MN.HSM/MS REPUBlItJUE D U S E N E G A L S E C...
MN.HSM/MS
REPUBlItJUE D U S E N E G A L
S E C R E T A R I A T D ¡¯ E T A T
:IIIJI3TE?E DE L ¡¯ E N S E I G N E M E N T S U P E R I E U R
A Ici RECHERCHE SCIENTIFIQUE
C T 3E L,? R E C H E R C H E SCTENTIFIQUE
ET TECHNIQUE
AtfMENTATION AZOTEE DU SOJA :
ETUDE, SUR MILIEU CONTROLE DE L'INFLUENCE DE L'AZOTE
I:
ET DU FACTEUR WARIETAL SUR LA FIXATION DE L'AZOTE
M. NDIAYE
Ing¨¦nieur de Rochcrches 21 l'ISRA/CNRA BAMBEY
H, SAINT-MACARY
Ing6niaur de Recherches ? l~IRAT/GERDAT/MunLpellicr
Pl3r3 1982
Centre National de Recherches Agrcnomiquus
de BAMBEY
INSTITUT SENEGALAIS DE RECHERCHES AGRICOLES
(1. S. R. A.)
I N T R O D U C T I O N
Dans la zone de culture potontiellc du soja au SBnBgal (carte
d u S6nBgal) 1
*os premi$res pluies qui mattent fin 21 une longue piiriode
38chc ( 7 2 8 m o i s ) , d ¨¦ c l e n c h e n t u n e phase de min6ralisation de l a matiere
organique du sol. Celle-ci se traduit par l¡¯apparition, une dizeiine d o
jours apr¨¨s la premi¨¨re pluie, d e quantit83 de nitrates pouvant repr¨¦sen-
ter entre 24 et 100 kg N/ha (BLOMDELJ 1 9 7 1 ) .
Il est donc intdressant que les cultures puissent profiter de
ces nitrates, car ce3 derniers sont lossiv8e p a r .l.es p l u i e s v i o l e n t e s , a u
fur et ¨¤ mesure de leur apparition (BLONDEL, 19¡¯71 ).
O r c e t t e p ¨¦ r i o d e c o r r e s p o n d ¨¤ celle de l¡¯installation des cul-
turt3s, notamment ¨¤ la mise en place du syst2me fi;.<ateur s u r l e s r a c i n e s (je5
.l¨¦gunineuses e t a n s a i t q u e l a pr¨¦se-nce d¡¯azote m i n ¨¦ r a l
dans le milieu
;X?lJt
influencer la nodulation et la fixatian, Compte tenu des quantites i-12
nitrates qui peuvent @tre p r ¨¦ s e n t e s d a n - ; la sol el; auxquelles sI ajoute
Oventusllemant l¡¯azote-engrais, o n p e u t cral ndre qu¡¯il y ait un antagonisme
untre l e 3 d e u x systernes d¡¯assimilation d(azote du soja.
Cependant I une premiare axpdrimontation au champ (GANRY et \\jfEY,
IYOO), a laiss¨¦ apparaftre des comportements riiffilrents, du point de vue
d e l a f i x a t i o n , d e cultivars st5n¨¦,dalsis, vis-&-vis; d 1 un apport de 100 1kg I,J/
ilt3. SO premier rbsultat laisse esp¨¦rer qu¡¯il existe d e s variBt¨¦3 ¡®ltoldrantc!s¡±
u t i l i s a n t d e mani&re e f f i c i e n t e l e s n i t r a t e s prdsents d a n s l e soit e n ddbut
cle c y c l e ; ce qui permet d¡¯csp6rcr uno bonne vi.gueur v¨¦gr5tative an d¨¦but
d e cycle et un syst¨¨me fixateur moins perturb¨¦.
Nous avons voulu, dans cette ¨¦tude, pr¨¦ciser l¡¯influence de
I.@azoto mindral
s u r l a n o d u l a t i o n e t l a f i x a t i o n dtune p a r t e t l¡¯aspect
quantitatif du ph¨¦nom¨¨ne de concurrence ou de compl¨¦mentarit6 du deux sys-
t2~1es d¡¯assimilation d¡¯azote du soja, dtautro p a r t .
Ces deux aspects sont, traitl5s dans dos conditions exp¨¦rimentales
I - NATERIEL ET METHODE
¡®1 1 - Les conditions de culture
F~OUS avons adopte un dispositif do culture in vitra consistant
en UIIC culture sur brouillard nutritif et un dispositif de culture en
vases de v6g¨¦tation en serre.
. La technique de culture sur brauil.lar;i nutritif est inspirer
L~OS travaux de ZOBEL. et col1 (1976) et SAINT-MACARY et col1 (1981).
Los graines des warigtes Jupiter et ISRA 44 A 73 sont d¨¦sinfec-
tcos 38 minutes a l'hypochlorite de calcium (6,7 $) et ringrc5ss i% l"eau
st¨¦rile. Elles sont mises a germer a 28OC dans de la vermiculito eterilo,
!i pr b s 72 heures, les plantulos atteignant 2 & 5 cm, sont enroulBes au
nivouu du collet, do mousse et inserrbos sur des plaques jointives en
P,V,C, de 2 cm d!¨¦paisseur et i0 om de large servant de couvercle ¨¤ une
enceinte en plastique qui contient une solution wtritive pulveris¨¦c par
dos humidificateurs,,
quatre doses d'azote : 0, 25, 50 ot IOC ppm N sont ¨ºtudiees.
