Soutenance mémoire
Physiologie de la plante
Opuntia ficus indica est une plante de type CAM (Crassulacean Acid Metabolism).Elle à la particularité de fixer le dioxyde de carbone et de libérer l’oxygène pendant la nuit et de fermer ses stomates pendant le jour.
Ce dispositif permet une moindre perte d’eau par évapotranspiration pendant les heures les plus chaudes. La pénétration de l’air par les stomates ouverts s’effectue pendant la nuit et c’est a ce moment là que le dioxyde de carbone est fixé dans les tissus de chloroplaste par le phosphoénolpiruvate (PEP) résultant du métabolisme des hydrates de carbone via la glycolyse pour donner l’oxaloacétate. Cet élément est à son tour transformé en malate pour être stocké dans la vacuole .Pendant le jour le malate se décompose en pyruvate et libère le dioxyde de carbone et l’eau directement au niveau des tissus chlorophylliens qui s’en servent pour la suite de la photosynthèse selon le cycle de calvin (figur3)
C’est une différence fondamentale avec les plantes ordinaires (mésophytes) pour qui la photosynthèse s’effectue le jour à partir de dioxyde de carbone fraichement importé de l’atmosphère .
Le climat
Au Maroc, le cactus Opuntia est rencontré dans la plupart des zones côtières à hiver doux, jusqu’ au zones continentales à l’exception des régions montagneuses ou les températures sont très basses. Comme on le trouve abondamment dans la région de Sidi Ifni avec une pluviométrie moyenne de 126mm et ce favorisé par un microclimat frais et humide dans cette région.
Température
La plupart des plantes grasses (entre autres le cactus) non seulement supportent mais exigent une température moyenne élevée et des minimums supérieurs à 0°C. Ces conditions sont remplies dans la partie atlantique du Maroc. La température minimale trop basse est le facteur limitant qui élimine ces plantes des régions montagneuses [27]. Quant à Chriyâa [28], il rapporte qu’il faut éviter de planter le cactus dans les zones où la moyenne des minima du mois le plus froid est inférieure à 2°C.
Nobel et Loïk [29] rapportent que l’extension du cactus est limitée surtout par les basses températures hivernales et que le seuil de tolérance est de -10°C.
Toutefois, certains opuntias peuvent supporter des températures plus basses telles que l’Opuntia fragilis qui supporte des températures hivernales allant jusqu’à -40°C L’Opuntia polycantha qui peut tolérer aussi des températures de -24°C [30] cité par Russel et Felker., [3]; Nobel, [31]).
En ce qui concerne les limites de température maximale, le cactus, selon Le Houèrou [32], peut se trouver dans des zones où la température peut atteindre 50°C, voire 58°C. Nobel [33] a trouvé de sa part par des testseffectués au laboratoire que cette plante tolère une température de 65°C pourplusieurs heures. Et d’après Mizrahi et coll. [34], l’opuntia peut tolérer jusqu’à50 à 55°C.
Eau
L’eau est sans doute l’élément qui donne le plus d’importance à la culture, non pas par son abondance mais par sa rareté. Bien sûr aucune plante ne peut vivre sans eau, mais dans le cas des opuntias, les besoins sont très limités.
En effet, le figuier de barbarie est une plante xérophyte et l’eau n’est pas considérée comme un facteur limitant pour son développement. Il peut survivre à une pluviométrie annuelle de 200 mm. Le cactus est présent sous diverses pluviométries : 400 à 700 mm au Mexique [4] et 300 à 400 mm en Sicile [5]. Il prospère dans les régions de Sidi Ifni avec une pluviométrie annuelle moyenne de 126 mm, et ce, grâce au microclimat frais et humide dans cette région.
Mais sa rentabilité économique nécessite des irrigations complémentaires.
Lumière
Le plus grand nombre de variétés de cactus vit naturellement dans un milieu ensoleillé. La forte luminosité et la longueur des jours sont des conditions favorables à une bonne végétation. L’ombre peut se montrer défavorable, notamment par l’allongement des entres nœuds ou par une sorte de dépigmentation des raquettes.
