République du Sénégal Minist&re de...
République du Sénégal
Minist&re de I’Education Nationale
Direction de ?Enseignement Supérieur
Ecole Nationale
des Cadres Ruraux de Bambey (ENCR)
Minis:tère du Développement Rural et de I’Hydraulique
Institut Sénégalais
d e
Recherches Agricoles
Direction des Recherches sur les Cultures et Systèmes Pluviaux
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
présenté
en vue de l’obtention
du Diplôme d’1ngénieu.r des Travaux d’Agriculture
Présent6 et soutenu
par Mademoiselle M.-~rit~-CILair~ II CC.-SIJLVA, 26ème Promotion
Maitre de stage : Mamadou GUEYE, Microbiologiste
--
DEDICACE
?? A mes parents, Papa et Maman,
o A mes fréres et sceurs,
?? A mes oncles Pierre LOPY, Arthur Da-SYLVA
et sa femme Dési&, pour leur soutien
durant toute ma formation.
Remerciements
Je remercie profondément Monsieur Mamadou GUEYE pour son soutien
et sa disponibilité. Malgré ses nombreuses préocupations, il a bien voulu me
consacrer une précieuse partie de son temps.
Je remercie Monsieur Ousmatre NDOYE, sélectionneur à l’ISRA, station
de Nioro du Rip pour sa coopératkon.
Je remercie également à toute l’équipe du MIRCEN CNRA de Bambey :
a Oumar TOURE et Alioune GNING, techniciens au laboratoire, qui
m’ont beaucoup aidée pour la mise en place et le suivi de mes essais ainsi que
?? Saliou Bella BALDB, pour sa disponibilité.
Je tiens à témoigner ma reconnaissance à :
?? Juliette Lapez, secrétaire au laboratoire de Biologie des Sols au
centre ISRA-ORSTOM de Dakar (Bel Air), pour la dactylographie, et
* Monsieur Moustapha NIANG, Agent à l’Unité d’Information et de
Valorisation Q.JNIVAL) de I’ISRA, pour la mise en page du manuscrit.
Mes remerciements s’adressent aussi à Monsieur Sidy CAMARA,
Directeur de I’ENCR et toute sa fkmille, tout le personnel administratif de
I’ENCR sans oublier le Docteur Fiacre COLY et l’infirmier Massiré SECK.
Je remercie tous les membres de l’Amicale des Etudiants de 1’ENCR pour
leur soutien moral.
Je remercie également la Societé de Développement et de Vulgarisation
Agricole (SODEVA) de Diourbel qui m’a aidée sur le choix du site et la mise
en place de l’essai en milieu paysan, I’ISRA, particulièrement le CNRA de
Bambey qui m’a accueillie dans le ‘laboratoire de microbiologie du MIRCEN
et m’a fait bénéficier de l’appui du, laboratoire central d’analyses.
Je tiens à remercier 1’UNESC~ qui, par le contrat no 220.652.1, a bien
voulu financer le travail présenté clans ce document.
Enfin, mes remerciements s’adressent également à tous ceux qui, de près
ou de loin ont œuvré pour la réussite de ce travail.
Introduction
Les importantes diminutions de la fertilité des sols tropicaux exigent un
apport d’engrais, particuliérement azotés qui sont trés coûteux pour les pays en
voie de développement. Les techniques de la fixation biologique de l’azote qui
représente une alternative certaine à i’emploi des engrais azotés, ont été testées
dans la culture de l’arachide (Aradfs hypogaea) au Sénégal.
Au Sénégal, prés de 23 millions d’hectare sont cultivés chaque année.
Malgré les efforts de diversification~ poursuivis depuis l’indépendance (coton,
riz, maïs, canne à sucre, tomate industrielle...), l’arachide demeure la premiére
culture industrielle avec une production annuelle variant entre 490.000 à
950.000 tonnes (Tableau 1).
Tableau 1 : Evolution de la production de~l’arachide au Sénégal (Biarnes,l988)
Production (milliers de tonnes)
Campagnes
Arachide huilerie
1983-1984
~20,7
570,9
1984-1985
~
13,l
490,o
19851986
~10,7
590,5
1986-1987
~23,3
821,8
1987-1988
~16,7
946,4
Le travail présenté dans ce mé oire est une contribution à l’étude de l’effet
de l’inoculation avec des souches
Rhizobium sur la croissance, la nutrition
et le rendement de l’arachide
au champ.