Chaque enceinte correspond donc a uno dose d'azote. L'azote est apporte
sous formo Ca (N03)2, 4H20. Le milieu liquide est inocule, 2 jours apres
la mise on place des plantules, avec une auspcnsion bact¨¦rienne de la
souche G3 St2 (USAID 138) contenant IDIo bast¨¦rias/ml). Les plantules
aont plac¨¦as sous un eclairornent de 40.000 ¨¤ 50.000 lux 12 heures sur 24
<i 25¡ãC le jour et 15.OC.la nuit,
L'hygrom¨¦trie ambiante au sein des plantules a 0scillG entre
3C et 50 7:. Dans ces conditions de culture, le comptage et la mesure de
l'activit¨¦ r¨¦ductrice de C2H2# sont effectues en cours de cycle vegetatif
ot les plantes rGcolt¨¦es 50 jours ¨¹pr¨¤s l'inoculation.
s La culture de so.ia on aorre ast realis¨¦e solon un dispositif
en blocs de Fisher avec 6 r¨¦p¨¦titions,
Les traitements sont las suivant3 t
I
!
1
I
Doses d'azote en ppm PJ-N03" i
1
! """""""""""""""""""~""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
; ISHA 26/'72 ; 25 ;
I
.
s 0
1 75
100
; ;
! Vari¨¦t¨¦s1 -"""""""~-"""""""""""" """""""""*""""""""-""-"-
!
T
1
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I
1
I ISRA 44 A/73 I 25 ! 50 I 75 !
100
I
f
I
!
I
3
1
!
Les Graines d¨¦sinfect¨¦es a lyhypochlorito de calcium (6,7 y;),
sont sem¨¦es dans des pots en plastique d¨¦sinfect¨¦s ¨¤ raison de 10 grninos
(pcr pot) zt remplis de sable sterilis¨¦ (5,5 kg) et d¨¦ gravierau fond
(1 kg).
Un d¨¦mariage ¨¤ 3 plantes par pot est oper¨¦ ¨¤ la lev¨¦e des plan-
tules, suivi de ltinoculation et de la fertilisation azot¨¦e.
L'inoculation est faito ¨¤ raison do IlCi9 bact ?rios (Rhizobium
USD 138) par pot (soit 3,3 x 108 batteries par pleinte).
La fertilisation azot&c est f,?ito ¨¤ ra:!.son dz 137,,5, 275,
412,5 et 550 mg N sous forme dl2 Ca (NO3)3 dloxc¨¨s isotopiquc do 2,lO 5 :i~:
fJ 1 5 *
Les plantos sont cultivsos en serre oii la temp¨¦raturc et l'hu-
midita sont contr818os. La nutrition min¨¦rale et hydriqua est a;surGd
PG2 dos apports, a :LA demande, de solution nutritive sans azote (SAINT-
M&CAl?y ot coll., 19t31).
Elles proviennent du CNRA cia Bamboy o¨´ les wari6t¨¦s ISAA 44/A/7?
2t 1 s z A 26/72 ont Qt¨¦ sgloctionnCos, Seulos le3 vnriAt0e Jupiter at iSRA
44/A/73 ont OtS cultiv¨¦os dans l'exp8rioncc sur kcouillard nutr.itif.
13 - Observations et mesuros
Dans 1'oxpBrioncc sur brouillard nutritif, nous avons cfFectu6
on cours de croissance des plantules
dos comptages des nodosittJs Et
mesur l'activit¨¦ do la nitrogonase T m¨¦thode de HARDY ot ~0111; *1968) gr9zc
a un ?ispositif adapt& aux plantes cultivdes on o.Groponio ct mis au poin'~
+i?r ,AINT-MACARY et coll. (lYt31). Pour 10s deux oxpericnces conduitos;
nous avons dos¨¦ l'azote total selon la m6thode KJIXDHAL, compt¨¦ le nomUri.
des nodositbs et pesd lc poids soc do ces ,jernicrs ¨¤ la fin de l'expori-
mentation,
Dans le cas du soja cultiv8 on sorro, nous avons quantif.iB la
fixation dtazoio. En effet, pour Btudicr l'importance relative dos dotix
Processus d'utilisation d'azote d'uno l¨¦gumineuse, on mesuro la partiui-
pation do chacune des sources d'azote (azote minbral ot azote do l'air) ¨¤
la nutrition azotba do la plante. Pour cela, nous avons utilis¨¦ un3 rnbthadt-
(lui consiste ¨¤ enrichir la source drN minjral on isotope lourd i5 N. L,I
fixation est estim¨¦o par la formule suivante :
4 NP = QNx L-1 . -+$- J - QlYrJ o¨´ :
r¨¦ rdF = quai-kit& d'azote prov¨´nant da In fixation ;
qrh = azote total de la plantc (indice :( = partius a¨¦ritinnos,
racines, nodosit¨¦s, planto onli¨¦re) ;
ONg - quantit¨¦ d'azote contenu dans les Qrninos ;
Ex
= exc¨¨s 1514 dans la plante ;
Ee
= exc¨¨s 15fJ dans la nolution de nitrates (on tenant compta
do QN&
Les contributions respoctivee do la fix::tion symbiotir;ue et dir
l'::bsorption des nitratas ¨¤ l'alimentation ozotge du soja saint calcul¨¦os
pour chaque trnitomcnt. A ce propos, nous distinguons les parties 2¨¦ritinn;s,
1c.z rccinos ot le3 nodosit¨¦s (l'azote fixci: so ?a surcstimec du f2i.t dc 1~~
part de llN dos graines) et consid¨¦rd la plante onti&rc.
4
II - RESULTATS - DISCUSSION
-.