L’altitude
Les espèces d’opuntia peuvent croître à différentes altitudes. On les retrouve dans la région de Sidi Ifni au Sud du Maroc à une altitude variant de quelques mètres à 700 m [16], et de 500 à 800 m dans la région de Méknes [10].
En Italie, l’opuntia est retrouve à des altitudes variant de 250 à 600 m [5]. Au Mexique, dans les plateaux centraux, l’opuntia se trouve à une altitude variant de 1800 à 2400m [4].
Conduite de la culture
Préparation du sol
C’est une opération qui consiste uniquement à confectionner et préparer les trous de plantations: 10-20 cm de profondeur et 50 cm de diamètre. [26]. Il est déconseillé de procéder à un travail du sol profond, du fait du système radiculaire superficiel des Opuntias. Ainsi un covercropage ou un hersage de moins de 10 cm est utilisé pour éliminer les adventices.
Plantation
Epoque de plantation
Les opuntias se multiplient naturellement par bouturage et par semis. Ce dernier n’est pas couramment pratiqué, à cause de la grande variabilité génétique des jeunes plants que peut entrainer ce mode de multiplication [23]. C’est par bouturage que les opuntias sont multipliés [39] parce que cette technique peut produire des plants génétiquement identiques a la plante mère.
Généralement la multiplication se fait par bouturage de raquettes âgées de deux ans et plus, choisies parmi des plantes seines, robustes et avec une meilleure productivité. Aussitôt que les raquettes sont détachées, elles sont abandonnées pendant 3 à 4 jours pour que l’air et le soleil cicatrisent leurs plaies et les empêchent de pourrir une fois plantées.
Les rejets commencent à émerger 2 à 3 semaines après la plantation. Ils sont très sensibles au gèle, c’est pour cette raison, que la plantation ne doit pas avoir lieu dans une période à risque de gelée. La limite inférieure de la température au moment de la plantation devrait être au plus 5°C.
Mulas et coll. [40] considèrent l’automne comme la meilleure saison de plantation dans les conditions de la Sardaigne en Italie. Toutefois, la disponibilité du matériel végétal peut conditionner cette saison.
Chahid [16] rapporte qu’au Maroc, la plantation est effectuée à partir de février-mars dans les régions du sud ou en fin de printemps dans d’autres régions.
L’époque de plantation varie d’une région à une autre, au sud du Maroc la plantation est effectué généralement en février-mars.
Densité de plantation
La densité de plantation varie selon la production envisagée, fruits ou raquettes. Dans le cas où le produit principal est le fruit, la densité peut aller de 500 plants/ha jusqu’à 2000 plants/ha. Dans la région de Tiznit l’espacement le plus utilisé est de 3×4 m, soit une densité de 830 plants/ha. En Italie, l’espacement est de 5-7 m entre les lignes et 4-5 m entre plants. Les fortes densités (1600 à 2000 plants/ha) ne sont recommandées que pour les zones qui sont relativement arrosées. Dans le cas de la production des raquettes de cactus comme fourrage, la densité de plantation peut être élevée et elle peut aller jusqu’à 40 000 plants/ha (cas du Brésil), ce qui peut donner un rendement en matière verte qui dépasse les 240 tonnes/ha [41].
Pour assurer l’ensoleillement des plantes, l’orientation Nord-sud des lignes est essentielle [42].
Les Opuntias peuvent être cultivés en monoculture ou en association avec d’autres cultures (maïs, vigne, légumes, amandier ).
La densité de plantation dépend de la pluviométrie, et des possibilités d’apports complémentaires par irrigation, les hautes densités sont pratiquées lorsque la pluviométrie dépasse 400 mm.
Au sud du Maroc, les plantations se font le plus souvent en lignes dans les montagnes et en quinconce dans les plaines, alors que les vieilles plantations plantées avant 1970 sont aléatoires [23].
