Facteurs influençant la décomposition des résidus végétaux dans le sol

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Importance de la matière organique

L’apport de matières organiques comme les résidus de culture améliore les propriétés physico-chimiques et biologiques du sol agricole. Il peut avoir aussi un effet bénéfique dans la lutte contre les phytopathogènes et dans la gestion des bioagresseurs.
Ces matières organiques contribuent à la fertilité chimique du sol par l’apport des éléments nutritifs indispensables à la nutrition des plantes (comme l’azote, le phosphore, le soufre, et d’autres éléments minéraux) et de l’énergie pour les microorganismes (sous forme de carbone) au cours de sa dégradation.
Les couvertures végétales vivantes ou mortes (resti ution des résidus de récolte sous forme de pailles) sont favorables à la vie des orga nismes du sol. Elles en stimulent l’activité microbienne et constituent les substrats énergétiques des organismes hétérotrophes du sol (Balesdent, 1996). La présence des couverts végétaux améliore aussi la structuration et la stabilité structurale des horizons de surface (Kandeler et Murer, 1993 ; Balesdent et al., 2000) ainsi que la protection du sol contre les risques d’érosion hydrique ( Herrick et Wander, 1998 ; Blanco-Canqui et Lal, 2007). Cette amélioration de la structure du sol augmente sa capacité de rétention en eau (Duiker et Lal, 1999), favorise l’enracinement des plantes et limite la compaction du sol (Hamza et Anderson, 2005). L’augmentation des activités biologiques du sol en conséquence de l’apport de matière organiquepeut avoir des effets concrets du point de vue agronomique sur les sols. Il y a donc une relation étroite entre la teneur en matière organique et l’activité biologique du sol.

Facteurs influençant la décomposition des résidus végétaux dans le sol

La dégradation des matières organiques restituées ua sol est favorisée surtout par l’action des microorganismes et la faune du sol ( Wardle et Lavelle, 1997 ; Wachendorf et al., 1997). Cette dégradation dépend aussi de plusieurs facteurs, à savoir la nature de ces composées (facteurs intrinsèques) et des conditions de l’environnement (facteurs extrinsèques) (Machinet, 2009).

Influence des facteurs internes des résidus végétaux

Les compositions chimiques et biochimiques des résidus végétaux interviennent dans sa décomposition. Parmi ces composés, on distingue le pH, les composés solubles, l’hémicellulose, la cellulose, les lignines et les cutines, les tanins et les polyphénols ainsi que la concentration en azote et les substances allélopathiques des plantes de couvertures (Dignac et al., 2002; Davidson et al., 2006; Kalbitz et al., 2006). Les résidus de plante de service riches en lignine sont moins dégradables que les résidus riches en sucres (simples et polymérisés) ou en azote. Cette qualité de la matière organique dépend pourtant de plusieurs facteurs tels que le type de plante (espèce) et de l’organe, le degré de maturité du matériel végétal et les conditions de croissance de la plante origine des résidus (Sariyildiz et Anderson, 2003). La présence des métabolites secondaires toxiques pour les organismes décomposeurs dans les matières organiques peut aussi influencer leur décomposition.

Influence des facteurs externes sur la décomposition des résidus végétaux

Parmi les facteurs externes, ce sont l’humidité, la température, le pH du sol, les conditions d’aération, la disponibilité en nutriments, la texture du sol qui assurent une protection physique de la matière organique et influencent leur décomposition dans les sols (Swift et al., 1979 ; Ladd et al., 1995). Les vitesses de réaction de dégradation euventp être bloquées ou fortement diminuées par une basse température ou l’absence d’oxygène (Stanford et al., 1975).

Influence de la composition biochimique des plantes

La composition biochimique des plantes reflète leur qualité. Elle est constituée d’une part d’une fraction soluble et d’autre part d’une f raction insoluble. La fraction soluble est composée généralement par les acides aminés, les ptides,pe les protéines, le sucres solubles (non pariétaux), les lipides ainsi que d’autres constituants lipidiques des membranes cellulaires. Les résidus des plantes peuvent contenir de métabolites secondaires (tanins, polyphénols), des pigments photosynthétiques, et tant d’autres molécules spécifiques aux végétaux comme les alcaloïdes et les terpènes. La ractionf insoluble est composée principalement par la cellulose, les hémicelluloseset les pectines ainsi que les protéines et les composés phénoliques.