21 - R¨¦sultats,
211 - Influence des nitrotos SUJ
a syl:lbioso
Culture sur brouillard
-LIIII"II"I"IIIIII-~--
En absence de nitrates, les premi¨´res inodosit¨¦s apparaiss~~nt
une semaine apr¨¨s l'inoculation, alors quo leur apparition est ret ?rddti
d'uno semaine on presenco de 25 ppm N (graphique no-j), Copcndant, compar¨¦
au traitomsnt "inoculation seule", le traitomont llinoculation + 25 ppn 8"
donna un nombre et un poids soc de nodosites plus $lov¨¦s vers la fin du
cycle (graphiquo n*'2),
Par contre, aux doses de 50 et 100 ppm N-NOS, la nodulation
est prosqua completsment inhib¨¦e. Les plantos en alimentntion mixto
(25 ppm N + N2 do l'air) manifestent uno actiwitr.S fixotrico d'azote plus
intense que colles ,ayant l'azote do l'air comme soulo sourw d'azote
(graphique n03).
L'analyse de variancc dos donn¨¦es fait ressortir Iun effet positi.?
signifioatif do l'azote sur le poids sec do nodosit¨¦s alors qu'il est non
signifioatif sur leur nombre.
La reponso de la variablo **poids sec nodosites" aux doses crais-
santos do NO; est de 'cypc quodxatique (parobolo) t le maximum de massi:
noriolaire ost atteint avec uno dose th¨¦orique do 73 ppm N, au-dol& da 1.3~
quelle l'offet inhibiteur de ltazoto SO manifosts (graphique no{+).
Los rdsultats obtenus sur la quantiPicc.tion do lu fixation de
N2 sont illustr¨¦s p::r les graphiquos nos 5, 6, 7, 8. Iis montrent quo la
contribution des nitrates ¨¤ la mobilisation en azote des partios aericnnos,
dos nodosit¨¦s et de la planti¨¨ro antibre auymcnte 3voc la dose dc nitratos
:lors quo colle de la fixation diminue et occi quelle que soit ILa variet¨¦
considor&o (graphique nos 5, '7 ut 8). En outra, on peut remarquer quu la
contribution dos nitrates est beaucoup plus forto dans les racines que!
dans les parties aeriennes et les nodosit¨¦s (graPlhiquc n06),,
212 - Influence du facteur vnrietal sur la symbiose
Culture sur brouillard
---~-lr""--"""1----"-
En nbsenco de nitrates, crost la varietc? ISRA 44/A/73 qui forma
le plus de nodosit¨¦s jusqu'au 480 jour, mois au-dol¨¤ de cotte pt-iriode
3upitor r¨¦velo un nombre de nodosites plus tXov¨¦, Les comportements dos
doux variet¨¦s sont similaires en presonco do 25 ppm N, mais la sup¨¦riorit¨¦
de Jupiter apparatt une semaine plus tBt (graphique n"i).
Dans nos conditions exp¨¦rimontalos, 10 potentiel fixateur dc
3upitor est sup¨¦rieur ¨¤ celui de ISRA 44/A/73 lorsqu'elles sont inoculdos
sans apport d 'azote min¨¦ral ou en pr¨¦sence do 25 ,Fpm N (graphique n¡¯Z>. On
note des augmentations de l'activit¨¦ spdcifiquo (:ianomoles.C2H&)
de
g M,S nodosit¨¦
+ 29 /o ot de t 10 $ par rapport au traitonent "inoculation seulo¡±, res-
poc%ivomcnt pour Jupiter et ISRA 44/A/73.
L¡¯absence d¡¯int¨¦rnction dose do nitrates X variet¨¦ indique quo
les doux vari¨¦tes, e n lloccurronze I S A A 44/A/?3 e t ISRA 2ti/¡®72, o n t dos
comportements identiques du point de vue statistique. Cependant, on peut
noter la tendance suivante t ISRA 26/72 forme un maximum do nadosites
avec 50 ppm N alors que ISRA 44/A/73 forme plus de nodosi.t ?is a v e c 7 5 ppw [ii,
22 L) Discussion dos resultots
En conditions de culture sur brouillard, las qurintitBs d e r,i-
t r a t o s aont apporttks e n u n e s e u l e f o i s , ¨¤ la mise en place des plantulus.
Comme l a concsntration d o s n i t r a t e s d i m i n u e a u f u r e t ¨¤ rnoauro d e leur
absorption par la plante, d¨¨s lors, on peut penser que plus la dose d¡¯azote
o s t o1ow¨¦0, p lus l¡¯¨¦puisement dans le milieu est lent et par consequent
plus la nodulation est retard¨¦e,
Le nitrate (NO;) induirait une inhibition de la production
d¡¯auxinos,
a u n i v o a u d e s sites d~infoction t l e n i t r a t e o n catzlysant lc\\
destruction d e
l¡¯acide indol-occtiquu (AIA), ontraincrait 1¡¯ inhibition de
la courbure dos poils absorbants (DART, 1375), ~?t.apu praalablo ¨¤ la pBn¨¦-
tration du Rhizobium. Par contra, pour le soja cultive en Sarre, le nitrnto
i n d u i t u n e f f e t s i g n i f i c a t i f s u r l e p o i d s s o c d o no$esit¨¦s
uniqucmcnt j
ce qui semble indiquer que l¡¯offvt du nitrate sur la nodulation intervient
s u r lo dovoloppomant d a l a nodositer une fois qulellc est f ormbe,plus que
s u r l¡¯infectivite. Ce r¨¦sultot corrobore ceux d6ja trouv8s p a r MUNNS ( 1 7 6 8 )
et W,RPER o t C O O P E R (1971) qui ont mis on bvidonco des effets inhibitcurs
do l¡¯azote combin6
sur las stades do nodulution /Post¨¦rieurs ¨¤ la p¨¦ndtra-
tien d u Rhizobiumr
L¡¯analyse dos contributions des deux systemcs dl assimilation
d¡¯azote exprim¨¦es on pourcentage de N total r¨¦v¨¨.Lc qu¡¯il peut avoir soit
u n e concurrents s o i t u n e complemcntarit¨¦,
En cffut, lorsque dos quantit¨¦s
importantos de nitrates sont pr¨¦sentes dans le milieu do culture, il y a
un antagonismo entre les deux systemes dtaasimilation au dQ,triment do la
fixation, fait deja observe par d¡¯autres auteurs (WEBER, ¡®19~56 ; HARPER et
COOPER, 1971 r¡¯ DECAU e t ~011, lY75). P a r c o n t r e o n pr¨¦scnce d e f a i b l e s
quontites de nitrates on observe un effet favorable sur la fixation qui
pourrait s¡¯axpliquor par une couvarturo des besoins azot¨¦s de In plonto o n
debut do cycle, C O qui pormet la fabrication d¡¯une masse veg¨¦talo, donc
d? une photosynth¨¨se plus Qlovea quo celle do la Plante poussant dans un
m i l i e u d6pourvu d ¡¯ a z o t e . O n s a i t e n effet q u o ctoat la photosyn,bhoso q u i
fournit le pouvoir reductcur et 1¡¯8nergio n¨¦cessairesau m¨¦eanisrno do fixa.=
t i o n f elle e s t d o n c : etroitement lice ¨¤ In f i x a t i o n d*azoto d e :Ln l¨¦gumi-
neuso.
