Potentialités agronomiques des mycorhizes

Potentialités agronomiques des mycorhizes arbusculaires

Généralités et définition des mycorhizes 

La mycorhize découverte par Gibelli en 1883 est le résultat d’une association durable entre les racines des végétaux supérieurs et des champignons telluriques. Elle a été décrite par Franck en 1885. Dans la nature, cette association encore appelée mycorhization est générale (Gerdemann, 1968) et se rencontre dans tous les écosystèmes du monde (Smith & GianinazziPearson, 1988) avec une origine évaluée à plus de 400 millions d’années (Simon et al., 1993). Ces champignons, qui sont des zygomycètes sont répartis dans trois groupes, les ectomycorhizes, les ectendomycorhizes et les endomycorhizes. Ils sont des biotrophes obligatoires et s’associent avec plus de 90% des plantes terrestres. Au niveau de la mycorhize, se trouve le site d’échanges entre la plante et le champignon, encore appelé arbuscule lorsqu’il s’agit des endomycorhizes qui constituent notre matériel d’étude.

Cette forme d’association est plus connue sous le nom de symbiose mycorhizienne arbusculaire, (Dommergues & Mangenot, 1970), la plante assure l’approvisionnement en sucres du symbiote et le champignon mycorhizien améliore la nutrition hydrominérale de la plante hôte. Etant des biotrophes obligatoires (Hepper, 1987), les champignons mycorhiziens arbusculaires se développent en présence de racines de plante hôte et de conditions climatiques favorables. Les spores germent pour produire un mycélium qui va ensuite coloniser les cellules racinaires. La culture in vitro en présence de champignons mycorhiziens a permis de mieux connaître leur cycle de développement (Bécard et Piché, 1992 ; Diop et al., 1992 ; Strullu et al., 1997). La figure 5 représente une proposition de cycle de développement du champignon mycorhizien arbusculaire, (Strullu et al., 1997).

Rôle des mycorhizes arbusculaires dans l’agriculture

Les effets bénéfiques des mycorhizes sur l’agriculture sont largement démontrés et principalement à travers une amélioration de la nutrition phosphatée, de l’absorption du potassium, de l’azote et des oligo-éléments tels que le cuivre, le zinc et le soufre (Olivier et al., 1983 ; Cooper & Tinker, 1978 ; Strulu et al., 1981 ; Francis et al., 1986 ; Declerck et al., 1994). Ces effets sont rendus possibles par une augmentation du volume de sol exploré grâce aux hyphes fongiques (Gianniazzi-Pearson et Diém, 1982). Les mycorhizes s’expriment préférentiellement dans les sols pauvres en phosphore (Smith and Gianinazzi Pearson, 1988), ce qui est le cas de la plupart des sols du Sénégal.

La conservation de la structure du sol
Les mycorhizes favorisent l’équilibre des terres par la formation d’agrégats (Miller et Jastrow, 1992 ; Tisdall et Oades, 1982 ; Bethenfalvay et al., 1988 ), ce qui consolide la structure du sol (figure 6). Ainsi, les échanges et l’accessibilité des racines aux minéraux sont facilités (Coleman, 1986 ; Elliot et Coleman, 1988). Elles sont ainsi un moyen de restauration des sols dégradés grâce à la corrélation étroite qui existe entre la structure du sol et la phase extramatricielle du champignon (Sylvia, 1990) et qui est fortement influencée par les pratiques culturales et les cultures associées.

