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Evaluation des possibilités de culture du riz
Synthèse bibliographique sur le riz
Historique de la riziculture en Afrique de l’Ouest
Le riz est une plante plastique que l’on retrouve dans différentes zones agroclimatiques du monde. Elle pousse tant en régions tempérées qu’en zones tropicales. Son aire de répartition s’étend de 50° de latitude nord (Chine) à 40° de latitude sud (Australie) et depuis le niveau de la mer au Brésil jusqu’à des altitudes de 2 000 m à Madagascar et 3 000 m au Népal (Renard, 1983). La culture du riz est pratiquée sous des climats frais d’altitude tels que ceux rencontrés au Japon (17°C), sous des climats chauds comme ceux du désert du Pakistan (33°C) et sur des terres sèches ou inondées d’Afrique et d’Asie (Renard, 1983 ; Swaminathan, 1984). Parmi les 24 espèces du genre Oryza, Oryza sativa L. et Oryza glaberrima Steud. sont les deux espèces de riz actuellement cultivées à travers le monde (IRRI, 2005). Bien qu’ayant des origines géographiques différentes (Sweeney et McCouch, 2007), elles sont toutes deux cultivées en Afrique et plus particulièrement en Afrique de l’Ouest. O. sativa, d’origine asiatique, est la plus répandue et se retrouve dans toutes les zones rizicoles du monde. Originaire du delta central du fleuve Niger (région de Mopti), O. glaberrima s’est répandu à travers toute l’Afrique de l’Ouest d’abord du Cap Vert au Tchad et ensuite du Sénégal à la GuinéeConakry en passant par la Gambie et la Guinée-Bissau (Portères, 1955 ; Angladette, 1966 ; Sié, 1991). Domestiquée en Afrique de l’ouest depuis 1 500 avant Jésus-Christ, la culture de O. glaberrima a eu une expansion spatiale très limitée suite à l’introduction du riz asiatique O. sativa par les Portugais et les Hollandais au XVe siècle. Cette introduction a été effectuée à partir des côtes de la Casamance, de la Sierra Léone et du Libéria (Angladette, 1966 ; Porterès, 1956). La diffusion de génotypes améliorés de O. sativa à plus fort potentiel de production que les variétés locales africaines a contribué à l’expansion du riz d’origine asiatique sur tout le continent africain (Portères, 1949 ; IRAT, 1967 ; Bezançon, 1993). Cette dynamique a été renforcée dans les années 60 et 70 suite à l’arrivée massive de variétés améliorées ayant contribué à la « révolution verte » sur le continent asiatique (Volvey et al., 2005). Cependant, sur le terrain, la culture du riz asiatique s’est montrée plus exigeante en eau, en engrais et en pesticides que les génotypes africains. Ces variétés importées étaient par ailleurs ravagées par les maladies, les sécheresses et les problèmes liés aux sols alors que les variétés traditionnelles, quoique peu productives, étaient très résistantes à toutes ces contraintes dans les mêmes milieux de culture (Volvey et al., 2005). La recherche scientifique 6 a dès lors dirigé ses efforts sur la mise au point de variétés combinant à la fois les caractéristiques de production de O. sativa et les capacités adaptatives de O. glaberrima aux écologies rustiques africaines (Ndjiondjop et al., 2010 ; Volvey et al., 2005). C’est ainsi qu’une équipe de chercheurs de l’ADRAO (Association pour le Développement de Riziculture en Afrique de l’Ouest) conduite par Dr Monty Jones a mis au point des variétés dénommées NERICA (New Rice for Africa) en 1995 (Jones et al., 1997a, b). Ces nouveaux riz hybrides, à l’instar de leurs parents africains (O. glaberrima), ont une croissance végétative accélérée et étouffent les mauvaises herbes dès leurs premiers stades de croissance. Cet atout permet aux NERICAs de mobiliser plus efficacement la lumière et les ressources hydrominérales du sol (ADRAO, 2002 ; ADRAO, 2006). Ils contribuent par ailleurs à réduire de l’ordre de 40 à 60 % le temps de travail consacré au désherbage par les riziculteurs. Les variétés de riz NERICAs s’accommodent des sols acides et déficients en unités fertilisantes et résistent mieux aux maladies, aux insectes et autres parasites des zones rizicoles africaines. Tout comme leurs parents asiatiques (O. sativa), les NERICAs sont plus productives que leurs parents traditionnels. En effet, les NERICAs ont un potentiel de production de paddy équivalent au double de celui des génotypes africains sur des sols non fertilisés et au triple en condition d’apport de fumure. Le nombre d’épillets produits par les NERICAs est 4 fois supérieur à celui des variétés traditionnelles et ces nouveaux riz hybrides arrivent à maturité 30 à 50 jours plus tôt que les variétés traditionnelles (ADRAO, 2002 ; ADRAO, 2006 ; Volvey et al., 2005 ; Akinbile et al., 2007). Ces différents atouts des NERICAs combinés à une politique soutenue de diffusion assurée par AfricaRice (ex-ADRAO) et les systèmes nationaux de recherche agronomique des pays africains, ont contribué à une large expansion de ces nouveaux riz hybrides dans les rizières africaines ( ADRAO, 2006).