En outre, la concentration plus 6lov¨¦o dans les racines quo lion
observo pourrait stoxpliquor par le fait que les racines sont beaucoup
J¨¦pcndantes dos nitrates (ot do l*azoto d e s ootylQdons) quo les partics
n¨¦rionnos o t l e s nodosit&s e t p a r consdquont u t i l i s e r a i e n t s¨¦lectivomonk
cette source d10zot3 pour leur propre croissance iavant quo las nitrates
u t 1~3 P r o d u i t s d e l e u r reduction ncaoiont achemin¨¦s v e r s Itos Parties
sup5rinuros d
o
La planto (oGHoGHoRIE ot PATE, 197.1).
E n c c q u i concorne 10 f a c t e u r vari$tal, J u p i t e r somblo prescntor
un nombre de sites d¡¯infection specifiqucs ¨¤ la souche G3 (I&DA 138) plus
010~0 que celui do I ?RA 44/A/73. Ceci se traduit Par une nodulation ut une
f i x a t i o n superiourcs.Cotto s u p ¨¦ r i o r i t ¨¦ est dtaillours d ¡¯ a u t a n t P l u s n-w-
quse on pr¨¦sence do faibles doses d¡¯azote, en l¡¯occusronce cie 25 ppm W
6
pour 10s plantes cultiv¨¦es sur brauillard. E n ohltru la w ?ridt¨¦ ISRA 44/A/73
manifeste une affinit6 plus grandes vis-&-vis dc? P o r t e s d o s a s dr? n i t r a t e s ,
qua la vari6t6 ISRA 26/72 ; e n e f f e t , l a q u a n t i t ¨¦ d ¡¯ a z o t e f i x ¨¦ d a n s 13
pl:into anti¨¨ro atteint sa valeur maximalo avec la dose dc .40 ppm N pour
IJUA 26/72 alors qu*ello n¡¯atteint son plus grand niveau qu*8 75 ppm K
pour ISRA 44/A/73 (graphique n¡±9). L¡¯examen du ijraphique no6 montro bkn
cette tendance do diff¨¦rences ontru vari¨¦tda aoumisea ¨¤ une alimentation
azot60 m i x t e g e l l e s e r a i t 10 f a i t d¡¯une diff6ronco d a comportements
racinairoa.
C O N C L U S I O N
Pour assurer sos besoins azotbs, le soja poss¨¨de deux syst&mes
d'assimilation d*azoto : 10 pr¨¦l¨¨vement de ltazote min6ral du sol ou/ut
de l'engrais et la fixation d'azote on prdsence ~do son cndophyto le
Rhizobium Japonicum
En presencc de quantit¨¦s importantes dTazoto, an constate qu'il
y ¨¹ antagonisme entre ces deux systbmes, au ddtrimont de le fixation. P:JT
oontre on peut stimuler la nodulotion ut la fixation ?VQC un apport de
faibles qunntitgs d'azote. Ce qui mantro bien qu?il uxiste unc cort¨¹ine
plaoticite ti3 la PlEInte o¨´ absorption il' azote minera1 ot fixation pouvant
etTe ooncurrcntas ou compl6mentairo.e.
Il revient donc ci llagronomc de
reunir les oonditions les plu ? fnvoroblcs tant ¨¤ la production lquf h
l'orri¨¨ro offet de cette culture.
A co propos, touta action favorisant la fixation r: source gra-
tuite , permet de r¨¦aliser une ¨¦conomie d'azote et un maintien do la forii-
lit.6 des sols.
CU Qgard nu rblo prgpondbrant joug par la fixation dans le nutri-
tion azoteo de la plante ; l"inoculatian de souches de Rhizobium tres
officientes ot le scroening de variat¨¦s utilisant lu minimum drazoto mind-
rai pour un niveau de fixation le plus 6luv6, sont vivement salu¨¦s. Cnmme
technique d'inoculation, la recherche agronomique pr¨¦conise l'¨¦pandage
dans le sillon do semis, de granul¨¦s bact6ris¨¦a mi.3 au point par le laboru-
taire de Rhizobiafogio du CNRA de Bambey. A cette protique, devront s1!3sso-
cisr des techniques de recyclage de la mati¨¨re organique du sol ; il
serait en effet irr¨¦aliste de raisonner sur la rentabilit¨¦ de la culture
du soja sur dos bases qui tiendraient compta d'uno fumure azot¨¦e ; mQme
un apport dlazota starter ne serait pas n6cossniris dans l'airo potentiollc
do culture o¨´ l'on observe un pic de min¨¦ralisation de la matiere org ?ni-
que du sol en d¨¦but 'de cycle.
