Interaction entre faculté germinative des graines et caractéristiques des substrats

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Importances de la plantation d’eucalyptus à Madagascar

L’eucalyptus constitue un élément caractéristique du paysage dans certaines régions de Madagascar. Les exigences écologiques de chaque espèce déterminent leur répartition géographique sur les écosystèmes forestiers existants. C’est pourquoi on trouvera, à titre d’exemple, Eucalyptus robusta dans les zones dénudées des Hautes Terres, E. grandis sur la côte orientale ; E. citriodora dans les zones littorales Est, et E. camaldulensis dans la zone centrale et orientale (Sutter, 1990).
La plantation constitue plus du tiers des formations artificielles (Randrianjafy, 1999). Elle remplace les forêts naturelles qui ont été déjà exploitées avant leur implantation. Aux alentours de l’année 1995, les surfaces couvertes par l’eucalyptus représentaient 31,9% environ des surfaces de reboisement dans les pays tropicaux et subtropicaux (Varmola et Carle, 2002). A Madagascar, la superficie totale de la plantation d’eucalyptus était évaluée à 130 000 ha environ en 1952 (Carrière et Randriambanona, 2007) et estimée près de 147 000 ha aux environs de 1999 correspondant à 46,5% des peuplements forestiers artificiels. En 2005, sur les 9,3 millions hectares de forêts, 150 397 ha étaient constitués d’eucalyptus (Meyers et al., 2007).
Malgré les aspects négatifs des eucalyptus, en particulier sa consommation abondante en eau (Prelaz, 1987), les espèces de ce genre constituent toujours la principale essence de reboisement sur la grande partie de l’île. Ce sont des arbres à usage multiple (Bouvet, 1987). Les eucalyptus ont beaucoup d’utilités, c’est pourquoi ils sont économiquement très importants. Par leur croissance rapide, l’utilité la plus connue est la production des bois qui sont utilisés, par exemple, comme du bois de parqueterie, des manches d’outils agricoles, des bois de pâte, des bois d’œuvre ou de construction.
Les écorces de certaines espèces sont destinées pour la fabrication des huiles essentielles (cas d’E. citriodora) et pour l’extraction des tanins (cas d’E. astringens et d’E. nitens). Leurs feuilles possèdent des glandes qui sécrètent des huiles essentielles employées en pharmacologie et particulièrement utilisées pour la fabrication des médicaments antimalariales. Ensuite, du point de vue social, les reboisements de certaines espèces d’eucalyptus constituent une meilleure solution vis-à-vis de l’exploitation intensive des forêts naturelles (Verhaegen et al., 2011). Ils jouent un rôle important, car ils réduisent indirectement la pression anthropique sur les formations forestières naturelles.
De plus, avec un pouvoir calorifique de 19 600 à 20 500 kJ par kg (PROTA database, 2018), cette essence est très intéressante pour la fabrication des charbons de bois et surtout pour la production de bois d’énergie dans les régions dépourvues de végétation ligneuse. Historiquement, durant les périodes coloniales, elle constitue une des principales matières premières pour alimenter les chaudières des locomotives à vapeur. Ensuite, elle se sert pour délimiter les propriétés foncières immatriculées et est devenue un outil essentiel de la défense foncière contre l’installation des colons (Bertrand, 1999). Entre autres, ces espèces constituent des alternatives pour assainir les régions humides infestées par le paludisme. En outre, les eucalyptus sont des espèces mellifères grâce à leurs inflorescences jaunes ou blanches attirant les abeilles. Selon les experts d’apiculture, le nectar de quelques eucalyptus produit un miel de très haute qualité. Et grâce au racinement bien développé, ils sont meilleurs pour la protection des versants contre l’érosion et pour stabiliser les talus de routes (Rambeloarisoa, 1987).
A part ceux-là, les eucalyptus sont parfois présentés comme des espèces invasives ou néfastes pour les écologistes mais à Madagascar, ils occupent une place privilégiée dans les campagnes en rendant de nombreux services et en remplaçant progressivement les espèces forestières qui sont pourtant toujours disponibles. D’après une étude, un défrichement continu des massifs forestiers naturels malagasy dans les forêts de l’Est et de l’Ouest est constaté. Celui-ci est estimé à 140 000 ha par an (Chaix et Ramamonjisoa, 2001).