Entretien de la culture
L’entretien des plantations est exigé si on vise une production importante et concurrentielle. C’est le cas des exploitations intensives, mais pour les exploitations vivrières cela n’à pas le même degré d’importance.
Au Maroc, aucun soin particulier n’est apporté à la culture une fois que la plantation est réussie. La seule opération qui est pratiquée de façon systématique par la majorité des paysans c’est la taille. Elle est pratiquée au printemps(parfois même en automne) et consiste à éliminer les vieilles raquettes situées àla base du tronc afin de donner à l’arbre une forme de vase.
La fertilisation
En culture traditionnelle, il n’y a aucun apport d’éléments fertilisants, sauf dans des cas où on fertilise par le fumier mais cela reste rare.
Cependant, avec le regain d’intérêt que cette culture a connu pendant ces dernières années et l’importance des prix offerts sur le marché local, certains agriculteurs ont commence à apporter du fumier dans leurs plantations de figuiers à raison de 1 a 5kg par plant. Cela engendre uneaugmentation de 20 30% de la productivité [26].
Au Mexique, pour assurer de hauts rendements, un premier apport en fumier est appliqué avant la plantation ; les meilleurs résultats sont obtenusquand le fumier est mélangé avec de l’engrais chimique. L’apport annuel suggéré en fumier est de 20 tonnes/ha au minimum, avec 40 à 90 kg/ha d’engrais chimique (N-P 205) [43].
Des études au Texas ont montré que le poids de la matière sèche a été augmenté de 73% par une fumure de 160 unités d’azote et seulement 48% par 80 unités de phosphore [44].
La valeur nutritive des raquettes d’opuntia lindheimer engelm utilisées comme fourrage, peut être améliorée par l’apport de fumure azotée et phosphorique.
L’irrigation
Bien que les Opuntias sont adaptés aux climats secs et chauds, au Mexique la plante souffre du manque d’eau lorsque la pluviométrie annuelle est inferieure a 300 mm. Alors que dans le sud du Maroc ilsproduisent 30 à 40kg/arbre/an avec une pluviométrie moyenne de 100 mm/an et ce grâce au microclimat très humide caractéristique de cette région [23].
Comparé à d’autres espèces fruitières telles que le jojoba, le figuier ne consomme que le 1/5 d’eau de ce qui est apporté à ces espèces. Dans larégion de Tiznit, même avec une pluviosité de 100 mm/an on arrive à récolter 30à 40 kg de figues par arbre et par an. En année pluvieuse (200-250 mm) le rendement par arbre est le triple.
La récolte
La récolte des fruits d’Opuntia est pratiquée de façon manuelle. Des outils locaux de récolte existent dans certains pays tels que le Mexique.
Elle est effectuée généralement à peu prés au virement de la couleur de la peau sans se baser sur aucun signe de maturité qui peut définir le stade optimum de récolte pour les fruits destinées à la consommation à l’état frais ou la conservation.
La récolte des fruits est difficile en raison de la présence des épines et de glochides au niveau des raquettes et des fruits. Pour cela, la récolte peut sefaire tôt le matin lorsque l’humidité empêche la chute des glochides par levent. Différents outils à mains sont utilisés pour faciliter la récolte et éviter l’agression des épines et des glochides.
La récolte peut être échelonnée sur plusieurs mois. Au Mexique, elle commence en juin pour les variétés précoces jusqu’ au mois de décembre pour les variétés tardives.
Au sud du Maroc, la récolte se situe entre juin et aout pour la variété Aissa et de juillet à décembre pour la variété Moussa[8].
Au Maroc, dans les exploitations traditionnelles de la région de Tiznit, les rendements dépendent énormément des localités et de la pluviosité annuelle. En année pluvieuse (200 mm) on peut récolter jusqu’a 100 kg sur des arbres âgés de plus de dix ans.