Les composés azotés ou alcaloïdes

Un alcaloïde est un composé organique naturel généralement d’origine végétale, hétérocyclique avec l’azote comme hétéroatome, detructures moléculaire complexe plus ou moins basique et doué de propriétés physiologiquesprononcées même à faible dose (Bruneton, 1999 ; Zenk et Juenger, 2007).
Les composés azotés représentent un groupe intéressant de produits naturels et constituent l’un des plus grands groupes de métabolites secondaires avec près de 10 000 à 12 000 différentes structures (Roberts et Wink, 1999 ; Stöckigt et al., 2002). Ils sont présents en différentes concentrations dans les tiges, les fleurs, les racines et les feuilles. Parmi les molécules d’alcaloïdes les plus courantes, les alcaloïdes pyrrolizidiniques, les alcaloïdes tropaniques et les alcaloïdes quinoléiques sont les plus représentés dans les différentes parties de la plante.
Les alcaloïdes pyrrolizidiniques sont caractéristiques des familles des Asteraceae, des Borraginaceae, des Fabaceae et des Orchidaceae. Près de 95% des espèces qui contiennent ces alcaloïdes appartiennent à l’une de ces quatre fami lles.
Le principal rôle des alcaloïdes est la protection de la plante contre les mammifères herbivores et les insectes.

Les terpénoïdes

Les terpénoïdes ou terpènes existent chez toutes esl plantes, et représentent de loin, la plus vaste catégorie de métabolites secondaires, avec plus de 22 000 composés décrits. Ils sont pour la plupart, des anti-herbivores et ont des effets différents selon la plante.

Les polyphénols ou composés phénoliqu es

Ce sont des molécules spécifiques du règne végétalI.s constituent un groupe de substances variées difficile à définir simplement Bruneton,( 1993) et comportant au moins 8000 structures connues différentes (Bahorun, 1997), allant de molécules phénoliques simples de faible poids moléculaire comme les acides phénoliques à des composés hautement polymérisés comme les tanins. Ils sont divisés en lusieursp catégories: les anthocyanes, les coumarines, les lignanes, les flavonoïdes, les tanins, les quinones, les acides phénols, les xanthones et les autres phloroglucinols (Hopkins, 2003; Georgé et al., 2005). Les isothiocyanates, qui dérivent de l’hydrolyse des glucosinolates sont ajoutés fréquemment à cette liste même s’ils ne sont pas des polyphénols(Dacosta, 2003). Le mode de leur action et sa signification physiologique ne sont pas encore toujours claires.
Les polyphénols sont présents dans toutes les parties des végétaux supérieurs (racines, tiges, feuilles, fleurs, pollens, fruits, graines et bois), et sont impliqués dans de nombreux processus physiologiques comme la croissance cellulaire, la rhizogenèse, la germination des graines ou la maturation des fruits. Ils subissent dans les tissus végétaux d’importantes variations quantitatives et qualitatives et interviennent dans les processus vitaux les plus divers.
Ils interviennent dans la fertilité des plantes et la germination du pollen (Stalikas, 2007) ainsi que dans la fertilité du sol.
En outre les polyphénols regroupent un ensemble de sous-familles de molécules possédant diverses propriétés protectrices comme :
· La résistance aux stress biotique et abiotique (Delalonde et al., 1996).
· L’action comme herbicide par le biais de l’allélopathie en accumulant des phénols simples, des acides phénoliques, des coumarines, des flavonoïdes, des isoflavonoïdes, des tannins, et une variété de composés phénoliquesconjugués, en empêchant la germination des graines ou la croissance des plantes voisines (Whitehead, 1964; Fisher, 1987 ).
· L’action comme pesticides: répulsif d’insectes, anti-fongique, nématicide (Rich et al., 1977 ; Dakora et Phillips, 1996 ; Ndakidemi et Dakora, 2003).