Morphologie de la plante de riz
Le riz est une Monocotylédone appartenant à la famille des Poacées et à la tribu des Oryzées. Cette tribu est subdivisée en 12 genres. Le genre Oryza compte 24 espèces dont seulement deux sont cultivées : Oryza sativa L. et Oryza glaberrima Steud. (IRRI, 2005). Le riz est une plante herbacée annuelle ou pérenne (certaines formes sauvages), diploïde et autogame (Courtois, 2007). Parmi les formes sauvages, cinq ont une origine africaine et trois d’entre elles poussent dans des écologies du Sénégal et du sahel ouest-africain : Oryza barthii A. Chev., Oryza brachyantha A. Chev. et Roehr et Oryza longistaminata A. Chev. et Roehr (IRRI, 2005). Ces formes sauvages préfèrent des habitats inondés ou humides en conditions 7 de plein soleil. Ils peuvent dès lors constituer des pools de gènes pour la mise au point de nouvelles variétés de riz cultivées pour des écologies pluviales de bas de pente. Les organes végétatifs du riz sont constitués de la racine, de la tige, des feuilles et les organes reproducteurs sont essentiellement formés des épillets portés par la panicule.
Racines
Le système radiculaire du riz assure les fonctions d’ancrage, d’absorption et de stockage de l’eau et des éléments minéraux. Il est de type fasciculé et peu profond lorsque la ressource hydrique n’est pas limitante (Reyniers et al., 1980 ; Angladette, 1966 ; Arraudeau et Vergara., 1992). Les racines présentent un aspect fibreux et sont de deux types : les racines embryonnaires, issues de la radicule et les racines secondaires. Les racines embryonnaires atteignent une longueur maximale de 15 cm et ne survivent pas au-delà du stade 7 feuilles (Yoshida, 1981). Les racines secondaires sont mises en place pour assurer l’autonomie nutritionnelle de la plante vis-à-vis des réserves du grain germé. Elles sont aussi appelées racines adventives du fait qu’elles prennent naissance à partir de la tige, plus précisément au niveau des nœuds inférieurs de la tige. L’on peut dénombrer entre 5 et 25 racines adventives au niveau de chaque nœud basal. Ces racines adventives sont mises en place dès avant le tallage et atteignent une biomasse maximale pendant la phase reproductive. Un pied de riz peut porter jusqu’à 2 000 racines dont chacune porte entre 10 et 30 radicelles avec des poils absorbants (Lacharme, 2001 ; Yoshida, 1981). La profondeur d’enracinement et l’abondance du chevelu racinaire sont inversement proportionnelles au degré d’humectation du sol. Ainsi, en riziculture irriguée, les racines sont concentrées dans les 40 premiers centimètres du sol alors qu’en riziculture pluviale, les racines peuvent explorer le sol jusqu’à une profondeur de 1 m (Arradeau et Vergara, 1992 ; Yoshida, 1981).
Tige
Le système caulinaire du riz est formé de tiges cylindriques disposées en touffes généralement dressées (Figure 1). La hauteur de la tige peut varier entre 50 cm et 150 cm et même atteindre 6 m chez les variétés flottantes (Angladette, 1966 ; Bezançon, 1993). La coloration de la tige peut varier suivant la variété et le stade de végétation. Chaque tige ou chaume est formée d’une succession de nœuds pleins et d’entre-nœuds creux. Les nœuds constituent la zone d’insertion des feuilles sur la tige et chacun porte un bourgeon qui peut se différencier en tige secondaire. Chaque entre-nœud est recouvert par la gaine de la feuille issue du nœud directement inférieur. La longueur de l’entre-nœud est fonction de sa position sur la tige : il 8 est plus court à la base et plus long au sommet de la tige. La taille de l’entre-nœud joue un rôle majeur dans la résistance des plants de riz à la verse. Des entre-nœuds plus courts confèrent à la plante une plus grande résistance à la verse. Cette fonction mécanique de la tige est aussi modulée par son diamètre, sa robustesse et sa hauteur. La tige assure par ailleurs le transport de l’eau et des éléments nutritifs ; elle est le conduit d’approvisionnement des racines en air. Au cours de la phase végétative, des bourgeons des nœuds inférieurs de la tige principale (ou brin maître) donnent naissent selon un ordre alternatif à d’autres tiges appelées talles secondaires : c’est le tallage. Les talles de premier ordre donnent naissance aux talles de second ordre qui éventuellement, à leur tour, donnent des talles de troisième ordre. En définitive, la touffe de riz est constituée de l’ensemble des talles produites par un plant de riz. Le nombre de talles produites au stade fin tallage (entre 3 et 60 par touffe) est une caractéristique variétale mais elle dépend aussi des conditions et pratiques culturales. Pendant la phase reproductive du riz, chacune des talles fertiles porte à son sommet une panicule (Arraudeau, 1998 ; Lacharme, 2001 ; Wopereis et al., 2008).
