Soutenance mémoire
L’établissement d’un bon rendement de cultures dépend de plusieurs facteurs dont le plus important est la qualité de semence. Ce dernier renferme la plantule et des réserves nutritives qui lui permettent à émerger et se nourrir pendant sa première phase de croissance. Ces réserves sont emmagasinées dans les grains grâce à divers processus physiologiques et biochimiques qui se déroulent au niveau de la plante même durant tous les stades de sa croissance et développement. Or, les plantes sont en constante interaction avec l’environnement qui les entoure (le sol, l’atmosphère) et avec les autres êtres vivants (les autres plantes, animaux et microorganismes). En effet, ces paramètres influencent et conditionnent la croissance et le développement de la plante.
Notre projet concerne le haricot commun (Phaseolus vulgaris L., famille des FABACEAE). Le haricot commun représente le légume grain le plus consommé dans le monde en raison de sa valeur nutritionnelle très riche en protéines, calories, fibres et minéraux. De plus, les Légumineuses donnent des résidus végétaux très riches en azote et en substances hydrosolubles, leur rapport carbone/azote est très bas (inférieur à 25) (SOLTNER, 1999). La restitution des biomasses du haricot commun enrichit le sol et reconstitue un très important part des éléments du sol exportés lors de la récolte dans un agrosystème. En effet, le haricot commun s’associe de façon symbiotique avec des bactéries du sol du genre Rhizobium appartenant à la famille des RHIZOBIACEAE capable de fixer et d’assimiler l’azote atmosphérique (N2), qui peut s’ajouter à l’azote du sol (LARNIER et al., 2005).
Matériels biologiques
La variété de Phaseolus vulgaris L. utilisée pour cette étude est la variété RI-5-2 (obtenue à partir du croisement de la variété Ranjonomby et Ikinimba) qui est désignée sous le nom commercial « large White ».
La RI-5-2 est une variété naine à croissance déterminée. Les fleurs sont blanches, les gousses sont jaunes claires à maturité, fibreuses avec 4 à 5 loges. Les grains sont brillants de 13 à 15 mm de long, de couleur blanche à maturité, de forme tronquée et droite . Son cycle végétatif est réparti sur 75 à 80 jours. C’est une variété tolérante à l’anthracnose, à la rouille et aux tâches angulaires .
Condition de réalisation de l’expérimentation
Site d’expérimentation
L’expérimentation a été conduite sous serre à l’Université d’Antananarivo, Madagascar . La température et l’humidité relative de l’atmosphère de la serre sont mesurées à la fois par un thermohygromètre. Cela a permis d’avoir la moyenne des températures minimales de 14,6 °C, la moyenne des températures maximales de 32,6 °C, la moyenne des humidités relatives de l’air minimales de 37,41 % et la moyenne des humidités relatives de l’air maximales de 74,66 %.
L’expérience a été conduite sur du sol ferralitique prélevé dans l’enceinte de l’Université d’Ankatso, Antananarivo, Madagascar (latitude Sud 18° 54’ 51,8’’ et la longitude Est 47°33’19,2’’ à 1308 m d’altitude). Le prélèvement a été effectué sur 0-20 cm de profondeur.
Itinéraire technique et traitements
L’expérimentation sous serre a été effectuée du 29 Juillet au 29 Septembre 2016 dans des pots en plastiques d’une contenance totale de 6 litres chacun rempli de 4,5 kg de sol. Le sol occupe environ 20 cm de la hauteur des pots correspondant à la profondeur générale d’enracinement du haricot commun. La couleur des pots distingue chaque bloc. Pour tous les blocs, chaque traitement comprend deux pots chacun avec deux grains de haricot par pot. L’un des pots servait aux différents échantillonnages destructifs et l’autre était réservé à la mesure du rendement. Les grains ont été traités avant le semis avec un produit à la fois insecticide et fongicide (Insector) pour les protéger contre les insectes et maladies pouvant provenir du sol.
Le nombre de facteurs étudiés est de trois. Le premier facteur est le régime hydrique des pots avec deux modalités : le régime hydrique normal (H0 = 180 ml d’eau/jour) et le déficit hydrique (H1 = 90ml d’eau/jour). Le second facteur est le niveau en azote du sol N30 (30 kg N / ha) et N90 (90 kg N / ha) alors que le troisième facteur concerne le niveau de phosphore du sol P0 (0 kg P2O5 /ha), P50 (50 kg P2O5 / ha) et P200 (200 kg P2O5 / ha). L’engrais utilisé est le triple super phosphate 00-46-00 (TSP) comme source de phosphore et l’urée (46 %) comme source d’azote. La combinaison de chaque modalité des 3 facteurs a donné 12 traitements .