La macrofaune du sol

D’une manière générale la macrofaune du sol désignel’ensemble des animaux visibles à l’œil nu, de taille supérieure à 2 mm, qui passent une partie de leur cycle biologique dans le sol (faune endogée) ou en surface (faune épigée) dont la majorité intervient dans le « fonctionnement biologique du sol ». Les plus connus de ce groupe sont les vers de terre et les vers blancs en raison de leurs effets sur les cultures.

Vers de terre

Les vers de terre, aussi appelés lombriciens (annélides, oligochètes) représentent une composante majeure de la macrofaune du sol dans la plupart des écosystèmes terrestres et surtout dans les sols tropicaux. Ils jouent un rôle important dans leur environnement grâce à différents mécanismes physico-chimiques et biologiques, permettant d’améliorer la fertilité et de préserver la structure du sol (Lavelle et al., 1997, Lavelle, 2002; Lavelle et al., 2006). Aussi, en affectant les propriétés physiques et chimiques du sol, ils modifient le biotope des communautés microbiennes (Lavelleet al., 1997).

Répartition écologique

Les vers de terre ont un mode de vie varié qui permet de déduire leurs fonctions au niveau du sol (Bouché, 1977). Selon Bouché (1977),trois catégories écologiques de vers de terre ont été distingués en fonction de leur comportement alimentaire et morphologique :
-les vers de terre épigés, qui se nourrissent exclusivement de la litière à la surface du sol et vivent en permanence .
-les vers anéciques, qui se nourrissent de la litière de surface qu’ils enfouissent dans des galeries généralement verticales dans le sol.
-et les vers endogés, qui se nourrissent exclusivement de l’humus du sol qu’ils ingèrent sur leur passage, créant de vastes réseaux de galeries horizontales sans jamais remonter à la surface du sol. Il s’adapte à de nombreuses conditi ons écologiques. Le ver de terre Pontoscolex corethrurus est une espèce appartenant à ce groupe qui joue un rôle important dans la productivité agricole.

Rôle des vers de terre ( Pontoscolex corethrurus)

L’action des vers de terre est la plus visible parmi toutes les activités de la faune du sol. Les vers de terre agissent sur la structure, la densité apparente, les caractéristiques chimiques et biologique du sol. Ils font partie des organismes qui modifient le milieu par leur activité. Ainsi ils sont appelés en écologie «ingénieurs de l’écosystème» en affectant les niveaux suivants :
· la fertilité physique du sol par la création d’un réseau de galeries qui facilitent l’enracinement, l’infiltration de l’eau et la circu lation des gaz. Ils favorisent la formation d’une structure grumeleuse fine c’est-à-dire l’amélioration de la porosité et de l’aération (Lavelle, 1997). Les vers de terre modifient aussi la texture du sol par leurs déjections et les turricules qui ont généralement une texture plus fine que celle du sol environnant par leurs teneurs en limon et en argile plus importantes. Cette caractéristique est due à une ingestion préférentielle des particules fines (limons et argiles) et plus riches en matière organique.
· la propriété chimique du solpar la modification de la nourriture durant son passage à travers la chaîne alimentaire (Gobat et al., 2003). Les nutriments contenus dans les déjections et les turricules des vers sont davantage disponibles pour les plantes, en particulier l’azote et le phosphore. L’activité microbienne est accrue dans le tube digestif des vers : la fragmentation, la transformation et la minéralisation de la matière organique sont augmentées. Cette activité se poursuit plusieurs jours dans lesturricules frais.
· les activités biologiques du sol par les lombriciens qui développent des relations mutualistes avec la microflore lors du passage dans leur transit intestinal et seraient par la même occasion des régulateurs importants de l’activité microbienne (Lee, 1985). Ce qui permet à une amélioration globale du fonctionnement du sol. De plus, la croissance des plantes est généralement améliorée par l’activitées dvers de terre.

