Influence de la scarification du tégument sur la germination

Mode opératoire

Les installations de ces essais de germination comprennent 4 principales opérations à savoir préparation des lots de graines, préparation du substrat, semis et mise en incubation.

Préparation des graines

Voici les différentes étapes suivies pour préparer les échantillons de travail :
• Prélèvement au hasard en différents points d’un même lot de quelques échantillons de graines dits échantillons primaires jugés représentatifs dulot étudié (échantillonnage aléatoire simple).
• Mélange des échantillons primaires pour former l’échantillon global.
• Division de l’échantillon global à l’aide du « compteur de graines » en x échantillons de travail portant 50 graines pour Tephrosia candida , Sesbania sesban , Sesbania macrantha, Dalbergia trichocarpa, et Delonix regiaet 35 graines (à cause de l’insuffisance des graines disponibles) pour Dalbergia greveana et Cordyla madagascariensis.
Une fois préparés, ces échantillons de travail ont été prétraités suivant trois principaux modes (prétraitements mécanique, physique par voie humide et chimique) tirés des travaux de Veasey et Freitas, 2000 sur des espèces de Légumineuses.
Par ailleurs, pour pouvoir mesurer les effets de latempérature sur la germination, il a été nécessaire de déclencher la germination des graines par le biais de prétraitements lors de la troisième série de tests. Ainsi, à chaque niveau detempérature, les graines ont été soumises à un prétraitement mécanique, un prétraitement par la chaleur et un prétraitement chimique. Quant au choix du prétraitement appliqué dans chaque mode, il s’agit en effet du prétraitement ayant engendré la plus élevée capacité de germination à l’issu de la seconde série de test.
Le mode opératoire adopté lors des prétraitements est détaillé dans le tableau 3.
A noter que le nombre de répétition a été fixé à trois pour chaque condition expérimentale pour pouvoir réaliser les analyses statistiques (analyse de variance).

Préparation du substrat

Après sa stérilisation au soleil pendant 9 heuresenviron, le sable est tamisé, humidifié puis réparti dans les boîtes de germination pour recevoir les semis. Quant à l’épaisseur de la couche de sable adoptée dans les boîtes de germination, elle a été déterminée en fonction de la taille des graines. Eneffet, le semis des grosses graines comme celles de Cordyla madagascariensis ou Delonix regia (épaisseur de la couche de sable : 3cm) ont nécessité une plus grande quantité de sable par rapport à celui des petites graines telles que Tephrosia vogelii, Tephrosia candida , Sesbania sesban , Sesbania macrantha , Dalbergia trichocarpa et Dalbergia greveana (épaisseur de la couche de sable : 2 cm).

Semis des graines

Les graines n’ont pas été entièrement enfoncées dans le sable puisqu’une partie reste visible pour faciliter le comptage des graines germées.
D’autre part, un certain écartement (1 à 2 cm) a été respecté pour éviter le contact entre les graines susceptible de gêner leur germination et aussi, afin de limiter la propagation d’éventuelles attaques fongiques.

Mise en incubation

La température d’incubation a été choisie afin de reproduire les conditions de température dans lesquelles vivent les espèces en milieu naturel.
De ce fait, puisque la plupart de ces espèces vivent dans des régions à température moyenne annuelle variant de 26 à 28 °C (région ouest), la température des incubateurs a été fixée d’une part à 30 °C pour la première et la seconde série de tests et, d’autre part, entre 15 et 35 °C pour troisième série de tests.
Quant à la condition d’aération des semis, elle est réglée automatiquement grâce à des ventilateurs dont sont équipés les incubateurs.

Evaluation et entretiens des semis

Les comptages ont commencé environ 24 heures aprèsla mise en incubation et s’effectuent quotidiennement à la même heure et ceci durant l2 jours.
A chaque observation, sont comptées et extraites : les graines germées – les graines mortes ou nécrosées. Le dénombrement des graines non germées mais intactes ne se fait qu’à la fin des tests. Une fiche d’observation a été élaborée spécialement pour retenir l’évolution de ces essais de germination. (voir Annexe 2)

Matériels et Méthodes

Le substrat est arrosé une fois toutes les 48 heures pour maintenir son humidité.

