, l’agriculture est largement exposée au risque de nombreux aléas et la filière arachidière malagasy ne peut pas s’en échapper. La culture d’arachide est confrontée à de nombreuses contraintes, qui sont classées en deux grands groupes selon la nature : biotique et abiotique.

Contraintes d’origines biotiques

Les maladies

Les principales maladies de l’arachide les plus fréquentes et les plus connues à Madagascar sont :

La rosette

C’est la seule maladie virale qui attaque la partie aérienne de la plante. Elle se manifeste par le rabougrissement des plantes et le jaunissement du feuillage. L’incidence sur l’arachide est marquée par une chute importante de la productivité si elle apparaît 40 jours après le semis (BORGET, 1989). Le développement important de la rosette peut annuler la récolte toute entière. La lutte contre la rosette se fait, par l’utilisation des variétés résistantes, par l’emploi d’une technique culturale adéquate avec un semis dense et précoce et la pratique d’une rotation culturale. Une méthode de lutte chimique est aussi possible, en employant certains produits chimiques qui permettent également d’éliminer les ennemis de la culture.Parmi ces substances, il y a : la monochrotophos 10‰, et la malathion à dose 50 %.

La cercosporiose

Connue aussi sous le nom de la maladie de la tache brune sur des feuilles, par le fait qu’il y a apparition des taches circulaire de 1 à 12mm de diamètre et de couleur brune sur les feuilles. Elle est due aux champignons du genre Cercospora personata et Cercospora arachidicola. L’attaque de ces germes peut réduire le rendement cultural (BOLING et al., 1972 ; PIROT, 1998 ; SADIQUE et al., 1999)
La maladie apparaît en période de floraison, aboutissant à des défoliations pouvant dépasser 50%.

La pourriture des gousses

Elle est due à l’attaque d’un champignon appelé Fusarium solani, en sol humide. Pour lutter contre ce germe, il faut pratiquer le poudrage à base de soufre et de sel de cuivre.

Contraintes abiotiques

Acidité du sol

Pour toutes les plantes, les facteurs physiques du sol interviennent dans l’adaptation au milieu. D’une part, ils jouent un rôle dans l’alimentation hydrique et minérale et d’autre part, ils conditionnent l’effet de développement des racines (GILLIER et SILVESTRE, 1989). Le pH optimal du sol est compris entre 5,6 et 7,5 mais peut varier entre 5 et 8. L’acidité du sol est l’une des conditions défavorables pour l’arachide, surtout quand il est trop acide à une valeur inférieure à 5 (MAEP, 2001). L’acidité du sol se manifeste par l’abondance de l’élément aluminium (Al) du sol ; elle influence la végétation de l’arachide, et favorise sa stérilité. Il favorise aussi la baisse du rendement (CHABALIER, 1972). C’est le cas fréquemment rencontré sur le sol ferralitique des hauts plateaux malagasy.

Salinité du sol

L’arachide est une plante sensible à la salinité du sol. Cette propriété fait partie des contraintes majeures de la culture d’arachide dans les régions côtières malagasy. Elle peut perturber l’absorption de l’eau au niveau de la racine de la plante ce qui pourrait diminuer la productivité.

La sécheresse

L’arachide exige une quantité de pluies suffisantes comprises entre 500 mm et 1200 mm, tout en étant bien repartie pendant les 4 à 5 mois du cycle de la plante (PIROT, 1998). La sécheresse constitue ainsi un des plus importants stress abiotiques de la plante. Elle se manifeste soit par l’insuffisance pluviométrique comme dans le cas du Sud-Ouest de Madagascar, soit par l’irrégularité pluviométrique et la mauvaise distribution des pluies, comme le cas souvent rencontré sur les hauts plateaux.

COMPORTEMENT DE LA PLANTE FACE A LA SÉCHERESSE

Définition de la sécheresse

La sécheresse est l’état du sol et/ou d’un environnement, correspondant à un manque d’eau, sur une période relativement longue pour qu’elle ait des impacts sur la flore et la faune.
Il existe de nombreuses définitions du terme « sécheresse » selon le point de vue.
 Pour les météorologistes : Ce « déficit hydrique » fait suite à un déficit pluviométrique inexpliqué, sur de longues périodes durant lesquelles les précipitations sont anormalement faibles ou insuffisantes pour maintenir l’humidité du sol et l’hygrométrie normale de l’air (http://5). Lorsque ce déficit de pluviométrie est systématique sur une région donnée, cette région devient une zone aride.
 Pour un agriculteur ou un agronome : « il y a sécheresse lorsque la combinaison de la quantité et la répartition des précipitations, les réserves en eau du sol et les pertes par évaporation entraîne une diminution nette du rendement des plantes cultivées et des productions animales ».