Vers blancs

Les vers blancs ou larves des coléoptères (Scarabaeoidea) représentent une grande diversité spécifique et fonctionnelle avec plus de25 000 espèces.
Ils sont de couleur blanche ou jaunâtre et ont un c orps mou, plissé et courbé en forme de « C », avec une tête brunee à jaunâtre et six pattes épineuses. Ils peuuvent atteindre une longueur de 2 à 4 cm, selon less espèces.
Selon Randriamanantsoa (20110), les espèces de vers blancs ont un dévveloppement de type holométabole, soit à métamorrphose complète (œuf, larve, nymphe et adultee).
D’une manière générale l’apparition des adultes ou scarabées noirs coïncidde avec l’arrivée des premières pluies (mois d’octoobre et novembre). Le vol peut se situer entre le mois d’août ou de mars de l’année suivante selon les espèces. La ponte commence durant la période hivernale mais peut s’étaler du mois de novembre jusqu’à la fin du mois de février. Elle se produi sous terre à 10 cm de la surface, auprès du système racinaire de la plante hôtte. Après l’éclosion, il passe à trois stades larvaires (L1, L2, L3) dont le premier stade larvaire L1 cause moins de dommages (Simard et al., 2009). Les larves se nourissent généralement dees racine
Le stade L1 dure de 3 à 4 semaaines et passe au stade L2 d’une d uré de 8 semaines et L3 d’une durée de 10 semaines. Après le passage au stade larvaire L3, les larves se transforment en pupe (l’étatde nymphe qui dure environ 1mois) et entame ensuite la métamorphoose qui est une étape ultime à la transformation verrs la forme adulte.

Mode de vie de vers blancs

Les vers blancs conso mment les matières organiques du sol. On peut distinguer trois types de vers blancs en fonctioon de leur mode de vie :
– les rhizophages (Apicencyaa waterloti (Melolonthidae)) qui se nourrissent essentiellement des racines et spécifiquement celles des graminées .
– les saprophages qui sont des espèces vivant dans le bois mort (les larves de Lucanidae), dans les débris organiques (cas du Trox sp), dans des feuilles pourries ou dans le fumier (cas des Cétoines) .
– les coprophages qui se nourrissent et vivent dans les excréments de bétail. C’est le cas d’ Aphodius sp (Randriamanantsoa, 2010).

Effet des vers blancs sur la culture

Si certaines espèces de vers blancs jouent un rôle important dans la dégradation de la matière organique, dans l’amélioration de la structure de sol et ne causent pas de dégât sur la culture (Bricoptis variolosa) (Ratnadass et al., 2006), d’autres s’avèrent être nuisibles et causent d’importants dégâts surtout pour les cultures sur « tanety » comme la culture de riz pluvial (Ratnadass et al, 2013). Les espèces appartenant à la famille de Dynastidae et Melolonthidae sont les plus redoutables aux cultures pluviales à Madagascar (Raveloson, 2014).
Les genres Heteronychus sp, Heteroconus paradoxus et Oryctes spp constituent les Coléoptères Dynastides malgaches les plus nuisibles(Randriamanantsoa, 2010). L’impact des attaques sur la culture dépend de la période d’émergence des adultes et les dégâts causés par les insectes terricoles sur la culture ne peuvent pas être attribués à une seule espèce vue leur cohabitation dans une même parcelle (Randriamanantsoa, 1999 ; 2009 ; 2010 ; PLI, 1990). L’espèce Heteroconus paradoxus est le type de vers blancs rhizophage facultatif dont ses attaques sur la culture dépendent de la présence ounon de matières organiques dans le milieu (Ratnadass et al., 2013).

Séchage et broyage

Avant de procéder au séchage, les parties aérienneset racinaires des plantes sont collectées séparément. Les parties aériennes sontnsuite débarrassées des parties sèches, malades, du sable, toutes autres sortes de contaminants ainsi que les insectes accompagnateurs. Pour les parties racinaires, elles sont nettoyées à l’aide d’une brosse douce pour enlever le reste de sol et ensuite lavées rapidement avec de l’eau du robinet puis rincées avec de l’eau distillée. Pour chacune des parties, les plantes sont découpées en petits morceaux et étalées finement sur les claies de séchage. Elles sont ensuite séchées dans une étuve ventilée à 37°C jusqu’à la stabilisation du poids (environ 72 h pour l’ensemble).
Une fois que la plante est bien séchée et loin de oute sorte de destruction comme les moisissures, les différentes parties sont broyées éparéments à 1 mm avec un broyeur électrique puis entreposées dans des sachets en plastiques bien scellés et étiquetés.