Résultats recherchés

Les proportions de graines germées et non germées relevées ont permis de calculer différentes variables à savoir : capacité et délai de germination – pourcentage de graines non germées mais viables et de graines non germées mortes – pouvoir germinatif – capacité de germination relative.
La signification et le mode de calcul de chaque variable seront détaillés un à un dans les parties suivantes.

Capacité et Délai de germination

L’analyse de ces deux variables a servi pour différencier les niveaux de facteurs dans les différents tests. A cet effet, une certaine hiérarchie a été établie entre ces variables : la capacité de germination a été désignée comme étant le premier critère de classification des différents niveaux ; par contre, dans le cas où les niveaux de facteurs ont enregistré des capacités de germination significativement égales, l’analyse du délai de germination a été nécessaire pour identifier le meilleur niveau.
La capacité de germination (CG) se définit comme le pourcentage de graines germées par rapport au nombre total de graines semées dans les conditions expérimentales données.(Come, 1970).

Résultats et interprétations

Les nombres de graines germées et non germées relevés à l’issu des 12 jours des tests ont été employé pour calculer différentes variables : capacité et délai de germination ; pourcentage de graines viables mais non germées et de graines mortes ou nécrosées ; capacité de germination relative. Rassemblées dans des tableaux ou représentées sous forme de courbes, ces valeurs calculées constituent les résultats de cette étude.
Ainsi les résultats pour chaque espèce seront présentés et interprétés en premier lieu dans ce chapitre.
Puis, les effets des différents prétraitements seront interprétés pour l’ensemble des espèces.
Ensuite, une tentative de synthèse de l’utilisation des différentes valeurs de température d’incubation pour la germination des Légumineuses sera donnée.
Et, une comparaison des résultats obtenus avec ceux des autres recherches sera faite dans le dernier sous – chapitre « discussion ».

Espèce : Tephrosia vogelii

L’espèce Tephrosia vogeliia fait l’objet de trois différentes expériences.

Influence de la scarification du tégument sur la germination

Cette première expérimentation comprend deux niveaux : graines dont le tégument est scarifié par abrasion sur du papier verre – graines à tégument non scarifié servant de témoin.
Les capacités et les délais de germination de ces graines relevées après 12 jours d’incubation à 30 ° C sont représentés dans le tableau 4.

Effets de la température sur la germination

La troisième expérience effectuée sur Tephrosia vogelii a servi pour étudier le facteur “température de germination”.
Ainsi, les graines ont été semées dans différentes conditions de température à savoir 15, 20, 25, 30 et 35 ° C. Quant aux autres conditions d’expérimentation, les prétraitements suivants ont été appliqués sur les graines afin de démarrer leur germination : scarification manuelle – trempage dans l’eau initialement bouillante pendant 17 h – trempage dans l’acide pendant 5 mn.
Les courbes montrant les variations des capacités et des délais de germination (observées au terme des 12 jours de l’expérimentation) en fonction de la température d’incubation sont représentées sur la figure 3.

Effets des prétraitements sur la germination

Cette seconde expérience a été effectuée pour tester le facteur “prétraitement” . Tous les prétraitements expérimentés sur Tephrosia vogelii ont été exactement répétés lors de cette expérimentation.
Après leurs prétraitements, les graines ont été incubées à 30 ° C durant 12 jours. Les capacités et les délais de germination relevées sont données dans le tableau 8.

Effets de la température sur la germination

La troisième expérience effectuée sur Tephrosia candida a servi pour étudier le facteur “température de germination”.
Ainsi, les graines ont été semées dans différentes conditions de température à savoir 15, 20, 25, 30 et 35 ° C. Quant aux autres conditions d’expérimentation, il faut noter que les prétraitements suivants ont été appliqués sur les graines afin de démarrer leur germination : scarification manuelle – trempage dans l’eau bouillante avec refroidissement pendant 17 h – et trempage dans l’acide pendant 40 mn.
Les courbes montrant variation des capacités et des délais de germination (observées au terme des 12 jours de l’expérimentation) en fonction de la température d’incubation sont représentées sur la figure 4.