La nutrition hydrominérale et la protection phytosanitaire
Les champignons mycorhiziens arbusculaires jouent un rôle positif dans la continuité hydrominérale au niveau de l’interface sol-racine (Gianniazzi- Pearson et Diém, 1982) et dans la protection des plantes contre les microorganismes phytopathogènes (Perrin, 1991). Par ailleurs, les avantages de la symbiose mycorhizienne sur la nutrition hydrominérale des plantes sont largement démontrés : (Hardie et Leyton, 1981 ; Strullu et al., 1981 ; Diop, 1996), (Bold and Leyton, 1981). La nutrition minérale des plantes mycorhizées est nettement améliorée et cette amélioration est matérialisée par une augmentation de la quantité de phosphore absorbée au delà de la zone d’épuisement des racines de la plante hôte, mais aussi par la production de sidérophores . L’azote moléculaire n’est pas directement fixé par les mycorhizes qui possèdent des enzymes leur permettant d’absorber les nitrates et les ions ammonium (Strullu et al., 1991). Cependant, des travaux ont montré que l’amélioration de la nutrition azotée est corrélée à celle de la nutrition phosphatée (Strullu,1982) et par ailleurs que des interactions positives existaient entre les mycorhizes et les rhizobia (Barea, 1992 ; Diop, 1995). Les quantités de micro-éléments tels que le Cu, le Zn, le Fe et le Mn augmentent généralement chez les plantes mycorhizées suite à un transfert des hyphes mycéliens vers la plante (Cooper et Tinker, 1978). Selon Feldman et al., 1990, les maladies de la partie aérienne des plantes mycorhizées sont réduites en présence de la mycorhize alors que d’après Schonbeck, 1980, elles sont aggravées . La diminution de la perméabilité des racines observée avec la mycorhization entraîne selon Kane, 1997, une baisse des dommages dus à l’infection bactérienne. D’après Garcia et al., 1988, la mycorhization entraîne une compensation des pertes de poids dues à l’infection bactérienne.

La résistance au stress hydrique 

Les champignons mycorhiziens sont adaptés à des milieux désertiques, salés (Khan, 1974). La mycorhization permet aussi à la plante hôte d’éviter la toxicité due à certains oligoéléments en modifiant leur distribution dans la plante (Arines et al., 1998). La formation du réseau d’hyphes et l’augmentation du volume de sol exploré assurent une continuité hydrique au niveau de l’interface sol racine. Ainsi, la mycorhization permet aux plantes de résister aux phénomènes de stress hydrique caractérisés par des pauses pluviométriques dans les pays du sahel. Cette résistance s’exerce grâce à une augmentation de la conductance stomatique de la plante induite par la mycorhize, un maintien de la turgescence des feuilles et une action sur l’activité photosynthétique de la plante (Subramanian et Charest, 1995).

Dépendance mycorhizienne 

Selon Gerdemann, 1975, Menge et al., 1978, la dépendance mycorhizienne exprime dans quelle mesure la symbiose satisfait les besoins en phosphore de la plante lorsque le système racinaire et ou le sol sont incapables de répondre aux exigences nutritionnelles. La mesure de dépendance mycorhizienne au champ est mesurée selon Plenchette et al., 1983b, par le rapport ( masse de matière sèche plante mycorhizée – masse de matière sèche plante non mycorhizée) / masse de matière sèche plante mycorhizée% .

L’inoculation en plein champ

Très peu d’expérimentations en plein champ ont été conduites au Sénégal. Kane, 1997, a montré que la mycorhization de l’oignon réduit les dommages dus à l’infection bactérienne, ce qui présage une amélioration des rendements. Les travaux de Sow, 2001 ont montré que les champignons mycorhiziens (Glomus mosseae, Glomus fasciculatum, Glomus aggregatum) introduits dans un itinéraire de culture intensive d’oignon (Allium cepa), variété Sivan ont tous amélioré les paramètres de rendements évalués par rapport aux témoins non inoculés et à la fertigation. Par ailleurs, les travaux de Ngakou, 2003 ont montré que l’inoculation du niébé en champ, malgré un faible taux de colonisation racinaire entraîne une augmentation de la croissance et du rendement par rapport aux témoins non inoculés. Dans la même expérimentation, la double inoculation mycorhizienne et rhizobienne a amélioré le rendement en graines. Les quelques résultats déjà obtenus révèlent que l’agriculture intensive modifie les équilibres micro biologiques. Par ailleurs, les pesticides utilisés ont des effets variables sur les champignons mycorhiziens avec une amélioration du taux de mycorhization lorsqu’il s’agit des doses recommandées, qui éliminent sélectivement les pathogènes antagonistes des champignons mycorhiziens (Metrick et Nilson, 1991). Par ailleurs, il a été révélé que la fumigation du sol par solarisation est appropriée pour le maintien des populations de champignons mycorhiziens. Le maintien des populations de champignons mycorhiziens dans les parcelles de culture est lié à la rotation culturale pratiquée et la densité de population est d’autant plus grande qu’il s’agit de rotation avec des plantes mycotrophes n’appartenant pas à la même famille (Black et Tinker, 1979).