Extraction

Après le séchage et le broyage, 200 g de poudre finement broyée sont macérés pendant 72 heures sous agitation et à une température ambiante avec de l’éthanol 90% comme milieu d’extraction. Le volume de la solution hydroalcoolique doit être 2 fois plus de la hauteur de la poudre de plante. Le solvant est renouvelé toutes les 24 heures afin d’avoir un meilleur rendement d’extraction. Le mélange obtenu est filtré sous vide à l’aide d’un dispositif Büchner muni de papier filtre dans son entonnoir, p uis le filtrat est évaporé à sec sur un évaporateur rotatif (Heidolph) sous pression réduite à 40°C afin d’éliminer l’éthanol. Il ne reste ensuite que la fraction aqueuse résiduelle brute. L’extrait passe ensuite à une étape de lyophilisation permettant d’éliminer l’eau des échantillons par congélation et sublimation. Les résidus sont regroupés, pesés et conservés à une mpératurete de + 4 °C jusqu’à l’utilisation.

Méthodes d’analyses

Analyses phytochimiques préliminaires : criblage phytochimique des plantes de service (Fong et al., 1977)

Le criblage phytochimique, est une étape préliminaire pour l’étude chimique d’une plante en général. Il s’agit de faire l’inventairedes grandes classes de composés chimiques présents dans la plante telles que les alcaloïdes,les flavonoïdes et leucoanthocyanes, les tanins et polyphénols, les quinones, les stéroïdes et triterpénoïdes, les saponosides et polysaccharides, en utilisant des réactifs appropriés à chaque test. Il est réalisé sur les différents extraits obtenus à partir de la poudre végétale ou d’un extrait de plante, après évaporation du solvant. Les différents tests sont asésb sur des réactions de précipitation (formation de complexes insolubles) ou des réactions de coloration.

Tests des alcaloïdes

Les alcaloïdes sont des composés azotés à réactionplus ou moins basique où l’azote est en général inclus dans leur formule. Ils peuvent réagiavec les acides pour donner des sels, ou précipiter les hydrates de métaux lourds, leur permettant ainsi d’adopter une structure d’ammonium quaternaire. Leur caractérisation se fait en milieu acide (acide chlorhydrique), par les réactifs suivants : Mayer (HgCl/KI), Dragendorff (Bi (NO ) /KI) et Wagner (I /KI).
La détection des alcaloïdes est effectuée en deux tapesé :
– un test préliminaire dans lequel l’apparition de trouble plus ou moins dense sur l’extrait chlorhydrique du matériel végétal traduitla présomption d’alcaloïde.
– un test de confirmation effectué seulement dans le cas où le précédent est positif. Il consiste à traiter l’extrait chlorhydrique par une solution d’ammoniaque concentrée. Cette opération a pour but de transformer de nouveau lessels d’ammonium précédent en amines qui sont extraits ultérieurement par un solvant organique en l’occurrence le chloroforme. Les oxydes d’amine et les amines quaternaires restent dans l’extrait basique que l’on acidifie après.
Un trouble ou une précipitation dans chacune des phases obtenues dénote l’existence de ces divers types d’alcaloïde.

