Soutenance mémoire
Les rôles des mycorhizes
Les mycorhizes sont des organes mixtes, formés à la fois par le mycélium du champignon et les radicelles de la plante-hôte. Les substances minérales comme les phosphores et les sels ammoniacaux sont extraites du sol par le mycélium puis transférées vers les racines (DURRIEU, 1993). De son côté la plante qui synthétise les substances carbonées (sucres, acides organiques, acides aminés…) grâce à la photosynthèse, fournit au champignon les produits qu’il n’est pas capable de synthétiser.
Les intérêts de la mycorhization
La mycorhization permet d’avoir une augmentation en volume et en surface des sols exploités par les systèmes racinaires des plantes hôtes (HAMEL, 2004). La présence des champignons mycorhiziens permettent à leur hôte d’obtenir une extension de son système racinaire (HAMEL, 2004), d’optimiser son approvisionnement en eau et en éléments minéraux (DALPE, 2003). La mycorhization améliore aussi la résistance des plantes contre certains stress dont le froid et la sécheresse, ainsi que d’augmenter leur protection contre certains parasites. Les hyphes mycéliens arrivent à extraire les éléments minéraux auxquels les racines ne peuvent pas accéder facilement. En fait, les hyphes et les spores des champignons mycorhiziens produisent en abondance du glucoprotéine appelée « glomaline » (WRIGHT et UPADHYAYA, 1998 ; WRIGHT, 2004). Cette substance a un rôle important dans la séquestration de carbone dans le sol (environ le tiers) et sa principale fonction porte sur la stabilisation des agrégats (MILLER et JASTROW, 1992), à la façon d’une colle regroupant l’argile, le limon et le sable fin, avec des effets majeurs sur les propriétés physiques des sols. Ce grumelage permet une meilleure pénétration de l’eau, réduisant les écoulements de surface, des meilleurs échanges gazeux et une rétention de l’eau et des minéraux, notamment le potassium (ANDRE, 2016). En plus, l’exsudat racinaire des plantes mycorhizées contient de substance favorisant l’assimilation du phosphore et de l’azote grâce à la bactérie fixatrice d’azote avec formation des nodosités (http 2). Selon DALPE (2005), la mycorhization stimule la croissance de la plante par l’apport nutritif supplémentaire entrainant une meilleure santé végétale. Elle induit certains mécanismes de défense chez la plante hôte. Les champignons mycorhiziens entrent directement en compétition avec les parasites. Cette compétition concerne surtout la disponibilité de nutriments, le site d’infection et la qualité du sol.
De plus, l’expérience d’ABDALLA et ABDEL-FATTA (2000) sur des plants d’orge a montré la capacité des plantes mycorhizées à conserver leur conductance stomacale et même la turgescence durant un stress hydrique. En effet, les plantes mycorhizées peuvent maintenir plus longtemps la turgescence des cellules durant un manque d’eau. Les champignons mycorhiziens peuvent offrir aux racines colonisées une protection contre les microorganismes pathogènes (ABDELFATTAH et MANKARIOS, 1995).
LE MAÏS
Description botanique
D’après MAYBELLINE et ABDOU (2012), le maïs est une plante herbacée annuelle. Les racines, du type fasciculé, sont superficielles et ne dépassent pas 50 cm de profondeur (photo1b). Sa tige est lignifiée, remplie d’une moelle sucrée, formée de nœuds et d’entre-nœuds avec une longueur variant de 1,5 à 3,5 m et de diamètre de 5 à 6 cm (HUBERT, 1978). Les feuilles de grande taille s’attachent sur la tige au niveau des nœuds (photo1a). Elles sont formées d’une gaine et d’un limbe plat séparé par une petite ligule. Sur un même pied se trouve une inflorescence mâle (figure 2a), qui est une panicule terminale composée d’épillets contenant chacun deux fleurs mâles, et une à quatre inflorescences femelles, épis enveloppés dans des feuilles rudimentaires appelées « Spathes », situées sur l’aisselle des plus grandes feuilles au milieu de la tige (figure 2b). Chaque épi est constitué par une « rafle » sur lequel sont insérés en rangées verticales des centaines d’épillets à 2 fleurs femelles dont une seule est fertile. Au moment de la fécondation, les styles des fleurs sortent à l’extrémité des épis sous forme de soies vertes ou rosées. Les fleurs femelles possèdent chacune un ovaire surmonté d’un style très long (MAYBELLINE et ABDOU, 2012). Le fruit est un caryopse. La forme, la couleur et la taille des grains varient en fonction de la variété et de l’espèce. Chaque grain est disposé en rangées verticales (de 8 à 20 selon les variétés) le long de la rafle de l’épi. Chaque grain est composé d’une enveloppe, d’un albumen, d’un cotylédon et d’un embryon (HUBERT, 1978).