Effets des prétraitements sur la germination

Cette seconde expérience a été effectuée pour tester le facteur “prétraitement” comprenant douze niveaux dont : cinq prétraitements chimiques – six prétraitements physiques dont cinq par la chaleur et un prétraitement par voie mécanique – et aucun prétraitement (lot témoin).
Après leurs prétraitements, les graines ont été incubées à 30 ° C durant 12 jours. Par conséquent, les capacités et les délais de germination relevées sont données dans le tableau 11.

Effets de la température sur la germination

La dernière expérimentation effectuée sur Sesbania macrantha a servi pour étudier le facteur “température de germination”. Ainsi, les graines ont été semées dans différentes conditions de température à savoir 15, 20, 25, 30 et 35 ° C. Quant aux autres conditions d’expérimentation, il faut noter que les prétraitements suivants ont été appliqués sur les graines afin de démarrer leur germination : scarification manuelle – trempage dans l’eau bouillante pendant 5 mn suivi d’un trempage dans l’eau froide – trempage dans l’acide pendant 3 h.
Les courbes montrant les variations des capacités et des délais de germination (observées au terme des 12 jours de l’expérimentation) en fonction de la température d’incubation sont représentées sur la figure 6.

Comparaison des effets de différents prétraitements sur les espèces

La comparaison des effets des prétraitements sur les espèces ont été mesurés à partir de la capacité de germination relative. A rappeler que la capacité de germination relative d’une espèce E pour un prétraitement P est le rapport entre la capacité de germination de l’espèce E avec le prétraitement P sur le pouvoir germinatif de l’espèce E (capacité de germination des graines de l’espèce E prétraitées par scarification manuelle). Quant à son interprétation, plus sa valeur est proche de l’unité, plus la proportion de graines viables scarifiées par le prétraitement P est importante.
Ainsi, les variations de la capacité de germination relative de quelques espèces étudiées après différents prétraitements sont représentées sur les figures 7 et 8. Les tableaux de valeurs des courbes sur les figures 7 et 8 sont donnés en annexe 4.

Phénomène de dormance chez les espèces de Légumineuses étudiées

Tephrosia vogelii, Tephrosia candida , Sesbania sesban , Sesbania macrantha , Dalbergia trichocarpa Dalbergia greveana , et Cordyla madagascariensis , appartenant toutes à la famille des Légumineuses, ne font pas partie des espèces dont les graines germent facilement lorsqu’elles sont placées dans les conditions d’humidité et de températures favorables.
Ces espèces présentent des graines à téguments durs et cutinisés qui sont imperméables à l’imbibition d’eau. Ainsi, même installées dans desconditions favorables, il est impossible pour leurs graines de germer puisque leurs embryons sont incapables d’assimiler les réserves nutritives de l’endosperme tant que celles-ci ne sont pas solubilisées. Autrement dit, d’après la classification de dormance de Willan, 1992 (voir annexe 5), ces espèces présentent une dormance d’origine tégumentaire. En effet, selon Willan, 1992, ce type de dormance concerne plusieurs genres de Légumineuses.
Par ailleurs, un classement d’une partie de ces espèces par ordre décroissant de l’intensité de leur dormance peut être donné : Sesbania macrantha , Sesbania sesban , Tephrosia candida et Tephrosia vogelii.Ainsi, l’inhibition tégumentaire est plus forte chez les Sesbanias par rapport aux Tephrosias.
D’autre part, Dalbergia trichocarpa présente la plus faible inhibition tégumentaire dans l’ensemble des espèces étudiées. En effet, la dormance ne se manifeste que sur la vitesse de germination chez cette espèce.