Criblages des flavonoïdes et des leucoanthocyanes

Les flavonoïdes sont des composés phénoliques en général, et parmi eux, les leucoanthocyanes et les anthocyanes qui sont les pigments responsables de la coloration de nombreuses fleurs et de certains fruits. Les flavonoïdes et leucoanthocyanes peuvent être caractérisés par les tests suivants:
Test à la cyanidine : les composés flavoniques sont réduits en présence’und acide concentré et de magnésium. Après élimination d’une molécule’eau,d le produit de réduction conduit à des anthocyanidines de couleur rouge.
Test de Wilstater : l’ajout de l’HCl concentré en présence de tournuresde magnésium dans l’extrait conduit en un changement de coloration en rouge témoignant la présence des flavones, rouge pourpre (flavonols) et rouge violacée (flavanones et flavanols).
Test de Wilstater modifié qui est caractérisé par le changement de coloration de la phase supérieure après addition d’eau et d’alcool isoamylique. La coloration rouge indique la présence de flavone et l’apparition d’une coloration pourpre montre la présence de flavonols dans le matériel végétal.
Test de Bate Smith : une coloration rouge apparait après réaction à chaud avec de HCl concentré. Ce test révèle les leucoanthocyanes.

Tests des polyphénols et des tanins

Les polyphénols possèdent des hydroxyles directemen liés au noyau benzénique.
Les tanins et les polyphénols ont la propriété derécipiter les protéines comme la gélatine et de donner des précipités rouges dans les acides chauds. Les tanins constituent un groupe assez hétérogène de composés phénoliques à poids moléculaire moyen (600 à 2000). Ils réagissent avec le chlorure ferrique par le biais d’une réaction de complexation s’effectuant généralement en présence d’un catalyseur alcooliquepour donner une coloration bleu verdâtre ou noir verdâtre qui est caractéristique des tanins catéchiques ou noir bleuâtre pour les tanins galliques. Une réaction négative à la gélatine salée accompagnée d’une coloration verte ou noire avec le FeCl3 signifie la présence d’autres types de composé phénolique.

Test des stéroïdes et terpénoïdes

Les stéroïdes sont des triterpènes tétracycliques uiq ont perdu au moins trois radicaux méthyles. Les stérols et triterpènes peuvent êtrearactérisés par les réactions suivantes : Test de Salkowski : dans ce test, on met en évidence les stérols insaturés par une réaction qui provoque l’apparition de coloration rouge après addition d’acide sulfurique concentrée, entraînant ainsi l’élimination d’une molécule d’eau, et conduit à la formation d’insaturation supplémentaire.
Test de Liebermann-Büchard qui par addition d’anhydride acétique en milieu sulfurique donne une coloration bleu-vert indiquant la présence de stéroïdes et une coloration rouge-violet à rose désignant la présence de triterpènes.
Test de Badjet-Kedde : l’addition d’acide picrique entraîne l’ouverturedu cycle lactonique insaturé puis formation de complexe entre l’hydrocarbure et l’acide picrique. L’apparition d’une coloration orange est due à la présence de stéroïdes lactoniques.

Test des saponines

Les saponines sont des hétérosides particuliers à génines stéroïdiques ou triterpénoïdiques caractérisées par leurs propriétés tensioactivesls. Isont doués d’un pouvoir moussant, et l’évaluation de « l’indice de mousse » est la manière de les identifier. Deux méthodes peuvent être utilisées pour caractériser la présence de saponine :
– soit par la mesure de la hauteur de mousse formée après une forte agitation d’une extrait aqueux à froid et /ou à chaud .
– soit par la mesure de la variation de l’absorbance d’un extrait de la plante en présence d’une suspension d’hématie.

Test anthraquinones

Les anthraquinones sont caractérisées par leur facil té de se réduire en hydroquinone. La réaction entre l’anthraquinone et le benzène en présence de NH4OH donne une coloration rouge.

Test des polysaccharides

Ce sont des unités complexes de molécules de sucreliées ensemble que l’on trouve dans les plantes. Généralement les polysaccharides sont des polymères de plus de huit monosaccharides. Ils servent de molécules de structure et de réserve énergétique pour la plante. Ils se précipitent dans l’alcool et donnent des gels.

Hétérosides cyanogénétiques

Ce sont des hétérosides portant un groupement nitrile. Ce sont des substances végétales qui, par hydrolyse libèrent de l’acide cyanhydrique. L’étape ultime de leur hydrolyse donne de l’acide cyanhydrique (HCN). Le test de Grignard permet d’identifier les hétérosides cyanogénétiques dans un extrait. Danse cprocessus, les hétérosides libèrent du sucre, et par l’intermédiaire de l’acide cyanhydrique HCN, le picrate de sodium de couleur jaune déposé sur le papier filtre vire au rouge.