Table des matières

INTRODUCTION
I. SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
I-1 Situation agricole du Sénégal
I.I.1. Généralités
I.I.2. Les ressources naturelles
I.I.2.1. Le climat
I.I.2.2. La végétation
I.I.2.3. Les sols
I.I.2.4. Les eaux
I.I.2.5. Les minéraux
I.I.3. Les types d’agricultures
I.I.3.1. L’agriculture sous pluie
I.I.3.2. L’agriculture de décrue
I.I.3.3. L’agriculture irriguée
I.I. 4. Les spéculations étudiées
I.I.4.1. La tomate
a) Généralités
b) Caractères morphologiques
c) Culture de la tomate
I.I.4.2. Le niébé
a)Généralités
b) Caractères morphologiques
c) Culture du niébé
I.I.4.3. Le Gombo
a).Généralités
b) Caractères morphologiques
c) Culture du gombo au Sénégal
I.I.4.4. Le maïs
I.I.4.5. Le mil
I.I.4.6. Le Jaxatu
I.I.4.7. L’oignon
I.I.4.8. Le poivron
I.I.4.9. La salade
I.I.5. Etat actuel de la durabilité de l’agriculture au Sénégal
I.2. Les acteurs de l’activité agricole
I.2.1. Contexte
I.2.2. La composante OP (Organisations de Producteurs) du PSAOP (Programme des Services Agricoles et des Organisations de Producteurs)
I.2.3. Les structures de Recherche et de Conseil Agricole et Rural
I.3. Potentialités agronomiques des mycorhizes
I.3.1. Généralités et définition des mycorhizes
I.3.2. Rôle des mycorhizes arbusculaires dans l’agriculture
I.3.2.1. La conservation de la structure du sol
I.3.2.2. La nutrition hydrominérale et la protection phytosanitaire
I.3.2.3. La résistance au stress hydrique
I.3.2.4. Dépendance mycorhizienne
I.3.2.5. L’inoculation en plein champ
I.3.2.6. Technologie de l’inoculum mycorhizien
II.MATERIEL ET METHODES
II.1. Sites expérimentaux
II.1.1. Ferme pilote d’irrigation de Keur Momar SARR
II.1.2. Centre de Bel Air
II- 2 Potentiel mycorhizogène (MPN) des sols étudiés
II.2.1. Préparation des terres
II.2.2. Conduite de la culture
II.2.3. Récolte et coloration
II.2.4. Observations
II.2.5. Estimation du nombre le plus probable de propagules
II-3 Matériel fongique
II.3.1. Origine
II.3.2. Production de l’inoculum
II.4. Matériel végétal
II.4.1. Tomate
II.4.2. Gombo
II.4.3. Niébé
II.4.4. Autres spéculations
II.5. Produits phytosanitaires
II.6. Fertilisants
II.7. Substrats de production d’inoculum
II.8. Dispositifs expérimentaux
II.8.1. Dépendance mycorhizienne
II.8.2. Dose d’inoculum mycorhizien
II.8.3. Mycorhize et culture intensive
II.8.4. Mycorhize et régime hydrique
II.8.5. Substrats de production d’inoculum
II.9. Paramètres mesurés
II.9.1. Pourcentage de colonisation racinaire par les champignons mycorhiziens arbusculaires
II.9.2. Rendement et poids sec végétatif
II.9.3. Croissance
II.9.4. Aspects économiques
II.9.5. Efficacité des champignons mycorhiziens arbusculaires
II- 10 Analyse statistique
III RESULTATS
III.1. Effectivité des propagules endogènes
III.2. Efficacité des champignons mycorhiziens arbusculaires
III.2.1. Dépendance mycorhizienne
III.2.2. Gain de croissance
III.3. Influence de la dose d’inoculum
III.4. Mycorhize et régime hydrique
III.5. Substrats de Production d’inoculum
III.6. mycorhize et culture intensive
III.6.1. Croissance et développement végétatif de la tomate et du gombo
III.6.2.Rendement des cultures
III.6.3. Aspects économiques
IV. DISCUSSIONS
VI. CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES

Lire le rapport complet