Macroptilium atropurpureum : plante test

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Echantillon du sol utilisé lors de l’expérience

Choix du sol de culture

Les échantillons du sol choisis est un sol issu de deux champs qui a produit depuis 2012 une excellente récolte d‟haricot et de pois de terre. Avant cela les cultures de manioc et de patate douce ont été effectuées sur ce champ. Il s‟agit d‟un système de culture en rotation.

Préparation du sol

Un échantillon est composé par plusieurs prélèvements qui s‟effectuent suivant les deux diagonales des champs avec l‟angady de 0 à 20 cm de profondeur. 15 kg du champ d‟ haricot et 15 kg du champ de poids de terre sont mélangés, broyés et tamisés à 2 mm pour avoir un seul échantillon homogène. Le broyage s‟est effectué manuellement dans un mortier et un pilon en porcelaine. Le tamisage s‟est réalisé à l‟aide d‟un tamis confectionné au laboratoire de l‟UBAP

Humidité du sol

Echantillon du sol utilisé lors de l’expérience

Choix du sol de culture

Préparation du sol

Humidité du sol

L‟humidité du sol (ou eau contenue dans le sol) détermine de façon essentielle la variation des caractéristiques de différents matériaux ou sols. Le taux d‟humidité d‟un sol en particulier va déterminer les caractéristiques de diffusion ou de stockage de l‟eau dans ce sol.
Pour déterminer l‟humidité du sol nous avons suivi le protocole suivant :
– Mélange bien le sol
– Etaler le sol sur un sachet plastique le plus fin que possible
– Diviser en 12 portions le sol bien étalé
– Puis prendre une petite quantité bien profonde suivant une diagonale de chaque portion
– Peser une petite quantité et le mettre dans une étuve à 105°C et laisser pendant une nuit
NB : Les chiffres indiquent l‟ordre de prélèvement d‟aliquote de sol pour que l‟échantillon séché soit représentatif du sol
Le tableau I montre une répétition de poids sur la détermination de l‟humidité du sol
Pour avoir donc l‟humidité moyenne des deux échantillons, on fait la somme entre l‟humidité de chaque échantillon et le diviser par deux et a donné: H = 7,5%. Le calcul se trouve dans l‟ANNEXE I. Le calcul de l‟humidité sert pour uniformiser le poids sec du sol dans les huit traitements.

Préparation du biochar

Fabrication de biochar

Le biochar provenant de l‟eucalyptus est utilisé dans ce travail. Il est broyé à 2mm avant de l‟utiliser dans l‟expérience. Le mode de broyage et le tamisage a été identique à celui des échantillons du sol.
La méthode de transformation du bois en charbon se fait sous terre dans une fosse où le milieu ne contient pas beaucoup d‟oxygène et le degré de la pyrolyse peut aller jusqu‟à 500°C et le biochar est prêt après 2 à 3 jours. La méthode est la suivante :
– Creuser une fosse de 3m de long sur 1,2m de large et 1,2m de profondeur
– Allumer un petit feu dans la fosse
– Etaler soigneusement les bois à carboniser
– Les espaces entre les bois devraient être obstrués par des petites branches pour éviter le cheminement des gaz de l‟extrémité à l‟autre
– Recouvrir le bois d’une couche de feuillage d’une vingtaine à trentaine de centimètres d’épaisseur, puis d’une couche de 20 cm de terre
– Rouvrir la fosse au bout de deux ou trois jours selon la quantité des bois utilisés
– Asperger de l‟eau pour éteindre le feu s‟il y en a encore et le biochar est prêt
Selon les données recueillies auprès des fabricateurs, lorsque la couverture de la fosse s’est affaissée sur toute sa surface, la carbonisation est considérée comme terminée. On recouvre parfois la fosse avec de vieilles tôles de toiture sur lesquelles on met une couche de terre, en ménageant quelques petites ouvertures pour permettre la sortie de la fumée et l’entrée de l’air ; le rôle de cette tôle est de maintenir la chaleur constante.

Humidité du biochar

Nous avons adopté la même méthode de détermination de l‟humidité du sol pour la détermination de l‟humidité du biochar mais la différence réside dans le poids de l‟échantillon pris pour l‟expérience que nous avons établi dans le tableau II. Ici nous avons pris un seul échantillon.
La valeur de l‟humidité a servi pour calculer en poids sec la proportion variable de biochar sur le sol.