-
Généralités sur la fixation biologique de l’azote chez l’arachide
1. La plante
L’arachide est une 1Qumineuse appartenant à la sous-famille des Papilio-
tracées. C’est une plante étalée avec deux paires de folioles ovales et glabres.
Les fleurs sont jaunes et les gousses sont sous terre (Berhault, 1967 ; Fig. 1).
2. Le Rhizobium
Les Rhizobizun sont des bactéries en forme de batonnet. Ils sont généra-
lement mobiles gràce à quelques flagelles. Les Rhizobium forment des colonies
incolores, blanches ou couleur crème sur un milieu de culture manitol extrait
de levure. Les Rhizobium sont classés en six grands groupes d’inoculation croisée
definis en fonction de leur spécificité vis-à-vis des plantes-hotes. Les Rhizobium
nodulant l’arachide appartiennent au groupe des Rhizobium cowpea qui peuvent
noduler également le niébé (Vigna unguicukzta), le voandzou (Vigna subrerranea),
(FAO, 1985).
3. Infection des racines de l’arachide par les Rhizobium
Dans le cas de l’arachide, les nodules se forment au point d’émergeance
des racines secondaires. Il n’y a pas de cordon d’infection. Les Rhizobimn pénè-
trent entre les cellules basales des poils absorbants et se regroupent dans des
poches intercellulaires à partir desquelles ils pénètrent dans les cellules végétales
oii ils sont enfermés dans une membrane-enveloppe. Les Rhizobium se trans-
forment ensuite en bactéroïdes au cours des divisions des cellules végétales.
4. Fonctionnement du nodule
Comme chez toutes les légumineuses, le fonctionnement des nodules de
lkachide nécessite de l’énergie fournie par la photosyntése. A notre connaissance,
le coût énergétique de la fixation biologique de l’azote n’est pas déterminé chez
lkachide. Cependant, Ryle et al. (1979) ont pu observer que chez les légumi-
neuses cowpea (l’arachide pourrait être rangée chez les légumineuses cowpea),
la photorespiration chez les plantes fixant l’azote est double de celle de:s mêmes
---.-
---
---1
liole
I fleur
gynophore
A J
A
L’ p-f
A’ 5‘” &--
4
radicelles
Fig. 1 : Différents organes d’une plante d’arachide
6
plantes poussant sur un milieu avec du nitrate. Au cours de la fixation biologique
de l’azote, de la leghémoglobine apparaît dans le tissus nodulaire. Son rôle es-
sentiel est d’approvisionner en oxygène les bactéroïdes dans les conditions
optimales de la fixation de l’azote. L’enzyme impliquée dans la fixation biolo-
gique de l’azote est la nitrogénase. Cette enzyme catalyse la réduction de l’azote
en ammonium chez tous les systémes biologiques fixateurs d’azote, (Fig. 2). Elle
est constituée de deux protéines : une ferromolybdoprotéine et une ferroprotéine.
L’ammonium produit est assimilé par la plante au niveau des nodules. L’azote
est alors exporté des nodules (sève brute) sous forme d’amides, d’uréides et de
protéines (Fig. 3). L’effectivité d’un systéme symbiotique (légumineuse associée
au Rhizobium) dépend à la fois des détermimants génétiques appartenant à la
plante-hôte et ceux appartenant à la souche de Rhizobiwn. Chez l’arachide,
Duggar (1935) a observé des différences significatives dans la nodulation de
plusieurs génotypes et Burton (1976) a rapporté une variation importante dans
l’accumulation de l’azote chez plusieurs variétés cultivees en serre avec comme
unique source d’azote, l’azote provenant de l’atmosphère. Enfin, Ndoye et al.
(1991) ont montré une variation de la fixation biologique de l’azote chez plusieurs
variétés d’arachide inoculées avec les mêmes souches de Rhizobium.