Localisation des sites de prélèvement et préparation des matériels pour le mésocosme

Sites de collecte et préparation des plantes de service

La récolte des différentes espèces de plante de couverture a été effectuée à Andranomanelatra (altitude 1638 m, longitude 19°46’ 42.6’’S, latitude 047°06’33.1’’E) en début ou au moment de leur floraison. Tous les échantillons de plantes ont été collectés entre janvier et avril 2014. Une partie des échantillonsétait destinée aux analyses chimiques, l’autre partie pour le test en mésocosme. Les plantes étaient séchées à l’air libre, à l’abri du soleil et découpées en morceaux d’environ 5 cm.

Sites de collecte des vers

Les vers de terre et les vers blancs au stade larvaire L2 (photo 11) ont été collectés à Talata (Antsirabe). Ils étaient mis séparément dansdes cuvettes en plastique contenant le même type de sol où ils ont été prélevés. Ces verssont maintenus pendant 7 jours dans ces cuvettes. Le sol contenant les vers était arrosé chaque jour afin de les maintenir en vie avant la mise en place des expériences. Afin d’éviter le canibalisme qui peut se produire entre les vers blancs, le nombre des larves introduit dans chaque cuvette est limité à 4. Après pesage, 4 vers blancs et 8 vers de terre à peu près de même aillet sont placés dans chaque mésocosme.

Prélèvement du sol pour les mésocosmes

Le sol des mésocosmes a été prélevé à Andranomanelatra dans la couche superficielle du sol (0 – 10 cm). La végétation à la surface du sol a été enlevée afin de ne pas introduire d’autres types de résidus de plante dans l’expérimentation. Un sol le moins riche possible a été choisi. Le sol a été séché à l’air libre au eilsolafin de tuer les larves et les vers présents qui pouvaient fausser les résultats. Un tamisage à 2 mm a été fait afin d’enlever les restes de larves, vers de terre ou autres insectes ainsi que les débris végétaux présents comme les racines. Les échantillons du sol sont ensuite homogénéiséspour s’assurer que les vers et les larves soient soumis aux mêmes conditions pendant al durée de l’expérimentation et que les résultats puissent être comparés à la fin. Environ7,5 kg de sol sont pesés et placés dans chaque cuvette.

Expérimentations en serre sur mésocosmes

L’étude in-situ de l’effet des plantes de service sur les comportements des larves de coléoptère et des vers de terre présente certainescontraintes. Ainsi, certains facteurs tels que la température, l’humidité, les phénomènes de lixiviation et présence d’autres insectes ne sont pas contrôlés sur le terrain. Afin de diminuer ces contraintes, les expériences décrites dans cette étude ont été menées sous conditions contrôlées en mésocosmes en utilisant des cuvettes en plastique étiquetés en fonction des traitements.

Mise en place de l’expérimentation

L’expérimentation comporte vingt (20) traitements (Tableau 5) avec cinq (5) répétitions pour chaque traitement dont dix traitements avec les vers blancs et dix avec les vers de terre.
Le riz pluvial FOFIFA 161 a été utilisé comme plante test durant cette expérimentation pour voir les dégâts occasionnés par les vers blancs.
Le contenu du mésocosme est subdivisé en deux zones pour voir le comportement des vers selon les résidus: une zone avec résidus et l’autre sans résidus (Photo 12).
Les résidus de plantes sont pesés et mélangés à lasurface du sol, puis quatre (4) plants de riz sont transplantés. Le riz est laissé 7 jourspour qu’il se rétablisse. Ce n’est qu’après ces 7 jours que les vers blancs et vers de terre sont placés dans les cuvettes. Deux témoins ont été utilisés, l’un sans plantes de service et l’autre est constitué du fumier à la place de plantes de service. Les cuvettes sont disposées de façon aléatoire (Photo 13, Figure 5), pour limiter les effets des facteurs environnementaux pouvant fausser les résultats. L’arrosage se fait tous les deux jours.