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A Ici RECHERCHE SCIENTIFIQUE
C T 3E L,? R E C H E R C H E SCTENTIFIQUE
ET TECHNIQUE
AtfMENTATION AZOTEE DU SOJA :
ETUDE, SUR MILIEU CONTROLE DE L'INFLUENCE DE L'AZOTE
I:
ET DU FACTEUR WARIETAL SUR LA FIXATION DE L'AZOTE
M. NDIAYE
Ing¨¦nieur de Rochcrches 21 l'ISRA/CNRA BAMBEY
H, SAINT-MACARY
Ing6niaur de Recherches ? l~IRAT/GERDAT/MunLpellicr
Pl3r3 1982
Centre National de Recherches Agrcnomiquus
de BAMBEY
INSTITUT SENEGALAIS DE RECHERCHES AGRICOLES
(1. S. R. A.)
I N T R O D U C T I O N
Dans la zone de culture potontiellc du soja au SBnBgal (carte
d u S6nBgal) 1
*os premi$res pluies qui mattent fin 21 une longue piiriode
38chc ( 7 2 8 m o i s ) , d ¨¦ c l e n c h e n t u n e phase de min6ralisation de l a matiere
organique du sol. Celle-ci se traduit par l¡¯apparition, une dizeiine d o
jours apr¨¨s la premi¨¨re pluie, d e quantit83 de nitrates pouvant repr¨¦sen-
ter entre 24 et 100 kg N/ha (BLOMDELJ 1 9 7 1 ) .
Il est donc intdressant que les cultures puissent profiter de
ces nitrates, car ce3 derniers sont lossiv8e p a r .l.es p l u i e s v i o l e n t e s , a u
fur et ¨¤ mesure de leur apparition (BLONDEL, 19¡¯71 ).
O r c e t t e p ¨¦ r i o d e c o r r e s p o n d ¨¤ celle de l¡¯installation des cul-
turt3s, notamment ¨¤ la mise en place du syst2me fi;.<ateur s u r l e s r a c i n e s (je5
.l¨¦gunineuses e t a n s a i t q u e l a pr¨¦se-nce d¡¯azote m i n ¨¦ r a l
dans le milieu
;X?lJt
influencer la nodulation et la fixatian, Compte tenu des quantites i-12
nitrates qui peuvent @tre p r ¨¦ s e n t e s d a n - ; la sol el; auxquelles sI ajoute
Oventusllemant l¡¯azote-engrais, o n p e u t cral ndre qu¡¯il y ait un antagonisme
untre l e 3 d e u x systernes d¡¯assimilation d(azote du soja.
Cependant I une premiare axpdrimontation au champ (GANRY et \\jfEY,
IYOO), a laiss¨¦ apparaftre des comportements riiffilrents, du point de vue
d e l a f i x a t i o n , d e cultivars st5n¨¦,dalsis, vis-&-vis; d 1 un apport de 100 1kg I,J/
ilt3. SO premier rbsultat laisse esp¨¦rer qu¡¯il existe d e s variBt¨¦3 ¡®ltoldrantc!s¡±
u t i l i s a n t d e mani&re e f f i c i e n t e l e s n i t r a t e s prdsents d a n s l e soit e n ddbut
cle c y c l e ; ce qui permet d¡¯csp6rcr uno bonne vi.gueur v¨¦gr5tative an d¨¦but
d e cycle et un syst¨¨me fixateur moins perturb¨¦.
Nous avons voulu, dans cette ¨¦tude, pr¨¦ciser l¡¯influence de
I.@azoto mindral
s u r l a n o d u l a t i o n e t l a f i x a t i o n dtune p a r t e t l¡¯aspect
quantitatif du ph¨¦nom¨¨ne de concurrence ou de compl¨¦mentarit6 du deux sys-
t2~1es d¡¯assimilation d¡¯azote du soja, dtautro p a r t .
Ces deux aspects sont, traitl5s dans dos conditions exp¨¦rimentales
I - NATERIEL ET METHODE
¡®1 1 - Les conditions de culture
F~OUS avons adopte un dispositif do culture in vitra consistant
en UIIC culture sur brouillard nutritif et un dispositif de culture en
vases de v6g¨¦tation en serre.
. La technique de culture sur brauil.lar;i nutritif est inspirer
L~OS travaux de ZOBEL. et col1 (1976) et SAINT-MACARY et col1 (1981).
Los graines des warigtes Jupiter et ISRA 44 A 73 sont d¨¦sinfec-
tcos 38 minutes a l'hypochlorite de calcium (6,7 $) et ringrc5ss i% l"eau
st¨¦rile. Elles sont mises a germer a 28OC dans de la vermiculito eterilo,
!i pr b s 72 heures, les plantulos atteignant 2 & 5 cm, sont enroulBes au
nivouu du collet, do mousse et inserrbos sur des plaques jointives en
P,V,C, de 2 cm d!¨¦paisseur et i0 om de large servant de couvercle ¨¤ une
enceinte en plastique qui contient une solution wtritive pulveris¨¦c par
dos humidificateurs,,
quatre doses d'azote : 0, 25, 50 ot IOC ppm N sont ¨ºtudiees.