5. Fixation biologique de l’azote au champ
Le rôle des légumineuses dans l’agriculture est maintenant bien connu :
le!; légumineuses à graines et les légumineuses fourragères constituent une source
très importante de protéines pour l’alimentation humaine et celle du bétail ; les
légumineuses contribuent également pour une bonne part à la restauration de la
fertilité des sols par retour de tout ou une partie de la plante au sol. Ces proprié-
tés des légumineuses résultent principalement de leur aptitude à fixer l’azote de
l’air quand elles sont en symbiose avec des souches de Rhizobium. Il est alors
nécessaire d’estimer avec précision la quantité d’azote fixé chez les légumineuses
afin de connaitre la contribution de la fixation biologique dans l’économie de
l’azote au niveau des différents systèmes agricoles. Il existe différentes mé-
thodes d’estimation de la fixation biologique de l’azote :
(i) méthode du bilan azoté utilsée par Rinaudo et al. (1983) dans le cas
de Sesbania rostr-ata ;
E L E C T R O N S DONOR
PLANTS
t-
ELECTRONS
I
PROTEINS
L r
\\
Fe - Mo PROTEIN
t
AMINOACIDS
F e PROTEIN
t
\\ NH3
GL”TA&E
Mg - ATP
GOGAT 4,.
Mg - ADP + PI
1
2 OXOGLUTARATE
ENERljY SOURCE
._
t
Fig. 2 : Schéma montrant la biochimie de la fixation biologique de l’azote
PHOTOSYNTHESIS
Produits 02o?és provenonl
,
,drotcs
lo fixation de N 2
carbono
ovenont
te 10
DSYddS
, .
G O G A T
C R O I S S A N C E
1
?
+ Er EKTA~~IEN_- :
O U N O D U L E
--co2.-.-----.-
f
t Membrone du bactérddc
j!iy&r:-:‘ -
-
NO,-
N O , -
Fig. 3 : Transport de l‘azote dérivé de la fiiation biologique
--
(ii) méthode basée sur l’activité réductrice de l’acétyléne (ARA) décrite
par Hardy et a1 (1973) ;
(iii) méthode par différence ($Villiams et al., 1977) et
(iv) méthode utilisant l’isotope marqué 15N (Fred et Brochard, 1975).
Utilisant la méthode par difference, Rizk a montré que l’arachide fixait
79 kgN/ha. Avec la même méthode, Ratner et al. (1979) ont estimé que cette
fixation était comprise entre 87 et ‘222 kgN/ha.
6. Facteurs limitants de la fixation biologique de l’azote
Dans un système agricole, le potentiel fixateur d’azote d’une symbiose
légumineuse-Rhizobiu ne s’exprime que si la symbiose est préservée de l’in-
tervention des facteurs limitants qui sont d’ordre édaphique, climatique et
biologique.
6.1 Facteurs édaphi@es
6.1.1 Eau du qv/
L’influence de l’eau du sol sur la fixation biologique de l’azote chez I’ara-
chide n’a pas encore été étudiée dans le cas des sols du Sénégal. Toutefois, il
faudra convenir qu’une humidité excessive (en particulier l’engorgement) est
nuisible à la symbiose légumineuse-Rhizohiu
et qu’une sécheresse inhibe la
nodulation et réduit la fixation de l’azote.
6.1.2 Acidité
L’arachide est une des légumineuses tropicales aptes à tolérer l’acidité
(pH = 4-5).
.------
----_-
-_-
_I-
6.1.3 Phosphore~ et azote combiné
En limitant la croissance de la plante, le phosphore limite la nodulation
et la fixation de l’azote. L’azote combiné (azote nitrique et ammoniacal) a un
effet inhibiteur sur la symbiose lé&urnineuse-Rhizobiu se traduisant par un
blocage de l’infection et une dimunition de la fixation de l’azote.
6.2 Facteurs climatiqjues
La température est le facteur climatique le plus important. Chez beaucoup
de légumineuses, les températures élevées sont défavorables à la nodulation et
à la fixation de l’azote.
L’arachide peut noduler à des températures avoisinant 35T (Guèye,
comm. pers.).
6.3 Facteurs biologic/ues
Dans les sols sénégalais, les deux principaux facteurs biologiques qui
limitent la fixation de l’azote chez l’arachide sont les Rhizobium natifs et les
nématodes.