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
I- SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
1. Le SCV : principes et avantages
2. Les principales sources de matière organique en SCV
2.1. Importance de la matière organique
2.2. Facteurs influençant la décomposition des résidus végétaux dans le sol
2.2.1. Influence des facteurs internes des résidus végétaux
2.2.2. Influence des facteurs externes sur la décomposition des résidus végétaux
2.2.3. Influence de la composition biochimique des plantes
2.3. Exemple de plantes de service utilisées en SCV
2.3.1. Stylosanthes guianensis
2.3.2. Desmodium uncinatum
2.3.3. Crotalaria grahamiana
2.3.4. Vicia villosa
2.3.5. Eleusine coracana
2.3.6. Zea mays
2.3.7. Tagetes minuta
2.3.8. Raphanus sativus
2.4. La macrofaune du sol
2.4.1. Vers de terre
2.4.2. Vers blancs
II- MATERIELS ET METHODES
1. Analyses chimiques
1.1. Matériels végétaux
1.2. Produits et réactifs chimiques
1.3. Préparation du matériel végétal
1.3.1. Séchage et broyage
1.3.2. Extraction
1.4. Méthodes d’analyses
1.4.1. Analyses phytochimiques préliminaires : criblage phytochimique des plantes de service)
1.4.2. Analyses colorimétriques par spectrophotométrie (UV-visible)
2. Expérimentation en serre
2.1. Matériels végétaux
2.2. Vers
2.2.1. Ver de terre (Pontoscolex corethrurus)
2.2.2. Ver blanc (Heteroconus paradoxus)
2.3. Localisation des sites de prélèvement et préparation des matériels pour le mésocosme
2.3.1. Sites de collecte et préparation des plantes de service
2.3.2. Sites de collecte des vers
2.3.3. Prélèvement du sol pour les mésocosmes
2.4. Expérimentations en serre sur mésocosmes
2.4.1. Mise en place de l’expérimentation
2.4.2. Démontage des mésocosmes
2.5. Mesure de l’activité microbienne totale du sol par l’hydrolyse de la Fluorescéine Di Acétate (FDA)
2.5.1. Principe utilisé
2.5.2. Méthode de mesure
2.6. Analyses statistiques
III- RESULTATS
1. Analyse biochimique des plantes de service
1.1. Propriétés phytochimiques de différentes plantes de service.
1.2. Teneurs des composés « toxiques » (au spectrophotomètre)
2. Test en serre
2.1. Effets des plantes de service sur les vers blancs (Heteroconus paradoxus)
2.1.1. Effet des plantes de service sur le taux de mortalité des vers blancs
2.1.2. Effets des plantes de service sur le poids des vers blancs
2.1.3. Dégâts occasionnés par Heteroconus paradoxus
2.2. Effets des résidus de plantes de service sur les vers de terre (Pontoscolex corethrurus) .
2.2.1. Effet sur le taux de mortalité de vers de terre
2.2.2. Effet sur la densité de vers de terre (Pontoscolex corethrurus)
2.3. Effets des plantes de service sur l’activité globale des microorganismes du sol
2.3.1 Activité microbienne globale dans les traitements en présence de vers blancs
2.3.2 Activité microbienne totale dans les traitements en présence de vers de terre
3. Corrélation entre la teneur en polyphénol totaux, les vers blancs, les vers de terre et les microorganismes du sol
IV- DISCUSSIONS
1. Criblage phytochimique
2. Teneur en polyphénols totaux, tanins condensés, alcaloïde et flavonoïde
3. Effet de résidus de plantes de couverture sur les vers blancs (Heteroconus paradoxus)
3.1. Effet de résidus de plantes de service sur le nombre des vers blancs (Heteroconus paradoxus)
3.2. Effets des plantes de service sur le poids des vers blancs (Heteroconus paradoxus).
4. Dégâts occasionnés par Heteroconus paradoxus
5. Effet de l’apport des résidus sur les vers de terre Pontoscolex corethrurus
6. Effets des plantes de services sur l’activité globale des microorganismes du sol
V- CONCLUSION ET PERSPECTIVES
VI- REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
WEBOGRAPHIE

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