Classification botanique
Le maïs est une plante monocotylédone appartenant à la famille des Poaceae, genre Zea et espèce mays. Il possède d’énormes variétés. A Madagascar, il est appelé « Katsaka » ou « Tsako » selon les régions.
Règne : PLANTAE
Sous règne : TRACHEOBIONTA
Division : MAGNOLIOPHYTA
Classe : LILIOPSIDA
Sous-classe : COMMELINIDAE
Ordre : CYPERALES
Famille : POACEAE
Sous-famille : PANICOIDEAE
Tribu : MAYDEAE
Genre : Zea
Espèce : mays L.
Cycle de développement du maïs
La durée du cycle de développement du maïs est en fonction de la précocité de la variété et des conditions climatiques mais généralement, elle varie entre 90 à 180 jours. Ce cycle présente deux phases distinctes, la phase végétative et la phase de reproduction.
Phase végétative
Cette phase correspond à la formation de l’ensemble de la tige et des feuilles après la germination des grains jusqu’à la formation de 5 à 10 feuilles avant la floraison.
Phase de reproduction ou phase de floraison et de fructification
Cette phase convient à la formation et au développement des organes reproducteurs. L’épi commence à se développer un mois avant la floraison (stade 7- 8 feuilles). La panicule se développe dès la fin de la phase végétative et elle apparait 25 à 35 jours après semis. La formation du pollen débute 2 à 3 semaines avant la floraison (FAO, 1987) .
D’une manière générale, les anthères du maïs sont mûres 2 à 4 jours avant que les soies ne deviennent réceptives. La soie capte le grain de pollen pour que celui-ci puisse aller féconder l’ovule par l’intermédiaire du tube pollinique. Les premières soies sorties correspondent aux nombres de grains à la base de l’épi. La progression de sortie des soies se fait ensuite de bas en haut jusqu’à l’extrémité de l’épi. Il faut trois à cinq jours pour que toutes les soies apparaissent et soient prêtes à recevoir le pollen, ce qui laisse donc assez de temps pour assurer la pollinisation avant que la panicule cesse d’émettre le pollen (FAO, 1987).
LA PLANTE PARASITE « Striga asiatica »
Le Striga sp., une des mauvaises herbes les plus dangereuses, se rencontre presque dans tous les continents. De nombreuses espèces de ce genre ont été recensées dans le monde. L’espèce Striga asiatica est répandue à Madagascar (ANDRIANAIVO et al. 1998). Elle est à la fois responsable de la forte baisse de la production et de la mauvaise qualité des grains de riz et de maïs en culture pluviale à Madagascar, en particulier dans les régions de Bongolava, d’Itasy, de Vakinankaratra, d’Amoron’i Mania et d’Androy (ANDRIANJAKA., 2011). C’est un parasite de la canne à sucre, le maïs, le mil, le riz pluvial, le sorgho et de nombreuses herbes sauvages dans la famille des POACEAE (HESS ET LENNE, 1999).
Description botanique
C’est une plante herbacée annuelle à fleurs (photo 2), à port grêle, dressée et raide, et parfois pérenne ou vivace selon la longévité de son hôte. Les racines sont fines, ramifiées et se développent le long de la partie souterraine de la tige. Cette dernière se développe à partir d’un renflement (haustorium) fixé à une racine de la plante hôte. L’évolution de S. asiatica comprend deux phases bien distinctes: la phase souterraine et la phase aérienne pendant laquelle la tige acquiert une forme cylindrique à anguleuse avec une couleur variant de verte sombre à brune. Les feuilles vertes, simples, opposées vers le bas et alternées vers le haut sont caractéristiques de ce genre. Les fleurs aux couleurs voyantes (SALLE, 1989), groupées en épis (photo 3), sont formées de pétales irréguliers soudés entre eux. Ces fleurs présentent moins de cinq étamines et ont un gynécée contenant de nombreux ovules (ANDRIANAIVO et al, 1998). Le fruit est une capsule ellipsoïde de 3,5mm de long et 1mm de large, de couleur noire, s’ouvrant en 2 valves. Un pied de S. asiatica peut porter jusqu’à 71 capsules contenant des minuscules graines (RAMAIAH, 1983 ; SALLE et RAYNAL-ROQUES, 1989) de couleur brunâtre.