Pour l’installation de l’expérimentation et jusqu’au stade de développement des feuilles primaires, le régime hydrique normal est utilisé pour tous les traitements (180 ml / jour, BLE-CIVAM EUSKAL HERRI, 2011). Une fois que les feuilles primaires sont bien développées, le stress hydrique est appliqué jusqu’au stade de maturation pour les traitements avec déficit hydrique dont la quantité d’arrosage est réduite à 90 ml d’eau par jour . La réduction de la quantité d’arrosage à 90 ml d’eau / jour a été basée sur l’appréciation visuelle de la vigueur (détection de flétrissement) de quelques plants de haricot sous l’effet d’une dose d’arrosage décroissante (à partir de 180 ml d’eau / jour) avant l’expérimentation.
Méthodes d’échantillonnage
Vers le stade R6 c’est-à-dire à la floraison, le pot destiné à l’échantillonnage par traitement et pour chaque répétition a été renversé avec précaution et les plants ont été séparés délicatement du sol. A ce stade, le haricot à croissance déterminée atteint sa croissance végétative maximale. Les parties aériennes des plants ont été séparées du système racinaire au niveau du collet. La partie aérienne a d’abord servi à l’évaluation de la surface foliaire. La partie aérienne et la partie racinaire de chaque échantillon ont été ensuite séchées séparément à l’étuve à 60 °C pendant 72 heures. Elles ont été ensuite broyées et conservées dans des sacs en plastique pour l’analyse de la composition chimique. Vers la maturation, les grains ont été récoltés et ont servi à l’évaluation de la taille des grains et du rendement en grains.
Méthodes d’analyses
Analyse de la morphologie des plants
L’observation des changements morphologiques des plants permet de discerner la réponse des plants de haricot aux traitements.
Evaluation de la croissance des plants de haricot
Les mesures ont été effectuées vers le stade de floraison (stade maximal de croissance) pour évaluer les effets des traitements sur la croissance des plants de haricot. Les paramètres mesurés sont : la hauteur en cm (distance entre le collet et l’apex) et la longueur des entre-nœuds en cm. A la floraison, les ramifications latérales par plant ont été comptées, les biomasses sèches aériennes et racinaires (g) ont été obtenues après les avoir séchées à l’étuve à 60°C pendant 72 heures.
Evaluation de la capacité photosynthétique
Détermination du nombre de feuilles et de la surface foliaire
Le nombre de feuilles est à la fois un bon indicateur de la croissance et de la capacité photosynthétique de la plante. Le nombre de feuilles a été ainsi déterminé pour chaque plant. A la floraison, la surface foliaire totale de chaque plant a été déterminée par la méthode de scanner. Toutes les feuilles sur chaque plant échantillonné sont scannées sur un fond bleu et les images obtenus sont ensuite déchiffrés en utilisant un logiciel spécifique nommé SCANAREA qui calcule par la suite la surface foliaire (cm2 ) en fonction de deux seuillages différents : le seuillage bleu-vert et le seuillage vert-brin . En effet, ceci permet de distinguer les parties sénescentes aux parties chlorophylliennes de la feuille.
Mesure du taux de chlorophylle total des feuilles
Le taux de chlorophylle a été déterminé en utilisant le chlorophylle-mètre KONICA MINOLTA SPAD – 502 . Cette méthode évite la destruction de la plante par les prélèvements des feuilles pour le dosage de chlorophylle par méthodes chimiques. Le chlorophylle mètre est un radiomètre manuel qui donne le taux de chlorophylle total de la feuille (indice chlorophyllien) en le calculant à partir du rapport de la transmittance de la feuille dans la longueur d’onde correspondant au rouge (650 nm) et celle correspondant au proche infrarouge (940 nm). Pour le haricot commun qui est à croissance déterminée, la mesure a été effectuée à partir de la dernière feuille proche de l’apex. A chaque plante, trois mesures ont été effectuées et seule la moyenne des trois a été retenue.