Comportement des plantes face à un déficit hydrique

Les régulations physiologiques et morphologiques qui permettent aux plantes de s’adapter à une alimentation en eau déficitaire s’opèrent à différentes échelles.
Les caractères d’adaptation à la sécheresse ont été classés en 1979 par Turner et Jones et al., (1981) en mécanismes d’évitement, d’esquive ou de tolérance :
 L’évitement permet à la plante de réduire ou voire même d’annuler les effets de la contrainte hydrique par une bonne adaptation de son cycle végétatif à la longueur de la saison des pluies. Certains génotypes s’échappent ainsi du stress hydrique en accomplissant leur cycle de développement en dehors des périodes de sécheresse. Le phénomène d’évitement se manifeste par un développement rapide avec une floraison précoce, permettant à la plante d’éviter les périodes sèches.
 Le second caractère d’adaptation des plantes à la sècheresse est l’’esquive. Les mécanismes d’esquive permettent à la plante de conserver un potentiel hydrique faiblement négatif en conditions de stress, évitant ainsi la déshydratation des tissus. Cela peut être réalisé par une absorption efficace de l’eau du sol, grâce à un système racinaire très développé (FISCHER et MAURER, 1978), ou par une grande conductivité hydraulique des tissus (Freeman, 1973). La limitation des pertes d’eau peut également résulter de la réduction de la surface transpirante (à l’aide des feuilles de petite taille ou abscission, (ALI DIB, 1992)) ou encore de la diminution de la radiation interceptée [par une couche épicuticulaire cireuse ou lipidique, (ACEVEDO, 1992)].
Ce phénomène est largement expliqué par la phénologie. Mais la sécheresse est imprévisible et les plantes sont forcément confrontées au stress une année à l’autre.
Certains caractères d’adaptation, inductibles, permettent une tolérance avec maintien du potentiel hydrique foliaire ou évitement (système racinaire développé, réduction de la surface foliaire, présence de cires à la surface des feuilles, enroulement foliaire…).
Lorsque le potentiel hydrique foliaire est réduit, certaines plantes sont capables de maintenir leur turgescence cellulaire par ajustement osmotique (AO) grâce à l’accumulation active de solutés (TURNER et JONES, 1980).
Enfin, s’il y a perte de turgescence, il peut y avoir une tolérance à la déshydratation des tissus (TURNER, 1986).
 La tolérance est la stratégie qui permet à la plante d’assurer ses fonctions physiologiques malgré une dégradation de son état hydrique. Les mécanismes de tolérance favorisent quant à eux le maintien de la turgescence de la plante alors que son potentiel hydrique est très négatif. L’ajustement osmotique constitue le processus majeur permettant à la cellule de maintenir sa turgescence sous contrainte hydrique (MONNEVEUX, 1991), grâce à l’accumulation active de molécules particulières : alcools (comme le glycérol), polyols, généralement dérivés de l’inositol, sels de potassium (DADAY, et al., 1973) et sucres solubles (ACEVEDO et CECCARELLI, 1989 ; ACEVEDO, 1991). Cependant, les substances qui ont retenu le plus l’attention des physiologistes et des sélectionneurs sont des composés contenant un azote quaternaire, comme la bétaine ou la proline (CECCARELLI, 1989; GARCIA DELMORAL et RAMOS, 1992 ; LUDLOW et al., 1985).

Sécheresse et l’agriculture Malagasy

Le climat peut agir directement ou non sur la plante. L’action directe du climat est dans la mesure où la température, l’humidité de l’air, la pluviométrie, le vent, et l’ensoleillement favorisent ou non, la germination, la croissance, la floraison, la fructification, le rendement brut et la qualité des produits de la culture. Indirectement, l’influence de la résistance des plantes aux maladies, aux insectes et aux mauvaises herbes, à l’évolution des ennemies des cultures et des prédateurs naturels, et enfin, à la possibilité ou non de traitements phytosanitaires dépend du climat.
Pour Madagascar, la manifestation du changement climatique se présente sous diverses formes : la sécheresse, les inondations, l’accroissement de la fréquence et de l’intensité des phénomènes météorologiques graves comme les cyclones, les manifestations météorologiques extrêmes entrainant la perturbation des périodes culturales, l’érosion côtière et l’élévation du niveau de la mer, etc.

SITE D’ETUDE

Notre essai a été conduit à la serre du Département de Biologie et Ecologie Végétales, de la Faculté des Sciences à Ankatso, Antananarivo. Toutes les études y afférentes ont été effectuées au sein de l’Unité de Biotechnologie et Amélioration des Plantes, du laboratoire de physiologie végétale.