Présentation des zones d’études

Dans le cadre du partenariat entre le projet AFIBERIA, l’ONG Planète Urgence et l’ONG AMADESE, les essais comparatifs de provenance d’E. robusta sont réalisés dans le district d’Arivonimamo. Ce district est situé à environ 45 km de la route nationale n°1 vers l’Ouest d’Antananarivo. Localisé dans la partie orientale de la région Itasy, le district d’Arivonimamo est délimité par une longitude entre 45°05’ E et 47°23’ E, et par une latitude entre 18°51’ S et 19°13’ S (Google Map, 2018).
Trois sites de la zone sont sélectionnés pour effectuer l’étude expérimentale dont le choix de ces sites repose sur :
– l’ancienneté des pépiniéristes bénéficiaires, techniquement compétents afin de minimiser les facteurs incontrôlés d’ordre technique pouvant entrainer des erreurs expérimentales .
– la variabilité du sol composant les substrats utilisés par chaque pépiniériste afin de juger l’adaptation des provenances australiennes aux diverses conditions techniques et écologiques.
– et enfin l’accessibilité des sites pour faciliter les suivis réguliers de l’essai.

Dispositif pour le test de germination

Il consiste à tester les modes de semis, à la volée et en ligne, le plus favorable au niveau de chaque site. Entre autres, elle permet également de suivre la croissance et le développement des plantules jusqu’au moment du repiquage. Le dispositif adopté est celui de bloc complet randomisé à trois répétitions. Avec les deux modalités de semis constitués de trois provenances, le dispositif est en effet constitué par 18 parcelles élémentaires (figure n°4). La taille de chaque germoir est de 1 m². Chaque sous-parcelle est séparée l’une de l’autre par une distance de 20 cm. La distance entre les blocs est de 80 cm. Et pour le cas des semis en ligne, la distance entre lignes est de 10 cm.

Mise en place du dispositif

Avant les semis, aucun traitement prégerminatif des graines n’est effectué. L’opération de la levée de dormance n’est pas conseillée aux graines d’eucalyptus pour ne pas endommager les graines. Le semis est réalisé à raison de 10 g par m². La mise en place des germoirs d’expérimentation ont été effectué le 18/09/2017 et les semis sont réalisés respectivement le 19/09 pour les essais d’Ambohipeno et de Mangatany, et le 20/09 pour l’essai de Namoriana.
On sème les graines aussi uniformément que possible sans chercher à l’enterrer, mais en se contentant de la recouvrir d’une fine poussière. Après, on fait du paillage pour maintenir l’ombrage et l’humidité jusqu’à la levée des graines. Avant la période de repiquage, on a préparé des gaines plastiques de 8 cm de diamètre et 15 cm de hauteur. On les remplit avec des substrats dont la composition est la même que celle dans le germoir. En effet, le repiquage commence lorsque les plantules sont au stade de 4 à 6 feuilles, soit environ 5 à 6 semaines après la levée. On a choisi et repiqué les jeunes plantules les plus vigoureuses. Dès qu’ils ont parfaitement repris, on les habitue graduellement à supporter le soleil en enlevant progressivement l’ombrage.
Les entretiens concernent surtout l’arrosage et le désherbage. Les arrosages doivent être suffisants pour éviter les déficits hydriques mais ils ne doivent pas être trop excessifs. En effet, un arrosage de 2 fois par jour (matin et soir) est suffisant pour la reprise des plantules, et une fois après leur reprise pour éviter les pourritures de racines. Quant au désherbage, trois opérations sont effectuées jusqu’à ce que les jeunes plants soient aptes à être transplantés : juste après la levée, après deux semaines du 1er désherbage et quelques jours avant le repiquage.
Pour la conduite de l’expérimentation, le matériel végétal étudié est mis dans un même substrat pour chaque site d’essai. On effectue un même mode de conduite et un même entretien pour l’ensemble des modalités de l’étude. Celle-ci permet de réaliser une étude comparative pertinente pour que toutes les variantes à comparer ne doivent se différencier l’une de l’autre que par les facteurs étudiés.