Les traitements destinés à lever la dormance tégumentaire

Par conséquent, les graines de Tephrosia vogelii, Tephrosia candida , Sesbania sesban , Sesbania macrantha , Dalbergia greveana , et Cordyla madagascariensis ont besoin de prétraitements visant à scarifier une partie de leurs téguments afin de permettre à l’eau de parvenir à leurs embryons pour que leurs germinations soientpossibles.
Quant aux graines de Dalbergia trichocarpa , elles peuvent germer sans qu’on ne pratique aucune incision sur leurs téguments. Toutefois, leurs faibles vitesses de germination constituent un véritable handicap d’où l’intérêt de leurs prétraitements afin d’accélérer et rendre leurs germinations uniformes. Ainsi, différentes expérimentations ont été menées sur chacune de ces espèces et ont permis d’identifier les prétraitements présentés dans le tableau 22.

Effets de la température sur la germination

Parmi les facteurs (l’humidité du substrat, l’oxygène, la température et, parfois, la lumière) pouvant exercer des effets, limitatifs ou favorables, sur la germination des graines, selon Côme, 1993, la température reste le plus important. En effet, ce facteur, à lui seul, peut favoriser ou, au contraire, ralentir voire inhiber la germination des graines même déjà imbibées. Autrement dit, chaque espèce ne peut germer dans une gamme de température précise, qui, est déterminée principalement par son origine.
Ainsi, en ce qui concerne les espèces suivantes : Tephrosia vogelii, Tephrosia candida , Sesbania sesban et Sesbania macrantha , elles peuvent germer dans des températures moyennes à élevées variant de 15 à 35 ° C en raison leurs origines tropicales.
Quant à Dalbegia trichocarpa , Dalbergia greveana , et Cordyla madagascariensis , également des espèces d’origine tropicale, leurs germinations peuvent avoir lieu à 30 ° C.
Par contre, il existe pour chaque espèce une gamme thermique dans laquelle sa germination est optimale.
Pour Tephrosia vogelii, Tephrosia candida , Sesbania sesban et Sesbania macrantha , ces optimums thermiques à la germination sont présentésdans le tableau 23.

Choix des prétraitements

Il existe, alors, plusieurs moyens de prétraiter chaque espèce. Ainsi, le choix du prétraitement à appliquer va dépendre principalement de son efficacité, du coût et des difficultés de sa mise en œuvre ; et de la taille du lot de semences à traiter.
D’une manière générale, la scarification manuelle aété identifiée comme étant le moyen le plus  efficace pour lever la dormance tégumentaire. Ce prétraitement consiste exactement à pratiquer une incision sur une partie du tégument située à l’opposé du hile soit par abrasion sur du papier verre, soit à l’aide de matériel tranchant tels que les sécateurs, couteaux, etc. Cependant, sa pratique difficile sur les petites graines (Sesbania sesban , Sesbania macrantha , Dalbergia greveana , Dalbergia trichocarpa et Tephrosia candida ) laisse supposer que ce genre de prétraitement est uniquement réservé pour les grosses graines (Cordyla madagascariensis ).
Toutefois, les mêmes effets pourront être obtenus en remuant fortement ces semences dans du Acquis de l’étude sable ou du gravier à arêtes vives. Cette nouvelle méthode semble plus pratique à appliquer sur les petites graines et peut être adoptée dans le cas d’une grande quantité de graines. Pourtant, le pouvoir germinatif des graines pourra diminuer fortement puisque les embryons pourront être endommagés lors du brassage.
D’autre part, les trempages dans l’eau restent très faciles à appliquer quelle que soit l’espèce et d’autant plus, ils sont peu coûteux. Ces prétraitements méritent, alors, une large diffusion dans les reboisements ruraux. Cependant, il a un principal inconvénient : les graines gonflées après les longs trempages dans l’eau deviennent plus sensibles et peuvent perdre facilement leur viabilité pendant leurs semis. Par conséquent, dans le cas de traitement d’un important lot de semences en vue d’une plantation de grande envergure, les trempages chimiques sont favorisés au dépens des trempages dans l’eau.
De plus, les prétraitements chimiques s’avèrent, généralement, plus efficaces que les trempages dans l’eau. L’acide sulfurique offre également l’avantage d’être un produit recyclable car il est possible de le récupérer après chaque emploi pour d’autres prétraitements.
Toutefois, en dépit de son efficacité, l’acide sulfurique reste un produit très dangereux. De ce fait,il importe de déconseiller son usage aux paysans qui n’ont pas les moyens techniques ni les moyens logistiques (gants, vêtements, lunettes protecteurs, etc) exigés.