Chaque enceinte correspond donc a uno dose d'azote. L'azote est apporte
sous formo Ca (N03)2, 4H20. Le milieu liquide est inocule, 2 jours apres
la mise on place des plantules, avec une auspcnsion bact¨¦rienne de la
souche G3 St2 (USAID 138) contenant IDIo bast¨¦rias/ml). Les plantules
aont plac¨¦as sous un eclairornent de 40.000 ¨¤ 50.000 lux 12 heures sur 24
<i 25¡ãC le jour et 15.OC.la nuit,
L'hygrom¨¦trie ambiante au sein des plantules a 0scillG entre
3C et 50 7:. Dans ces conditions de culture, le comptage et la mesure de
l'activit¨¦ r¨¦ductrice de C2H2# sont effectues en cours de cycle vegetatif
ot les plantes rGcolt¨¦es 50 jours ¨¹pr¨¤s l'inoculation.
s La culture de so.ia on aorre ast realis¨¦e solon un dispositif
en blocs de Fisher avec 6 r¨¦p¨¦titions,
Les traitements sont las suivant3 t
I
!
1
I
Doses d'azote en ppm PJ-N03" i
1
! """""""""""""""""""~""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
; ISHA 26/'72 ; 25 ;
I
.
s 0
1 75
100
; ;
! Vari¨¦t¨¦s1 -"""""""~-"""""""""""" """""""""*""""""""-""-"-
!
T
1
!
I
1
I ISRA 44 A/73 I 25 ! 50 I 75 !
100
I
f
I
!
I
3
1
!
Les Graines d¨¦sinfect¨¦es a lyhypochlorito de calcium (6,7 y;),
sont sem¨¦es dans des pots en plastique d¨¦sinfect¨¦s ¨¤ raison de 10 grninos
(pcr pot) zt remplis de sable sterilis¨¦ (5,5 kg) et d¨¦ gravierau fond
(1 kg).
Un d¨¦mariage ¨¤ 3 plantes par pot est oper¨¦ ¨¤ la lev¨¦e des plan-
tules, suivi de ltinoculation et de la fertilisation azot¨¦e.
L'inoculation est faito ¨¤ raison do IlCi9 bact ?rios (Rhizobium
USD 138) par pot (soit 3,3 x 108 batteries par pleinte).
La fertilisation azot&c est f,?ito ¨¤ ra:!.son dz 137,,5, 275,
412,5 et 550 mg N sous forme dl2 Ca (NO3)3 dloxc¨¨s isotopiquc do 2,lO 5 :i~:
fJ 1 5 *
Les plantos sont cultivsos en serre oii la temp¨¦raturc et l'hu-
midita sont contr818os. La nutrition min¨¦rale et hydriqua est a;surGd
PG2 dos apports, a :LA demande, de solution nutritive sans azote (SAINT-
M&CAl?y ot coll., 19t31).
Elles proviennent du CNRA cia Bamboy o¨´ les wari6t¨¦s ISAA 44/A/7?
2t 1 s z A 26/72 ont Qt¨¦ sgloctionnCos, Seulos le3 vnriAt0e Jupiter at iSRA
44/A/73 ont OtS cultiv¨¦os dans l'exp8rioncc sur kcouillard nutr.itif.
13 - Observations et mesuros
Dans 1'oxpBrioncc sur brouillard nutritif, nous avons cfFectu6
on cours de croissance des plantules
dos comptages des nodosittJs Et
mesur l'activit¨¦ do la nitrogonase T m¨¦thode de HARDY ot ~0111; *1968) gr9zc
a un ?ispositif adapt& aux plantes cultivdes on o.Groponio ct mis au poin'~
+i?r ,AINT-MACARY et coll. (lYt31). Pour 10s deux oxpericnces conduitos;
nous avons dos¨¦ l'azote total selon la m6thode KJIXDHAL, compt¨¦ le nomUri.
des nodositbs et pesd lc poids soc do ces ,jernicrs ¨¤ la fin de l'expori-
mentation,
Dans le cas du soja cultiv8 on sorro, nous avons quantif.iB la
fixation dtazoio. En effet, pour Btudicr l'importance relative dos dotix
Processus d'utilisation d'azote d'uno l¨¦gumineuse, on mesuro la partiui-
pation do chacune des sources d'azote (azote minbral ot azote do l'air) ¨¤
la nutrition azotba do la plante. Pour cela, nous avons utilis¨¦ un3 rnbthadt-
(lui consiste ¨¤ enrichir la source drN minjral on isotope lourd i5 N. L,I
fixation est estim¨¦o par la formule suivante :
4 NP = QNx L-1 . -+$- J - QlYrJ o¨´ :
r¨¦ rdF = quai-kit& d'azote prov¨´nant da In fixation ;
qrh = azote total de la plantc (indice :( = partius a¨¦ritinnos,
racines, nodosit¨¦s, planto onli¨¦re) ;
ONg - quantit¨¦ d'azote contenu dans les Qrninos ;
Ex
= exc¨¨s 1514 dans la plante ;
Ee
= exc¨¨s 15fJ dans la nolution de nitrates (on tenant compta
do QN&
Les contributions respoctivee do la fix::tion symbiotir;ue et dir
l'::bsorption des nitratas ¨¤ l'alimentation ozotge du soja saint calcul¨¦os
pour chaque trnitomcnt. A ce propos, nous distinguons les parties 2¨¦ritinn;s,
1c.z rccinos ot le3 nodosit¨¦s (l'azote fixci: so ?a surcstimec du f2i.t dc 1~~
part de llN dos graines) et consid¨¦rd la plante onti&rc.
4
II - RESULTATS - DISCUSSION
-.
21 - R¨¦sultats,
211 - Influence des nitrotos SUJ
a syl:lbioso
Culture sur brouillard
-LIIII"II"I"IIIIII-~--
En absence de nitrates, les premi¨´res inodosit¨¦s apparaiss~~nt
une semaine apr¨¨s l'inoculation, alors quo leur apparition est ret ?rddti
d'uno semaine on presenco de 25 ppm N (graphique no-j), Copcndant, compar¨¦
au traitomsnt "inoculation seule", le traitomont llinoculation + 25 ppn 8"
donna un nombre et un poids soc de nodosites plus $lov¨¦s vers la fin du
cycle (graphiquo n*'2),
Par contre, aux doses de 50 et 100 ppm N-NOS, la nodulation
est prosqua completsment inhib¨¦e. Les plantos en alimentntion mixto
(25 ppm N + N2 do l'air) manifestent uno actiwitr.S fixotrico d'azote plus
intense que colles ,ayant l'azote do l'air comme soulo sourw d'azote
(graphique n03).