LES SYSTEMES DE CULTURE SOUS COUVERTURE VEGETALE (SCV)
Les concepts de base et la mise en pratique des SCV ont émergé en dehors des zones tropicales. Tout d’abord aux USA à partir des années soixante, puis ces systèmes de culture ont commencé à être adoptés par les brésiliens (RAUNET et al., 2003) à partir des années 1970/1975 en combinant des éléments de connaissance de pratiques anciennes (semis direct) et d’avancées connues des travaux de recherche antérieures. Grâce aux travaux des chercheurs comme ceux de BOUZINAC et SEGUY du CIRAD (1997), ce système de culture a une très large diffusion dans les pays du Sud notamment Madagascar, Mali, Laos, Cambodge, etc…
Les SCV inspirés par l’écosystème forestier, consiste à associer l’arrêt du travail du sol et la mise en place de la couverture du sol avec des successions ou rotations culturales en association avec des plantes de couverture. C’est, aujourd’hui, la forme la plus prometteuse de l’agriculture de conservation, de production et restitution du sol d’une forte biomasse, met en œuvre les principes suivants : pas de travail du sol, couverture végétale permanente du sol (morte, résidus de culture, ou vivante) (RAUNET et NAUDIN, 2006). En effet, les premières expériences sur le semis direct à Madagascar ont débuté dans les années quatre vingt dix dans la région d’Antsirabe au sein des fermes mécanisées de la KOBA Malagasy (KOBAMA) dans le but d’améliorer les performances des systèmes de culture pluviale et d’assurer leur durabilité (RAKOTONIAINA, 1997).
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Table des matières
INTRODUCTION
PARTIE I : GENERALITES
I. LA MYCORHIZATION
I.1. Définition de mycorhize
I.2. Les différents types de mycorhizes
I.3. Les rôles des mycorhizes
I.4. Les intérêts de la mycorhization
II. LE MAÏS
II.1. Description botanique
II.2. Classification botanique
II.3. Cycle de développement du maïs
III. LA PLANTE PARASITE « Striga asiatica »
III.1. Description botanique
III.2. Classification botanique
III.3. Cycle de développement de Striga asiatica
IV. LES SYSTEMES DE CULTURE SOUS COUVERTURE VEGETALE (SCV)
IV.1. Principe de base et fonctionnement des SCV
IV.2. Les avantages du SCV sur la conservation de l’environnement
V. LE ZEZIKA VOLKANIKA (ZEVO) ET LE FUMIER ORGANIQUE
V.1. Le Zezika Volkanika (ZEVO)
IV.2. Le fumier organique
PARTIE II : MATERIELS ET METHODES
I. MILIEU D’ETUDE
II. MATERIELS UTILISES
II.1. Matériels végétaux
II.2. Le fertilisant : ZEVO + Fumier
III. TRAVAUX SUR TERRAIN
III.1. Préparation des parcelles et traitements
III.2. Mise en poquets et semis
III.3. Particularités des traitements SCV
III.4. Entretien et suivi
III.5. Prélèvement des échantillons de sols et de biomasses des maïs
IV. TRAVAUX AU LABORATOIRE
IV.1. Evaluation du statut mycorhizien des sols sur les différents systèmes de culture
IV.2. Détermination de la matière sèche du maïs
IV.3. Mesure de l’humidité des sols
V. PARAMETRES ETUDIES
V.1. Statut mycorhizien des racines de maïs
V.2. Humidité des sols
V.3. Nombre de plants de Striga asiatica émergés
V.4. Taux de germination et de survivant de maïs
V.5. Composantes du rendement de maïs
VI. ANALYSE STATISTIQUE
PARTIE III : RESULTATS ET INTERPRETATIONS
I. STATUT MYCORHIZIEN DE MAÏS ENTRE LES DIFFERENTS SYSTEMES DE CULTURES
II. HUMIDITE DU SOL
III. NOMBRE DE PLANTS EMERGES DE Striga asiatica
IV. TAUX DE GERMINATION ET SURVIVANT DE MAÏS
V. LES COMPOSANTES DU RENDEMENT DE MAÏS
PARTIE IV : DISCUSSION
I. STATUT MYCORHIZIEN ENTRE LES DIFFERENTS SYSTEMES DE CULTURE
II. TAUX DE GERMINATION DE MAÏS
III. TAUX DE SURVIVANT DE MAÏ S ET EMERGENCE DE Striga asiatica
VI. LES COMPOSANTS DU RENDEMENT DE MAÏS
CONCLUSION ET PERSPECTIVES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