6.3.1 Présence &e Rhizobium natifs
Au Sénégal, les sols renferment une microflore rhizobienne (Rhizobium
natifs) très infective et dont l’importance est très variable. Ndiaye (1986), rap-
porte que la population de Rhizobiim natifs dans le sol de Bambey est supé-
rieure à celle des Rhizobium natifs du sol de Nioro. Dans ces sols, l’inoculation
de l’arachide avec une souche de qhizobium hautement effective dépend alors
en très grande partie de sa compétmvité, vis-à-vis des souches natives, c’est-
à-dire de son aptitude à induire une nodulation en présence des souches de
Rhizobium natifs.
6.3.2 Présence Cie nématodes
Les nématodes provoquant des lésions sur les racines (Pratylenchus)
-
l
---.
---
empêchent souvent la nodulation des l’arachide alors que les nématodes pro-
duisant des galles (Méloidogynes) dimunient la fixation de l’azote en interférant
avec la nodulation (Germani, comm. pers.). Rappelons que les partenaires de la
symbiose légumineuse-Rhizobium sont la plante-hôte et le Rhizobium qui évo-
luent dans un environnement donne. L’amélioration des performances sym-
biotiques est possible en agissant sur ~l’un ou l’autre des deux partenaires ou en
agissant sur l’environnement. La sélection des souches de Rhizobium effectives
et compétitives (rôle principal des MIRCENs), l’analyse génétique des Rhizo-
bium et l’étude des techniques d’inoculation constituent actuellememt les
principales voies de recherche dans l’amélioration de la fixation biologique de
l’azote par l’approche microbienne. Au Sénégal, Ndoye et al. (1991) ont sélec-
tionné en serre deux souches de Rhiiobium effectives sur les variétés 73-30 et
73-33 de l’arachide.
Notre travail a consisté à effectuer un essai d’inoculation de l’arachide afin
de pouvoir déterminer :
0 la nécessité d’inoculer l’arachide au Sénégal
* la compétitivité des souches de Rhizobium antérieurent sélectionnées
par Ndoye et al. (1991). ~
* l’aptitude de ces souches à induire une nodulation efficiente en présence
d’azote combiné.
Matériels et méthodes
Un essai d’inoculation au champ de l’arachide a été conduit en station
expérimentale et en milieu paysan. ~
1. Variétés d’arachide ~
Les variétés 73-30 et 73-33 ont été utilisées pour l’essai. Les caractéris-
tiques de ces variétés sont présentées en Annexe 1. Toutefois, compte tenu des
changements de la carte variétale de ~l’arachide au Sénégal, les zones de culture
de ces deux variétés ont subi des migrations vers le sud du pays. La variété
II_.-- . .._ .--
---
----
7 3 - 3 0 est cultivée entre 600 et 800 mm tandis que la variété 7 3 - 3 3 est cultivée
entre les isohètes 800 et 1OOQ mm.~
2. Souches de Rhizobiuni
Deux souches de Rhizobium, :MAO 318 et RCH ont été utilisées pour
inoculer les variétés d’arachide dé ‘tes au paragraphe précédent. MAO 3 18 est
une souche de Rhizobium isolée de ‘arachide, variété 55437, cultivée dans un
1
pot contenant du sol prélevé à la sol C2 Nord du Centre National de Recherche
Agronomique (CNRA) de Bambey. ~ RCH est une souche de Rhizobium isolée
également de l’arachide et qui nous est fournie par le laboratoire de microbiologie
des sols de l’Office de Recherche Sbientifique et Techniques pour le Dévelop-
pement en Coopération (ORSTOM)~ de Dakar.
3. Description de l’essai ~
L’essai dont le plan est indiqué en Annexe 2 comporte six traitements :
: les graines n’ont pas été inoculées avec
Rhizobium et n’ont reçu aucun apport
Traitement 2. Azo ‘e : les graines n’ont pas été inoculées avec
une souche e
d Rhizobium mais ont reçu une application
d’engrais NP$, 8-18-27 à raison de 150 Kg/ha.