Par contre, en année sèche (moins de 100 mm), a peine une dizaine de kilogrammes est produite par arbre. On peut estimer la production annuelle à 10-15 tonnes par hectare pour les plantations de plaine avec une densitéde 1000 pieds/ha et un minimum d’entretien (fumure, taille). Une faible partie de la production est utilisée pour l’autoconsommation, le reste est commercialisé sur le marché local.
Il y a lieu de noter que les figues de Barbarie sont consommées par la population locale sous forme fraiche ou séchés. Dans certains cas, les fruits entiers sont nettoyés et séchés, on parle de ɍousrimt. Dans d’autres cas, seule la chaire est découpée en 4 morceaux et séchée, dans ce cas on parle de ɍozlimt ou ɍouchriht.
Stockage
Les fruits des opuntias sont extrêmement périssables dans certaines conditions environnementales, ils sont sensibles aux pourritures d’originebactérienne et cryptogamique et aux dégâts du froid. Selon Barbera et coll. [47], la durée de conservation peut varier de 30 à 45 jours dans une atmosphère normale, et il peut atteindre 60 jours dans une atmosphère contrôlée.
Les raquettes devraient être stockées dans un endroit sec et ombragé, elles peuvent être empilées l’une sur l’autre, ou bien disposées latéralement. Chaque 4 à 6 semaine un retournement des raquettes est essentiel pour éviter le développement des racines.
Pour sécher les raquettes, une mince couche de paille est étalée sur la surface afin d’éviter la concentration de chlorophylle dans les partie exposées directement au soleil, et par conséquent la valeur nutritive des raquettes en question.
Composition chimique des produits du cactus
INTRODUCTION
Les produits d’origine végétale, notamment les fruits, sont caractérisés par le système de saisonnalité. Les figues de barbarie ne sont qu’un exemple.
Généralement en été, les figues de barbarie se trouvent en surabondance dans les lieux de production. Certes les lieux de production se trouvent loin de ceux de consommation et les périodes de récolte, coïncident avec les moments chauds. Tant de facteurs, facilitent d’avantage l’altération des fruits par diversphénomènes physiques, chimiques, enzymatiques et microbiologiques. De telles altérations entraînent d’énormes pertes au niveau de la production.
Dans le souci de réduire ces pertes au minimum, des techniques de stabilisation (froid, séchage, chaleur…) et de transformations industrielles ont été développées, en vue de valoriser ce type de fruit.
Néanmoins, le choix d’une méthode de valorisation adéquate, nécessite la connaissance au préalable des différents constituants qui composent de tels fruits. Dans ce sens divers travaux ont été effectués sur « les possibilités de valorisation industrielle de figues de barbarie au Maroc ». Il s’agit d’études des caractéristiques physico-chimiques des différentes parties de la plante
Ces études ont porté sur la détermination des teneurs moyennes en principaux constituants. En particulier les taux en eau, matière sèche, cendres, éléments minéraux, sucres, protéines, matière grasse, fibres alimentaires, acide citrique, vitamine C…
Poids et pourcentages de différentes parties de fruit
Au cours d’une série d’analyses au laboratoire, on a mesuré les poids relatifs des différentes parties des fruits d’un échantillon de 20 figues de barbarie de clone rhamna et de la variété moussa ; les résultats sont présenté dans le Tableau III.
Les sucres
(kuti et coll. 1994)[60] ont rapporté que le saccharose, le glucose et le fructose sont les principaux sucres identifiés. Les teneurs en sucres rencontrés dans l’ensemble des échantillons analysés varient selon l’espèce d’Opuntia et d’une partie du fruit à l’autre ; les résultats présentés dans le tableau n°VII montrent que le jus du fruit d’Opuntia hyptiacantha est riche en glucose et en fructose ; le saccharose est présent à taux élevé dans la peau de diverses espèces de fruits, tandis que sa teneur est relativement faible dans la pulpe et dans le jus.
Fibres alimentaires
Physiologiquement, les fibres alimentaires totales(TDF) englobent les polysaccharides et lignines des cellules végétales non hydrolysés par les acides et enzymes de digestion des animaux et des humains dans leur tractus gastrointestinal. Chimiquement, les fibres alimentaires, sont constituées de cellulose, d’hémicellulose, de mucilage (pectine), de lignines et produits dérivés des réactions de Maillard ;(1989).
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Table des matières
INTRODUCTION GÉNÉRALE
CHAPITRE I : GENERALITES SUR LE CACTUS
I.1 Introduction
I.2 Répartition géographique
I.3 Description de la plante
1.3.1 Classification taxonomique
1.3.2 Physiologie de la plante
I.3.3 Espèces et cultivars
I.3.4 Système racinaire
I.3.5 Tiges et rameaux
I.3.6 Les Aréoles
I.3.7 Raquettes
I.3.8 Fleurs
I.3.9 Fruits et graines
I.4 Exigences écologiques
I.4.1 Le sol
I.4.2 Le climat
I.4.2.1.Température
I.4.2.2. Eau
I.4.2.3.Lumière
I.4.2.4. L’altitude
I.5 Conduite de la culture
I.5.1 Préparation du sol
I.5.2 Plantation
I.5.2.1. Epoque de plantation
I.5.2.2. Densité de plantation
I.5.3 Entretien de la culture
I.5.4 Fertilisation
I.5.5 Irrigation
I.5.6 Récolte
1.5.7. Stockage
1.5.8. Maladies et ravageurs
CHAPITRE II composition chimique des produits du cactus
1- Poids et pourcentages de différentes parties de fruit
2- Matières sèche et matière minérale
3- Les sucres
4- Lipides et protéines
5- Teneur en matières grasse dans diverses parties du fruit
6- Fibres alimentaires
7- Acide ascorbique
8- Acidité titrable, ph et brix
9- Eléments minéraux
10-Autres études sur la Composition Chimique de Fruit
10.1 Composition chimique moyenne de la pulpe de la figue de barbarie
10.2 Composition chimique des produits de cactus en % de la matière sèche
10.3 Composition minérale
10.4 Teneur en matière azotée totale (MAT)
10.4.1. Raquettes et fruits de cactus
10.4.2. Caractéristiques fermentaires des ensilages à base de fruits de cactus
10. 5- Etude de l’Huile de graines de cactus
10.5.1 Analyse physico-chimique
10.5.2 La composition en acides gras
10. 6. Distillation des fleurs d’Opuntia
10.6.1 Effet de la période de récolte
10.6.2 Effet du séchage sur le rendement de l’huile essentielle d’Opuntia ficus indica
CHAPITRE III.Importance et rôle agro-écologiques du cactus
2. Rôle économique du cactus
2.1. Utilisation des fruits entiers de cactus
2.2. Utilisation des graines des fruits de cactus
2.3 Valorisation de l’huile de graines de cactus
2.4 Utilisation du jus de fruits de cactus
2.4.1 Production de jus de fruit
2.5. Fabrication de la confiture
2.6- Production des boissons alcoolisées
2-7 Congélation de fruits
2.8 Utilisation des raquettes du cactus
2.9 Utilisation des fleurs de cactus
2.10. Productions de légumes
2.11. Production de carmin
2.12. Extraction de colorants alimentaires naturels
2.13. Extraction des pectines
2.14 Utilisation dans la savonnerie
UTILISATION DU CACTUS DANS L’ALIMENTATION ANIMALE
3.1. Méthodes d’utilisation du cactus dans l’alimentation animale
3.1.1. Pâturage
3.1.2. Consommation verte dans les auges
3.1.3. Séchage et préparation de farine
3.1.4. Ensilage
3.1.5. Bloc multi-nutritionnel
3.2. Caractéristiques nutritives du cactus
3.3. Effet de l’alimentation à base du cactus sur les performances de Production
3.3.1. Effet sur la croissance
3.3.2. Effet sur la production laitière
3.4. Effet de l’alimentation à base de cactus sur la fermentation ruminale
1. ESTIMATION DU RENDEMENT DE CACTUS EN FRUIT ET RAQUETTE
CONCLUSION