Propositions de périodes de semis favorables pour quelques espèces

Afin de maximiser les taux de réussite de la germination de Tephrosia vogelii, Tephrosia candida , Sesbania sesban et Sesbania macrantha , il est à suggérer que leurs semis devront être effectués dans leurs régions d’adaptation exactement durant les périodes où leurs optimums thermiques sont atteints.
Comme il s’agit de toutes d’espèces exotiques, SNGFa effectivement identifié, d’après les zones de reboisement de Razanaka et Sorg (1990) ; différentes régions pour acclimater ces espèces. Ces régions d’adaptation sont rapportées dans l’annexe 6.
Ainsi, des périodes de semis jugées favorables sont proposées dans le tableau 24 pour chaque espèce dans chacune des ses régions d’adaptation.

Table des matières

Glossaire
Liste des abréviations
Liste des figures
Liste des tableaux
Résumé
1. Introduction
2. Matériels et méthodes 
2.1. Recherches bibliographiques
2.2.Matériels
2.2.1. Matériels végétaux
2.2.1.1. Espèces étudiées
2.2.1.2. Caractéristiques des graines
2.2.2. Matériels techniques
2.3. Expérimentations
2.3.1. Mode opératoire
2.3.1.1. Préparation des graines
2.3.1.2. Préparation du substrat
2.3.1.3. Semis des graines
2.3.1.4. Mise en incubation
2.3.1.5. Evaluation et entretiens des semis
2.3.2. Résultats recherchés
2.3.3. Analyse statistique
3. Résultats et interprétations 
3.1. Espèce : Tephrosia vogelii
3.1.1. Influence de la scarification du tégument sur la germination
3.1.2. Effets des prétraitements sur la germination
2.1.3. Effets de la température sur la germination
3.2. Espèce : Tephrosia candida
3.2.1. Influence de la scarification du tégument sur la germination
3.2.2. Effets des prétraitements sur la germination
3.2.3. Effets de la température sur la germination
3.3. Espèce : Sesbania sesban
3.3.1. Influence de la scarification du tégument sur la germination
3.3.2. Effets des prétraitements sur la germination
3.3.3. Effets de la température sur la germination
3.4. Espèce : Sesbania macrantha
3.4.1. Influence de la scarification du tégument sur la germination
3.4.2. Effets des prétraitements sur la germination
3.4.3. Effets de la température sur la germination
3.5. Espèce : Dalbergia trichocarpa
3.5.1. Influence de la scarification du tégument sur la germination
3.5.2. Effets des prétraitements sur la germination
3.6. Influence de la scarification du tégument sur la germination de Dalbergia greveana
3.7. Influence de la scarification du tégument sur la germination de Cordyla madagascariensis
3.8. Espèce : Delonix regia
3.9. Comparaison des effets de différents prétraitements sur les espèces
3.10. Comparaison des comportements des espèces à différentes températures d’incubation
3.11. Discussion
4. Acquis de l’étude
4.1. Phénomène de dormance chez les espèces de Légumineuses étudiées
4.2. Les traitements destinés à lever la dormance tégumentaire
4.3. Effets de la température sur la germination
4.4. Recommandations
4.4.1. Choix des prétraitements
4.4.2. Propositions de périodes de semis favorablespour quelques espèces
4.4.3. Propositions d’amélioration des résultats obtenus
5. Conclusion
Bibliographie 
Annexes
ANNEXE 1 : Systématique des espèces étudiées
ANNEXE 2 : Exemple de fiche de comptage des essais de germination
ANNEXE 4 : Tableaux de valeurs des courbes comparatives des effets des prétraitements sur les espèces étudiées
ANNEXE 5 : Tableau de valeurs des courbes comparatives des comportements des espèces à différentes températures d’incubation – figure 9
ANNEXE 6 : Classification de diverses sortes de dormance
ANNEXE 7 : Régions d’adaptation de Tephrosia vogelii, Tephrosia candida, Sesbania sesban et Sesbania macrantha