L'analyse de variancc dos donn¨¦es fait ressortir Iun effet positi.?
signifioatif do l'azote sur le poids sec do nodosit¨¦s alors qu'il est non
signifioatif sur leur nombre.
La reponso de la variablo **poids sec nodosites" aux doses crais-
santos do NO; est de 'cypc quodxatique (parobolo) t le maximum de massi:
noriolaire ost atteint avec uno dose th¨¦orique do 73 ppm N, au-dol& da 1.3~
quelle l'offet inhibiteur de ltazoto SO manifosts (graphique no{+).
Los rdsultats obtenus sur la quantiPicc.tion do lu fixation de
N2 sont illustr¨¦s p::r les graphiquos nos 5, 6, 7, 8. Iis montrent quo la
contribution des nitrates ¨¤ la mobilisation en azote des partios aericnnos,
dos nodosit¨¦s et de la planti¨¨ro antibre auymcnte 3voc la dose dc nitratos
:lors quo colle de la fixation diminue et occi quelle que soit ILa variet¨¦
considor&o (graphique nos 5, '7 ut 8). En outra, on peut remarquer quu la
contribution dos nitrates est beaucoup plus forto dans les racines que!
dans les parties aeriennes et les nodosit¨¦s (graPlhiquc n06),,
212 - Influence du facteur vnrietal sur la symbiose
Culture sur brouillard
---~-lr""--"""1----"-
En nbsenco de nitrates, crost la varietc? ISRA 44/A/73 qui forma
le plus de nodosit¨¦s jusqu'au 480 jour, mois au-dol¨¤ de cotte pt-iriode
3upitor r¨¦velo un nombre de nodosites plus tXov¨¦, Les comportements dos
doux variet¨¦s sont similaires en presonco do 25 ppm N, mais la sup¨¦riorit¨¦
de Jupiter apparatt une semaine plus tBt (graphique n"i).
Dans nos conditions exp¨¦rimontalos, 10 potentiel fixateur dc
3upitor est sup¨¦rieur ¨¤ celui de ISRA 44/A/73 lorsqu'elles sont inoculdos
sans apport d 'azote min¨¦ral ou en pr¨¦sence do 25 ,Fpm N (graphique n¡¯Z>. On
note des augmentations de l'activit¨¦ spdcifiquo (:ianomoles.C2H&)
de
g M,S nodosit¨¦
+ 29 /o ot de t 10 $ par rapport au traitonent "inoculation seulo¡±, res-
poc%ivomcnt pour Jupiter et ISRA 44/A/73.
L¡¯absence d¡¯int¨¦rnction dose do nitrates X variet¨¦ indique quo
les doux vari¨¦tes, e n lloccurronze I S A A 44/A/?3 e t ISRA 2ti/¡®72, o n t dos
comportements identiques du point de vue statistique. Cependant, on peut
noter la tendance suivante t ISRA 26/72 forme un maximum do nadosites
avec 50 ppm N alors que ISRA 44/A/73 forme plus de nodosi.t ?is a v e c 7 5 ppw [ii,
22 L) Discussion dos resultots
En conditions de culture sur brouillard, las qurintitBs d e r,i-
t r a t o s aont apporttks e n u n e s e u l e f o i s , ¨¤ la mise en place des plantulus.
Comme l a concsntration d o s n i t r a t e s d i m i n u e a u f u r e t ¨¤ rnoauro d e leur
absorption par la plante, d¨¨s lors, on peut penser que plus la dose d¡¯azote
o s t o1ow¨¦0, p lus l¡¯¨¦puisement dans le milieu est lent et par consequent
plus la nodulation est retard¨¦e,
Le nitrate (NO;) induirait une inhibition de la production
d¡¯auxinos,
a u n i v o a u d e s sites d~infoction t l e n i t r a t e o n catzlysant lc\\
destruction d e
l¡¯acide indol-occtiquu (AIA), ontraincrait 1¡¯ inhibition de
la courbure dos poils absorbants (DART, 1375), ~?t.apu praalablo ¨¤ la pBn¨¦-
tration du Rhizobium. Par contra, pour le soja cultive en Sarre, le nitrnto
i n d u i t u n e f f e t s i g n i f i c a t i f s u r l e p o i d s s o c d o no$esit¨¦s
uniqucmcnt j
ce qui semble indiquer que l¡¯offvt du nitrate sur la nodulation intervient
s u r lo dovoloppomant d a l a nodositer une fois qulellc est f ormbe,plus que
s u r l¡¯infectivite. Ce r¨¦sultot corrobore ceux d6ja trouv8s p a r MUNNS ( 1 7 6 8 )
et W,RPER o t C O O P E R (1971) qui ont mis on bvidonco des effets inhibitcurs
do l¡¯azote combin6
sur las stades do nodulution /Post¨¦rieurs ¨¤ la p¨¦ndtra-
tien d u Rhizobiumr
L¡¯analyse dos contributions des deux systemcs dl assimilation
d¡¯azote exprim¨¦es on pourcentage de N total r¨¦v¨¨.Lc qu¡¯il peut avoir soit
u n e concurrents s o i t u n e complemcntarit¨¦,
En cffut, lorsque dos quantit¨¦s
importantos de nitrates sont pr¨¦sentes dans le milieu do culture, il y a
un antagonismo entre les deux systemes dtaasimilation au dQ,triment do la
fixation, fait deja observe par d¡¯autres auteurs (WEBER, ¡®19~56 ; HARPER et
COOPER, 1971 r¡¯ DECAU e t ~011, lY75). P a r c o n t r e o n pr¨¦scnce d e f a i b l e s
quontites de nitrates on observe un effet favorable sur la fixation qui
pourrait s¡¯axpliquor par une couvarturo des besoins azot¨¦s de In plonto o n
debut do cycle, C O qui pormet la fabrication d¡¯une masse veg¨¦talo, donc
d? une photosynth¨¨se plus Qlovea quo celle do la Plante poussant dans un
m i l i e u d6pourvu d ¡¯ a z o t e . O n s a i t e n effet q u o ctoat la photosyn,bhoso q u i
fournit le pouvoir reductcur et 1¡¯8nergio n¨¦cessairesau m¨¦eanisrno do fixa.=
t i o n f elle e s t d o n c : etroitement lice ¨¤ In f i x a t i o n d*azoto d e :Ln l¨¦gumi-
neuso.