Paramètres étudiés

L’étude concerne surtout la performance physiologique de chaque provenance. On a également procédé à l’identification des maladies et à la quantification des ravageurs pour situer l’état phytosanitaire des jeunes plants d’eucalyptus face aux attaques des ennemis sur les pépinières. En effet, les paramètres observés pour l’évaluation de l’expérimentation concernent principalement
– Le taux de germination, qui est le pourcentage des semences germées après 20 à 25 jours de semis par rapport à celles semées .
– La hauteur h des plants, mesurée du collet jusqu’au bourgeon terminal après 3, 4, 5 et 10 semaines après semis .
– le diamètre au collet des plants .
– le nombre des feuilles émises par la plante évalué par un comptage simple.
– la taille des feuilles (longueur, la largeur et le rapport l/L)
– la distance d’entre nœuds des jeunes plants.
Les quatre derniers paramètres sont évalués à la 10ème semaine après le semis à l’aide d’une règle graduée en centimètre. La taille des feuilles reste un important indicateur qui traduit la capacité de l’espèce végétale à capter les énergies solaires pour réaliser sa photosynthèse (Tandjiekpon et Dah-Dovonon, 1999). Et pour appréhender l’évolution de l’expérimentation et la suivie des paramètres étudiés, une observation systématique réalisée deux fois par semaine et à jour fixe est effectuée pour l’ensemble des trois sites (cf. planning, annexe n°6).

Estimation du taux de germination

L’estimation du taux de germination des graines suit les recommandations de l’ISTA sur la manipulation des semences forestières (FAO, 1992). Elle repose sur l’échantillonnage effectué à partir des moyennes de 4 observations successives effectuées au hasard. Pour la réalisation, l’estimation se fait à l’aide d’une maille métallique de 10 cm x 10 cm. Sa valeur est obtenue à partir du nombre de pieds levés dans la maille de 100 cm² (Manuel de production des plants d’eucalyptus – AFIBERIA, 2017). Six échantillons représentatifs de taux de germination sont obtenus pour chaque parcelle élémentaire de 1 m².

Suivi de croissance et de développement des plants

Avec les paramètres de croissance sus cités, on effectue des observations « pied par pied » pour suivre la croissance et le développement des plants. Cinquante plants par provenance sont retenus pour chaque site afin de réaliser l’étude comparative. Particulièrement pour l’évolution de la croissance en hauteur, les plants retenus sont marqués à l’aide des piquets ou de clous.

Détermination du taux de réussite de production des plants

Sur les cinquante plants retenus, on suit et compte hebdomadairement le nombre des plants morts. Jusqu’à la sortie des plants en pépinières, soit la seizième à la vingtième semaine après semis, on dénombre pour chaque provenance le nombre des plantules qui survivent et qui sont capables de se développer en plants robustes. Le taux de réussite de production des plants est déterminé à partir du rapport entre le nombre des plants comptés avant la sortie des plants et le nombre total des plants qui pourraient être repiqués compte tenu du taux de germination de chaque provenance étudiée.
Les analyses des données ont été effectuées sur Microsoft XLSTAT 2014. C’est un logiciel de traitement des données statistiques et un outil de représentation graphique permettant de mieux illustrer les analyses des données effectuées.