Collecte du fumier

Préparation du fumier

Le fumier utilisé dans ce travail est pris aux alentours de l‟abattoir d‟Ankadindratombo près du By pass dans la région d‟Alasora à la périphérie d‟Antananarivo. C‟est encore du fumier frais (fig. 5) et on l‟a séché à l‟air pendant 4jours avant de l‟utiliser dans l‟expérience. Après avoir été séché, le fumier a été broyé puis le tamisé pour avoir une entité homogène de 2mm (fig. 6)
Figure 5: Photo du fumier frais broyé et séché
Figure 6: Photo du fumier sec tamisé à 2mm
Source : Auteur

Humidité du fumier

Pour savoir l‟humidité du fumier il faut toujours suivre le protocole adopté dans la détermination de l‟humidité du sol comme le biochar. Le tableau III montre cette humidité du fumier
Même raisonnement que précédemment, la valeur de l‟humidité a servi pour calculer le poids sec de fumier en proportion dans le sol.

Pot de culture

Pour la culture, comme matériel nous avons utilisé des bouteilles d‟eau vive de 1,5 L coupé à 10cm de l‟ouverture puisque les substrats sont en grandes quantités lorsqu‟ils sont mélangés et aussi que la plante ne s‟étouffe pas trop dans le pot.

Test de germination de Macroptilium atropurpureum

Milieu de culture

Le milieu de culture est un milieu solide. Il est préparé comme suit :
On prend 0,8g d‟agar mélangé dans 250ml d‟eau stérile puis on le porte à ébullition à 90° C sur un agitateur magnétique chauffant pendant 30mn et le milieu gélosé est obtenu. A une température autour de 50 °C, le milieu est distribué dans trois boîtes de Pétri et on les laisse se refroidir.

Préparation des graines

La préparation des graines est nécessaire pour avoir un bon résultat et pour cela il faut suivre les précautions suivantes :
– Mesurer la taille des graines
– Peser le poids des graines utilisées à l‟aide d‟une balance de précision
– Sélectionner les graines saines c‟est-à-dire plus grosses et qui ne présentent pas de ride

Déroulement du test

Après avoir préparé les graines, il est essentiel de faire un test de pré-germination pour avoir un meilleur résultat de culture, pour cela il est nécessaire de suivre le protocole suivant :
– tremper dans de H2SO4 concentré pendant 45 à 60 mn le but c‟est de ramollir le tégument pour faciliter l‟entrée d‟eau et la sortie du germe : c‟est la scarification (figure 7)
– rincer 2 à 3 fois à l‟eau stérile pour se débarrasser de l‟acide
– tremper pendant 1heure dans de l‟eau stérile (figure 8) et jeter l‟eau
– sécher les graines et disposer dans des boîtes de Pétri contenant de l‟eau gélosé
– les mettre dans une étuve à 28° C
Figure 7: Photo des graines trempées dans de H2SO4 concentré
Figure 8: Photo des graines trempées dans l’eau stérile 1h après
Source : Auteur
Les 150 graines sont distribuées dans trois boîtes de Pétri contenant le milieu gélosé. Ces boîtes de Pétri sont ensuite disposés dans une étuve à 28°C. Après un jour, les germes commencent à sortir (fig. 9), après deux jours (fig.10), il y a la levée et dans trois jours les plantules sont prêtes à être transférées dans le sol préparé à l‟ avance (fig. 11)

Dispositif expérimentaux en serre

Différents types de traitement

L‟essai comporte 8 traitements et chaque traitement est répété 6 fois pour avoir une bonne évaluation des résultats. Voici ces 8 traitements
1. Sol témoin
2. Sol + biochar 5%
3. Sol+ biochar 10%
4. Sol + biochar 20%
5. Sol+ fumier 5%
6. Sol+ fumier 5% + biochar 5%
7. Sol+ fumier 5% + biochar 10%
8. Sol+ fumier 5% + biochar 20%
Au total, 48 pots de traitement sont utilisés dans ce travail. Concernant les différentes proportions utilisées que ce soit du biochar ou du fumier, c‟est pour savoir à quelle proportion sera favorable pour la fixation des microorganismes et la formation de nodules. Les proportions de biochar ont été choisies suivant suivant le volume du pot utilisé.

Mise en pot des plantules

Préparation du substrat de culture

Pour se faire il faut d‟abord
– préparer le pot de culture en mettant un voile tout au fond pour que le substrat ne se déborde pas hors du pot
– mélanger bien le sol pour avoir une entité uniforme ainsi que le fumier et le biochar
– peser chaque substrat à l‟aide d‟une balance selon la quantité indiquée pour le traitement
– mélanger les substrats qui ne sont pas utilisés pour le témoin selon la proportion indiquée dans le traitement (fig. 12) (fig.13)
Figure 12: Photo du mélange de sol et biochar 20%
Figure 13: Photo du mélange du sol, fumier 5%, biochar 5%
Source : Auteur