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Table des matières
Introduction
Matériels et méthodes
1. Matériels biologiques
2. Condition de réalisation de l’expérimentation
2.1. Site d’expérimentation
2.2. Itinéraire technique et traitements
2.3. Dispositif expérimental
3. Méthodes d’échantillonnage
4. Méthodes d’analyses
4.1. Analyse de la morphologie des plants
4.2. Evaluation de la croissance des plants de haricot
4.3. Evaluation de la capacité photosynthétique
4.3.1. Détermination du nombre de feuilles et de la surface foliaire
4.3.2. Mesure du taux de chlorophylle total des feuilles
4.3.3. Mesure de l’indice de réflectance photochimique (PRI) des feuilles
4.4. Analyse de la composition chimique des plants de haricot
4.4.1. Analyse de la teneur en azote des plants
4.4.2. Analyse de la concentration en phosphore des plants
4.5. Evaluation de la taille des grains et des rendements en grains des cultures
4.6. Analyses statistiques des résultats obtenus
Résultats et interprétations
1. Effet de la fertilisation azotée et phosphatée sur la morphologie des plants de haricot en tenant compte du régime hydrique
2. Effet de la fertilisation azotée et phosphatée sur la croissance de Phaseolus vulgaris L. var. RI 5-2 en tenant compte du régime hydrique
2.1. Variation de la hauteur des plants de haricot en fonction des traitements
2.2. Variation de la longueur des entre-nœuds des plants de haricot en fonction des traitements
2.3. Variation du nombre de branches des plants de haricot en fonction des traitements
2.4. Variation des biomasses aérienne et racinaire des plants de haricot en fonction des traitements à la floraison
2.4.1. Variation de la biomasse aérienne des plants de haricot à la floraison en fonction des traitements
2.4.2. Variation de la biomasse racinaire des plants de haricot à la floraison en fonction des traitements
3. Effet de la fertilisation azotée et phosphatée sur la capacité photosynthétique de Phaseolus vulgaris L. var RI 5-2 en tenant compte du régime hydrique
3.1. Variation du nombre de feuilles des plants de haricot en fonction des traitements
3.2. Variation de la surface des feuilles des plants de haricot en fonction des traitements
3.3. Variation du taux de chlorophylle total des feuilles de haricot en fonction des traitements
3.4. Variation de l’indice de réflectance photochimique (PRI) des feuilles de haricot en fonction des traitements
4. Effet de la fertilisation azotée et phosphatée sur la composition chimique des plants de haricot à la floraison en tenant compte du régime hydrique
4.1. Influence des traitements sur la concentration en azote des plants de haricot à la floraison
4.2. Influence des traitements sur la concentration en phosphore des plants de haricot à la floraison
5. Effet de la fertilisation azotée et phosphatée sur la taille des grains et le rendement de Phaseolus vulgaris L. var RI 5-2 en tenant compte du régime hydrique
5.1. Effet des traitements sur le nombre de gousses par plant
5.2. Effet des traitements sur la longueur des gousses
5.3. Effet des traitements sur le nombre de grains par gousse
5.4. Influence des traitements sur le poids de dix grains
5.5. Influence des traitements sur la taille des grains
5.5.1. Influence des traitements sur la longueur des grains
5.5.2. Influence des traitements sur la largeur des grains
5.5.3. Influence des traitements sur l’épaisseur des grains
5.6. Effet des traitements sur le rendement des cultures
6. Corrélation entre la croissance, la capacité photosynthétique et la qualité des grains
7. Corrélation entre qualité des grains et rendement en grains des cultures
Discussion
1. Fertilisation, régime hydrique et croissance des plants
1.1. Fertilisation, régime hydrique et croissance racinaire
1.2. Fertilisation, régime hydrique et croissance de la tige principale
1.3. Fertilisation, régime hydrique et formation de branches
2. Fertilisation, régime hydrique et capacité photosynthétique des plants
2.1. Fertilisation, régime hydrique et croissance des feuilles
2.2. Fertilisation, régime hydrique et teneur en chlorophylle des feuilles
2.3. Fertilisation, régime hydrique et indice de réflectance photochimique foliaire
3. Fertilisation, régime hydrique et qualité des plants
3.1. Fertilisation, régime hydrique et concentration en azote des plants
3.2. Fertilisation, régime hydrique et teneur en phosphore des plants
4. Fertilisation, régime hydrique, qualité des grains et rendement en grains
Conclusion