En outre, la concentration plus 6lov¨¦o dans les racines quo lion
observo pourrait stoxpliquor par le fait que les racines sont beaucoup
J¨¦pcndantes dos nitrates (ot do l*azoto d e s ootylQdons) quo les partics
n¨¦rionnos o t l e s nodosit&s e t p a r consdquont u t i l i s e r a i e n t s¨¦lectivomonk
cette source d10zot3 pour leur propre croissance iavant quo las nitrates
u t 1~3 P r o d u i t s d e l e u r reduction ncaoiont achemin¨¦s v e r s Itos Parties
sup5rinuros d
o
La planto (oGHoGHoRIE ot PATE, 197.1).
E n c c q u i concorne 10 f a c t e u r vari$tal, J u p i t e r somblo prescntor
un nombre de sites d¡¯infection specifiqucs ¨¤ la souche G3 (I&DA 138) plus
010~0 que celui do I ?RA 44/A/73. Ceci se traduit Par une nodulation ut une
f i x a t i o n superiourcs.Cotto s u p ¨¦ r i o r i t ¨¦ est dtaillours d ¡¯ a u t a n t P l u s n-w-
quse on pr¨¦sence do faibles doses d¡¯azote, en l¡¯occusronce cie 25 ppm W
6
pour 10s plantes cultiv¨¦es sur brauillard. E n ohltru la w ?ridt¨¦ ISRA 44/A/73
manifeste une affinit6 plus grandes vis-&-vis dc? P o r t e s d o s a s dr? n i t r a t e s ,
qua la vari6t6 ISRA 26/72 ; e n e f f e t , l a q u a n t i t ¨¦ d ¡¯ a z o t e f i x ¨¦ d a n s 13
pl:into anti¨¨ro atteint sa valeur maximalo avec la dose dc .40 ppm N pour
IJUA 26/72 alors qu*ello n¡¯atteint son plus grand niveau qu*8 75 ppm K
pour ISRA 44/A/73 (graphique n¡±9). L¡¯examen du ijraphique no6 montro bkn
cette tendance do diff¨¦rences ontru vari¨¦tda aoumisea ¨¤ une alimentation
azot60 m i x t e g e l l e s e r a i t 10 f a i t d¡¯une diff6ronco d a comportements
racinairoa.
C O N C L U S I O N
Pour assurer sos besoins azotbs, le soja poss¨¨de deux syst&mes
d'assimilation d*azoto : 10 pr¨¦l¨¨vement de ltazote min6ral du sol ou/ut
de l'engrais et la fixation d'azote on prdsence ~do son cndophyto le
Rhizobium Japonicum
En presencc de quantit¨¦s importantes dTazoto, an constate qu'il
y ¨¹ antagonisme entre ces deux systbmes, au ddtrimont de le fixation. P:JT
oontre on peut stimuler la nodulotion ut la fixation ?VQC un apport de
faibles qunntitgs d'azote. Ce qui mantro bien qu?il uxiste unc cort¨¹ine
plaoticite ti3 la PlEInte o¨´ absorption il' azote minera1 ot fixation pouvant
etTe ooncurrcntas ou compl6mentairo.e.
Il revient donc ci llagronomc de
reunir les oonditions les plu ? fnvoroblcs tant ¨¤ la production lquf h
l'orri¨¨ro offet de cette culture.
A co propos, touta action favorisant la fixation r: source gra-
tuite , permet de r¨¦aliser une ¨¦conomie d'azote et un maintien do la forii-
lit.6 des sols.
CU Qgard nu rblo prgpondbrant joug par la fixation dans le nutri-
tion azoteo de la plante ; l"inoculatian de souches de Rhizobium tres
officientes ot le scroening de variat¨¦s utilisant lu minimum drazoto mind-
rai pour un niveau de fixation le plus 6luv6, sont vivement salu¨¦s. Cnmme
technique d'inoculation, la recherche agronomique pr¨¦conise l'¨¦pandage
dans le sillon do semis, de granul¨¦s bact6ris¨¦a mi.3 au point par le laboru-
taire de Rhizobiafogio du CNRA de Bambey. A cette protique, devront s1!3sso-
cisr des techniques de recyclage de la mati¨¨re organique du sol ; il
serait en effet irr¨¦aliste de raisonner sur la rentabilit¨¦ de la culture
du soja sur dos bases qui tiendraient compta d'uno fumure azot¨¦e ; mQme
un apport dlazota starter ne serait pas n6cossniris dans l'airo potentiollc
do culture o¨´ l'on observe un pic de min¨¦ralisation de la matiere org ?ni-
que du sol en d¨¦but 'de cycle.
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