Méthode d’analyse du taux de germination

L’analyse commence par le poids de 1000 graines d’eucalyptus. En effet, 1 g compte en moyenne 500 graines environ (Akon’ny Ala, 1993). Ainsi, sans tenir compte du taux de viabilité des graines et avec une densité de semis de 10g/m², on pourrait obtenir 5000 plants sur 1 m² en supposant que les conditions soient normales. Les résultats obtenus reflétant les taux de germination des graines sont estimés à partir de la formule (1). (%) = é × = é × (1) (%) = é ×0.
Pour contrôler l’homogénéité des résultats, l’écart entre les quatre observations constituant un échantillon doit être comparé à celui de la règle ISTA sur les écarts maximaux admissibles entre répétitions (cf. Annexe n° 7). Son principe consiste à calculer l’écart entre les pourcentages des germinations maximale et minimale de sous échantillons. Si l’écart réel obtenu à chaque prélèvement est inférieur à l’écart maximal admissible indiqué dans le table, l’échantillon est considéré comme homogène. On peut retenir la moyenne des résultats relatifs aux 4 répétitions. Dans le cas contraire, il faut rejeter l’échantillon pris et prélever à nouveau.
Ensuite pour l’analyse comparative du taux de germination, on effectue une statistique descriptive avant d’entamer à l’analyse proprement dite. Puisque l’essai de provenance est réalisé sur trois sites différents, il faut ainsi analyser les relations existantes entre la performance germinative de provenance des graines et les caractéristiques des sites. Il importe ainsi de faire des analyses factorielles de correspondances multiples. Le but de c’est de déterminer la faculté germinative des provenances testées d‘individu en fonction de la composition des substrats.

Analyse de croissance des plants

Les analyses de la variance des différents paramètres sus cités permettent d’étudier les effets des facteurs « provenance » sur la croissance des plants. Elles permettent de détecter l’existence de différence significative au seuil de 5%. Les analyses peuvent s’appliquer lorsque les données et les résidus suivent la loi normale de Gauss. Après l’analyse de variance, on procède aux différents tests a posteriori comme le test de Tukey. Ces différents tests post hoc visent à comparer les différents sous-groupes constitués par les provenances testées afin de révéler s’il existe une différence significative entre elles. Dans les conditions où les distributions des données ne suivent pas les lois normales et ne présentent pas une homoscédasticité, des tests non paramétriques (test de Kruskal-Wallis) sont abordés pour comparer les moyennes des échantillons prélevés. Et pour trouver l’existence de différence significative entre les paramètres de croissance des provenances, on effectue un test bilatéral suivi de comparaisons multiples par paires.
Il est également important de faire une analyse multisite pour déceler l’interaction provenance et type de substrat qui peut être montrée à partir d’un graphe d’interaction, d’un classement des provenances ou en faisant un test de signification. Elle consiste à faire une analyse comparative de variance des échantillons pour les trois sites d’essai. Elle permet en effet d’étudier les effets de facteurs « provenance x type de substrats » sur la croissance des plants en pépinières. Entre autres, on a effectué l’analyse en composante principale afin de déceler les relations entre les paramètres étudiés et d’établir le regroupement des provenances en fonction des paramètres sus cités pour sortir leur valeur agronomique.
Et avec les performances physiologiques de chacune de provenance, les valeurs moyennes des paramètres étudiés vont être servies des scores pour classer les provenances et en proposer les souches ou provenances performantes pour chaque site d’essai.

Table des matières

1. Cadre de l’etude
Botanique d’Eucalyptus robusta
Potentiels ennemis de l’eucalyptus
Importances de la plantation d’eucalyptus à Madagascar
Principe de l’étude
2. Matériels et méthodes
Présentation des zones d’études
Matériel végétal
Substrats
Dispositifs expérimentaux
Mise en place du dispositif
Méthodes de suivi et d’observation
Méthodes d’analyse des données
3. Résultats et interprétations
Etat phytosanitaire des semences introduites
Taux de germination des graines
Croissance et développement des plants d’E. robusta
Taux de réussite de production des plants
Interaction entre faculté germinative des graines et caractéristiques des substrats
Classement des provenances en fonction des paramètres agronomiques
Synthèse
4. Discussions
Performance germinative des semences
Facteurs influençant la performance des plants en pépinières
Adaptabilité des semences introduites
Analyse de la méthodologie adoptée
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 

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