Feuilles
Les feuilles de riz sont sessiles et disposées de façon alterne le long de la tige (Figure 1). Chaque nœud de la tige porte une seule feuille à la fois. La dernière feuille d’où émerge la panicule est appelée feuille paniculaire ou feuille drapeau. Une tige de riz produit au cours de son cycle végétatif un total de 10 à 20 (Yoshida, 1973, 1975) feuilles dont 5 à 10 seulement vivent et les autres se dessèchent au fur et à mesure du développement de la plante. Au sein d’une touffe de riz, la talle primaire ou brin maître développe un plus grand nombre de feuilles par rapport aux autres talles (Lacharme, 2001). Le limbe, étendu et lancéolé est la partie de la feuille qui assure l’essentiel de l’activité photosynthétique. Sa longueur varie entre 30 cm et 100 cm et sa largeur est comprise entre 5 et 25 mm (Angladette, 1966 ; Dobelmann, 1976). En fonction de la variété, le port du limbe peut être érigé, oblique ou retombant. Ce port joue un rôle dans la hauteur de la touffe de riz et dans l’interception des rayons solaires. La gaine de la feuille entoure la tige et contribue à sa protection. Pendant les premiers jours de végétation, la tige est essentiellement constituée par la gaine foliaire. A la zone de jonction entre la gaine et le limbe se trouve une paire de lamelles de 2 à 5 mm en forme de croissant appelées auricules. Les auricules sont garnies de poils et sont supplantées par une membrane triangulaire, la ligule. Le riz est la seule graminée qui possède à la fois la ligule et l’auricule, ce qui permet de le distinguer des mauvaises herbes, au stade plantule. Les caractéristiques 9 morpho-métriques des composantes de la feuille de riz dépendent de l’espèce et même de la variété (Lacharme, 2001 ; Wopereis et al., 2008). 1.2.4 Organes reproducteurs Les organes reproducteurs du riz sont formés d’un ensemble de fleurs hermaphrodites ou épillets regroupés au sein d’une inflorescence, la panicule (Figure 1). La panicule est fixée au nœud terminal de la tige par un pédoncule. La longueur de la panicule est comprise entre 10 et 30 cm. Elle est érigée au moment de la floraison mais tend généralement à prendre la forme d’une faucille sous l’effet du poids des épillets qui se remplissent, mûrissent et deviennent des grains. Selon les variétés, la panicule porte des ramifications primaires ou racèmes, subdivisées en ramifications secondaires et parfois même en ramifications tertiaires (Figure 2). En fonction des variétés, ces ramifications portent entre 50 et 500 épillets pédicellés. Les caractéristiques de la panicule (longueur, forme, angle des ramifications primaires par rapport à l’axe de la panicule) diffèrent suivant la variété. La formation du grain de riz commence avec l’autofécondation d’un épillet. A maturité, le grain de riz paddy est constitué de trois parties essentielles : l’enveloppe, la barbe et l’endosperme. L’enveloppe est constituée par deux glumes (appendices situés au-dessus des pédicelles des épillets) et deux glumelles, l’une supérieure avec trois nervures (paléa) et une inférieure avec cinq nervures (lemma). Les glumelles couvrent le grain du riz (caryopse) et constituent la balle de riz au décorticage. Chez certaines variétés, la nervure ventrale de la glumelle inférieure se prolonge en une excroissance qui termine le bout supérieur du grain : c’est la barbe. L’endosperme est la partie du riz qui est constituée de réserves nutritives et qui fait l’objet de consommation humaine. C’est aussi la source alimentaire de l’embryon qui est situé sur la partie ventrale du caryopse (Lacharme, 2001 ; Wopereis et al., 2008).
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