Transplantation des plantules

La mise en pot des plantules c‟est de transférer la plantule dans un autre milieu de culture. Ce transfert c‟est déroulé en période d‟hiver, le 02 juin 2014. Cette date de transplantation est fixée par la disponibilité de tous les matériels utilisés. Mais avant la mise en pot ou transplantation des plantules, il faut arroser le substrat avec de l‟eau du robinet jusqu‟à atteindre la capacité de rétention maximale de chaque traitement. La mesure de la quantité d‟eau est faite par un bécher gradué. Cette mesure de la capacité de rétention maximale a servipour l‟arrosage ult »rieur pendant le suivi.
Le tableau IV montre la capacité de rétention maximale de chaque traitement. La capacité de rétention maximale est la quantité totale d’eau retenue dépendant essentiellement de la texture du sol et de la fertilisation organique dans cette étude.

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Table des matières

INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : PRESENTATION GENERALE DES MATERIELS A ETUDIER
I GENERALITES SUR LE DOMAINE D’ETUDE
I – 1 Généralités de la famille des Fabaceae
I – 2 Macroptilium atropurpureum : plante test
a) Description de la plante
b) Taxonomie caractéristique de la plante
I – 3 Caractéristique générale du genre Rhizobium
I – 4 Biochar
I – 5 Fumier
DEUXIEME PARTIE: DESCRIPTION DES DIFFERENTS MATERIELS ET METHODES EMPLOYES DANS L’EXPERIENCE
II MATERIELS ET METHODES
II – 1 Préparation des matériels
II – 1 – 1 Matériel végétal
II – 1 – 2 Echantillon du sol utilisé lors de l’expérience
a) Choix du sol de culture
b) Préparation du sol
c) Humidité du sol
II – 1 – 3 Préparation du biochar
a) Fabrication de biochar
b) Humidité du biochar
II – 1 – 4 Collecte du fumier
a) Préparation du fumier
b) Humidité du fumier
II – 1 – 5 Pot de culture
II -2 Test de germination de Macroptilium atropurpureum
II – 2 – 1 Milieu de culture
II – 2 – 2 Préparation des graines
II – 2 – 3 Déroulement du test
II – 3 Dispositif expérimentaux en serre
II – 3 – 1 Différents types de traitement
II – 3 – 2 Mise en pot des plantules
a) Préparation du substrat de culture
b) Transplantation des plantules
II – 3 – 3 Condition expérimentale et suivi
a) Température et éclairement
b) Suivi et arrosage
II – 3 – 4 Données récoltées au cours de l’expérience
a) Croissance en hauteur de la plante
b) Inventaire des mauvaises herbes
II – 3 – 5 Données récoltées à la fin de l’expérience
II – 4 Analyse statistique des données
TROISIEME PARTIE: PRESENTATION DES RESULTATS DE L’EXPERIENCE
III RESULTATS
III- 1 Test de pré germination des graines de Macroptilium atropurpureum
III –2 Données récoltées au cours de l’expérience
III – 2 – 1 Croissance en hauteur de la plante Macroptilium atropurpureum
III – 2 – 2 Inventaire des mauvaises herbes dans chaque traitement
III – 3 Données récoltées à la fin de l’expérience
III – 3 – 1 Hauteurs maximales de Macroptilium atropurpureum
III – 3 – 2 Longueurs maximales des racines de Macroptilium atropurpureum
III – 3 – 3 Nombre de nodules
III – 3 – 4 Nombres de gousses
III – 3 – 5 Nombres des feuilles de la plante
III – 3 – 6 Poids des biomasses aériennes et racinaires
a) Poids sec de la biomasse aérienne
b) Poids de la biomasse racinaire
QUATRIEME PARTIE : DISCUSSION DES RESULTATS DE RECHERCHE DANS L’EXPERIENCE
IV DISCUSSION
IV – 1 Commentaire et discussion sur le résultat obtenu lors de pré germination de la graine
IV – 2 Effet de l’utilisation du fumier dans l’expérience
IV – 2 – 1 Effet du fumier sur les plantes adventices
IV – 2 – 2 Effet du fumier sur le Rhizobium
IV – 3 Effet de l’utilisation du biochar dans l’expérience
IV – 3 – 1 Effet de l’utilisation du biochar sur les mauvaises herbes
VI – 3 – 3 Effet de l’utilisation du biochar sur le Rhizobium
VI – 3 – 4 Effet de l’utilisation du biochar sur les composantes du rendement
CINQUIEME PARTIE : PRESENTATION DES INTERETS DE L’ETUDE
V INTERETS DE L’ETUDE
V – 1 Intérêts pédagogiques
V – 2 Intérêt pour les paysans
V –3 Intérêts agronomiques
CONCLUSION GENERALE ET PERSPECTIVE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES