Soutenance mémoire
Face aux problèmes dus à une carence alimentaire et à la désertification des terres, l’augmentation des rendements en agriculture et la gestion de la fertilité du sol deviennent un enjeu majeur dans le monde. Dans le cas de Madagascar, il s’est avéré que la majorité des terres cultivées s’appauvrit en éléments nutritifs (Mamonjy Madagascar, 2004) conduisant à une forte diminution de leur productivité. Or, 80 % de la population malagasy vivent dans le secteur de l’agriculture. De ce fait, la gestion de la fertilité du sol devient une nécessité absolue pour les agriculteurs malagasy.
Généralement, les plantes, pour leur croissance et pour assurer une meilleure production ont besoin des éléments nutritifs majeurs comme l’azote, le phosphore et le potassium (Tyler et Olsson, 2001 ; Graham et Stangoulis, 2003 ; Morgan et Connolly, 2013). Naturellement, le sol héberge la plupart de ces éléments nutritifs avec des teneurs variables suivant le type de sol (Marschner et al., 2003; Jones et al., 2004). A part ces éléments nutritifs, le sol abrite également des microorganismes qui sont impliqués dans la croissance et la protection des plantes contre les agents biologiques et les différentes maladies (El-yazeid et al., 2007). La fertilité d’un sol se base alors sur un équilibre entre ses propriétés physique, chimique et biologique. La présence et la forte activité de microorganismes sont souvent considérées comme des indices d’une bonne fertilité du sol (Patra et al., 2008). Dans ce sens, l’importance de certains groupes de microorganismes tels que les champignons mycorhiziens, les bactéries fixatrices d’azote et les Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) est mieux connue (Allen, 1992; Garbaye, 1991 ; Smith et Read, 1997 ; Ramanankierana et al., 2006; Smith et Read, 2008; Sanon, 2009). Normalement, ce sont les systèmes culturaux ou les changements des modes de gestion des terres qui modifient la teneur totale en matière organique et en microorganismes dans un sol (Islam et al., 2000; Pulleman et al., 2000).
Les effets néfastes du travail du sol sur la durabilité de la productivité des sols de culture ne font que confirmer l’importance de la valorisation des ressources naturellement présentes dans le sol, particulièrement les microorganismes bénéfiques pour le développement des plantes. En effet, le travail du sol pourrait influencer négativement la présence et la fonction de ces microorganismes bénéfiques (Vian et al.; 2009).
Le haricot
Origine et description
Originaire d’Amérique Latine et centrale, le haricot, connu sous le nom scientifique de Phaseolus vulgaris, figure parmi les légumineuses alimentaires, qui ont été domestiquées depuis plus de 8 000 ans (Gepts et Debouck, 1991) et occupe une place importante dans le système agricole de presque tous les pays tropicaux (Kaplan, 1981 ; Gepts, 1990). Le haricot se multiplie par semis sur un terrain labouré durant l’hiver et après un passage de motoculteur au printemps. Le haricot est en outre sensible aux carences en divers oligo-éléments, notamment cuivre, molybdène, manganèse, zinc, et peu tolérant à la salinité (Jean Le Bohec, 1980.). Le pH idéal se situe entre 6 à 6,8 (Nicolas et al., 1992.). Le haricot a la capacité de fixer biologiquement l’azote atmosphérique grâce à une symbiose qu’il développe naturellement avec des bactéries du genre Rhizobium. Ces bactéries sont abritées au niveau des nodosités racinaires (Piniero et al., 1988 ; Laguerre et al., 1993 ; Eardly et al., 1995). Grâce à cette symbiose, le haricot peut croître normalement sur des sols pauvres sans ajout d’engrais azotés coûteux et potentiellement polluants (AFIS science, 2008).
La position systématique du haricot est la suivante :
Règne : Végétal
Embranchement : Spermaphytes
Sous embranchement : Angiospermes
Classe : Dicotylédones
Ordre : Fabales
Famille : Fabacées
Genre : Phaseolus
Espèce : Phaseolus vulgaris (Hogan, 2013)
Nom vernaculaire en français : Haricot
Nom vernaculaire en Malgache : Tsaramaso .
Le haricot est la troisième culture vivrière après le riz et le manioc à Madagascar. Sa culture est pratiquée essentiellement sur les Hautes Terres, le Sud-ouest et le Nord-Ouest de la Grande Île. Par sa richesse en protéines, le haricot fournit les acides aminés essentiels et indispensables à l’homme. Notons qu’il joue également un rôle important dans la lutte contre la malnutrition chronique dans la région du Sud-est de Madagascar (FOFIFA/ECABREN, 2013).
Le sol
Définition
Le sol est considéré comme l’épiderme vivant et vital de la terre. Par ailleurs, il joue des rôles majeurs dans la dynamique des matières indispensables aux activités humaines. Le sol n’est pas simplement le support dans lequel les plantes s’enracinent et puisent les éléments nutritifs indispensables à leur développement mais c’est un fantastique réservoir de microorganismes (champignons et bactéries), en termes de diversité et de densité (Roose, 2014). C’est aussi un support de vie, source de matière organique et un système écologique dynamique (Gobat et al., 2003).
Puisque le sol contient des microorganismes et des éléments nutritifs nécessaires pour la flore et la faune, il a une vocation principale de production agricole et sylvicole et assure le développement de la végétation naturelle, constituant alors un support de la biodiversité. Notons aussi qu’après les océans, le sol est le deuxième réservoir de carbone.
Du point de vue cultural, la préparation du sol tient une place importante car il constitue un système écologique dans lequel cohabitent les racines des végétaux, les animaux et les microorganismes, et à l’intérieur duquel se déroulent simultanément des phénomènes de dégradation et de synthèse (Jean-Pierre, 2006). La préparation de sol est réalisée par deux techniques contradictoires : Le travail de sol dont le labour, et le semis direct sans travailler énormément la terre mais laisser le travail pour la faune et la flore du sol.
Le sol labouré
Le labour est une pratique agricole ancestrale, dont l’objectif principal est de créer une structure du sol favorable à la germination des graines et au développement des racines (Köller, 2003). La charrue moderne créée en 1784, est utilisée pour retourner le sol, avant de l’ensemencer ou de le planter (Lal et al., 2007). Le labour permet de contrôler le développement des adventices, d’enfouir les résidus de culture et de fragmenter la structure du sol avant l’implantation des cultures. Cette technique a permis d’augmenter la productivité des cultures mais elle reste une technique consommatrice de temps, de main d’œuvre, de puissance tractrice et d’énergie (Monnier, 1994).
Le travail du sol modifie la répartition des résidus de culture et la structure du sol affectant par conséquent la présence des microorganismes du sol (nombre, structure génétique des populations) ainsi que les fonctions qu’ils assurent comme la minéralisation de la matière organique (Vian et al.; 2009, Nicolas et Arvalis, 2016) .
Le sol non labouré et le semis direct
La pratique de « zéro labour » est de travailler le sol sans retournement (sans labour) sur tout ou une partie des parcelles de l’exploitation, avec pour objectif à priori l’abandon définitif de la charrue. Le non-labour n’est pas une technique occasionnelle sur la parcelle mais est pratiquée de façon continue dans le temps sur toutes les cultures de la rotation. Les effets positifs du non-labour sur le sol ne sont perceptibles qu’au bout de quelques années (Bernard et al., Christian et al., 2007). L’absence de travail du sol a également une influence sur la diversité des champignons et des bactéries.
Le non-labour permet une augmentation de la biomasse microbienne. Avec l’agriculture sans labour, la biomasse microbienne est généralement gagnante. Malgré tout cela, le non labour ait de problèmes. Il peut ainsi s’avérer nécessaire dans le sol non labouré de recourir à des herbicides en cas d’infestation massive d’adventice, en particulier durant la phase de transition entre l’agriculture traditionnelle et l’agriculture sans labour (FAO).La pratique du non labour pour l’agriculteur a des bonnes raisons : améliorer la valeur agronomique du sol, gagner du temps, réduire les charges de la mécanisation et préserver l’environnement en préservant le patrimoine du sol (Bernard, 2007).
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
Chapitre I: SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
I Le haricot
Origine et description
II Le sol
II.1 Définition
II.2 Le sol labouré
II.3 Le sol non labouré et le semis direct
III La rhizosphère
III.1 Définition
III.2 Les microorganismes rhizosphériques et leur fonctionnement
a. Les bactéries
b. Les champignons
c. Autres microorganismes
IV Les activités enzymatiques du sol rhizospherique
IV.1 Les oxydoréductases (déshydrogénases, catalases, laccases)
IV.2 Les activités phosphatasiques ou hydrolases (cellulases, phosphatases)
IV.3 Les enzymes hydrolysant le diacétate de fluorescéine (estérases, protéases, lipases)
Chapitre II: MATERIELS ET METHODES
I Matériels
a. Le haricot
b. Les sols
II Méthodes
II.1 Dénombrement des microorganismes du sol
II.1.1 Préparation et dilution du sol
II.1.2 Ensemencement et étalement de la suspension du sol
i. Dénombrement de Rhizobium
ii. Dénombrement de Azotobacter
iii. Dénombrement de la flore totale cultivable du sol
iv. Dénombrement de spores de champignons mycorhiziens
II.1.3 Mode de calcul des colonies microbiennes
II.2 Activité microbienne du sol
II.2.1 Activité microbienne totale du sol mesuré par l’hydrolyse de la Fluorescéine Di Acétate (FDA)
i Préparation de la solution tampon de potassium phosphate
ii Préparation du substrat
iii Mesure de l’activité microbienne totale du sol
iv Calcul du produit d’analyse
II.2.2 Activité de phosphate acide microbien du sol
i Préparation de tampon Mc Ilvain
ii Préparation du substrat et des réactifs
iii Dosage du produit d’hydrolyse
iv Calcul du produit d’hydrolyse
II.3 Analyse statistique des données
Chapitre III: RESULTATS
III.1 Les microorganismes du sol
III.2 Les spores de champignons mychoriziens
III.3 Activité microbienne du sol
III.3.1 Activité microbienne totale du sol mesurée par l’hydrolyse de la Fluorescéine Di Acétate (FDA)
III.3.2 Activité de phosphate acide microbien du sol
Chapitre IV: DISCUSSION
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