MATERIELS VEGETAUX

Les matériels végétaux utilisés durant l’expérimentation sont des semences de la variété SA-156 ou Sélection Alaotra 156, obtenue à partir des sélections des variétés locales effectuées par le FOFIFA Alaotra d’où son nom. Cette variété a subi une irradiation à 250 Gy afin d’induire une mutation et cultivée dans différents sites (Kianjasoa, Toliara, Ambatobe) et afin de sélectionner les lignées tolérantes à la sécheresse. Ce sont les graines de la cinquième génération (génération M5) issues de la sélection qui sont utilisées dans cette étude.
Le tableau 2 suivant présente la liste des lignées putatives d’arachide utilisées lors de l’expérimentation et leur indication respective.

Table des matières

Remerciements
Liste des abréviations
Glossaire 
Liste des figures 
Liste des photos 
Liste des tableaux 
Liste des annexes 
INTRODUCTION 
Première Partie : GENERALITES
I. L’ARACHIDE
I.1. Historique
I.2. Systématique
I.3. Description de la plante
I.4. Production d’arachide dans le monde
I.5. Culture d’arachide à Madagascar
I.5.1. Variétés cultivées
I.5.2. Production d’arachide à Madagascar
I.5.3. Problèmes liés à la culture d’arachide à Madagascar
I.5.3.1. Contraintes d’origines biotiques
I.5.3.2. Contraintes abiotiques
II. COMPORTEMENT DE LA PLANTE FACE A LA SÉCHERESSE
II.1. Définition de la sécheresse
II.2. Comportement des plantes face à un déficit hydrique
II.3. Sécheresse et l’agriculture Malagasy
III. LA MUTATION
III.1. Définition
III.2. Types de mutation
III.2.1. Mutation spontanée
III.2.2. Mutation induite
III.3. Agents mutagènes
III.4. Avantages de la pratique de l’irradiation sur l’amélioration des plantes
Deuxième partie : MATERIELS ET METHODES 
I. SITE D’ETUDE
II. MATERIELS VEGETAUX
III. METHODES D’ETUDE
III.1. Description du dispositif expérimental en serre
III.2. Conditions de température et d’humidité en serre
III.3. Semis et entretien
III.4. Méthodes de mesure et de suivi
III.4.1. Taux de germination
III.4.2. Taux de survivants après la condition de stress
III.4.3. Teneur en eau du sol
III.4.4. Observation des caractères morphologiques
III.4.4.1. Hauteur maximale
III.4.4.2. Nombre des feuilles
III.4.4.3. Mesure de la surface foliaire
III.4.4.4. Longueur et nombre de ramifications du système racinaire
III.4.5. Mesure des paramètres physiologiques
III.4.5.1. Mesure de la croissance et du développement des plantes testées
III.4.5.2. Mesure de la teneur en chlorophylle des plantes
III.4.5.3. Teneur relative en eau (TRE)
III.4.5.4. Biomasse sèche de la plante
III.4.5.5. Nombre de gousses et le nombre de graines par plante
IV. ANALYSES STATISTIQUES DES DONNEES
Troisième Partie : RESULTATS ET INTERPRETATIONS 
I. Taux de germination
II. Taux de survivants
III. Caractères morphologiques
III.1. Hauteur de la plante
III.2. Nombre moyen de feuilles par plantes testées
III.3. Surface foliaire
III.4. Longueur de la partie racinaire
III.5. Nombre moyen de ramifications de l’appareil racinaire
IV. Caractères physiologiques
IV.1. Croissance et développement des plants d’arachide testés
IV.2. Teneur moyenne en chlorophylle des plants d’arachide testés
IV.3. Teneur relative en eau de la feuille des plantes (TRE)
IV.4. Biomasse sèche moyenne des plantes testées
IV.5. Nombre de gousses et nombre de graines par gousse pour chaque variété testée
Quatrième partie : DISCUSSIONS 
I. Taux de germination
II. Taux des survivants
III. Caractères morphologiques
III.1. Hauteur de la plante
III.2. Nombre de feuilles
III.3. Surface foliaire
III.4. Longueur et le nombre de ramifications de l’appareil racinaire
IV. Caractères physiologiques
IV.1. Croissance de la plante
IV.2. Teneur en chlorophylle
IV.3. Teneur relative en eau (TRE)
IV.4. Biomasse sèche de la plante
IV.5. Nombre moyen de gousses et de graines par plante testée
Cinquième partie : CONCLUSION ET PERSPECTIVES 
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 
REFERENCES WEBOGRAPHIQUES .
ANNEXES