Traitement 3. MA
318/T : les graines ont été enrobées avec
0
la souche de Rfzizobium MAO 318 incluse dans de la tourbe
et n’ont pas reçu d’engrais azoté.
Traitement 4. MA(!I 318/L : les graines ont été inoculées avec
la souche de khizobium MAO 3 18 apportée sous forme
liquide et n’ dnt reçu aucun engrais azoté.
Traitement 5. RC&T : même procédé que pour le traitement
3 en utilisant ~la souche de Rhizobium RCH uniquement.
Traitement 6.
: inoculation des graines avec la souche
A l’exception des parcelles
avec de l’engrais 8-18-27, toutes les
parcelles ont reçu un engrais de fon composé de phosphate supertriple (p,o,)
à raison de 27 kg/ha et de chlorur
de calcium (KCl) à raison de 40 kg/ha.
L’essai a été réalisé sur un di$ositif factoriel en split-plot complètement
randomisé avec quatre répétitions
lequel les traitements “inoculation” cons-
tituent le premier facteur et les
étés le second facteur. Nous avons semé
l’arachide manuellement selon
de 50 cm entre les lignes et 15
cm sur la ligne à raison d’une grai
4. Méthodes d’inoculation ~
Deux types d’inoculum ont ét# utilisés.
4.1 Inoculum liquide ~
Chaque souche de Rhizobium
été mise en culture dans un milieu YEM
(yeast extract manitol )
:
contenant par itre d’eau distillée : K.$IPO, : 0,5 g ; MgSO,,
7qO : 0,2 g ; NaCl : 0,l g ; manito : 10 g ; extrait de levure : 1 g. Ce milieu
a été stérilisé à 120°C pendant 20
à l’autoclave. Après 7 jours de croissance,
4
la suspension rhizobienne obtenue (liO9 cellules/ml) a été appliquée directement
sur la graine à raison de 2 ml par ipoquet.
4.2 Inoculum tourbe 1
L’inoculum liquide préparé comme décrit au paragraphe ci-dessus est
mélangé avec de la tourbe stérile d nt le pH a été préalablement ajusté à 7,O.
Après 7 jours d’incubation à la te
ambiante, l’inoculum tourbe ainsi
obtenu a été appliqué sur les
d’arachide selon la technique d’enrobage
des graines recommandée
(1985) à raison de 4 g/kg d’arachide
conformément au contrôle
de l’inoculuti effectué et décrit en
Annexe 3.5.
--
5. Sites expérimentaux ~
L’essai a été conduit dans troi localités distinctes : dans deux stations ex-
périmentales de l’Institut Sénégalai de Recherches Agricoles (ISRA) sises à
Bambey et à Nioro et dans un
paysan situé à Mbakhane , dans le dépar-
tement de Diourbel, (Fig.4). Le sol
ces localités renferme très peu d’éléments
nutritifs comme l’indique le Table
2 .
Résultats et discussion
l
L’effet de l’inoculation de 1’ achide a été évalué en mesurant quelques
paramètres de la fixation
l’azote : poids sec des parties aériennes
et des nodules, activité
(ARA), teneur en azote et azote
total des parties aériennes.
Tous les résultats sont indiques aux Tableaux 3, 4, 5, 6, 7 et 8.
1. Effet principal des différents types d’inoculum
A Bambey et à Nioro, aucun ffet principal de I’inoculum n’a été observé
sur les différents paramètres de la fixation de l’azote étudiés. Par contre, à
Mbakhane, on a constaté un effet principal significatif sur 1’ARA total, sur
1’ARA spécifique et sur la teneur n azote (N %), (Tableau 3) : la souche de
Rhizobium RCH apportée sous f rme liquide a amélioré I’ARA total des
plantes de 89, 69, et 132 % respec ivement par rapport aux plantes ayant reçu
:
un apport d’engrais NPK 8-18-27 à la dose de 150 kg/ha, aux plantes inoculées
avec la souche MAO 318 apportée sous forme liquide et aux plantes inoculées
avec la souche MAO 318 apportée ous forme de tourbe ; l’inoculation de l’ara-
chide avec la souche de Rhizobiwn CH apportée sous forme liquide a également
amélioré 1’ARA spécifique compara ivement aux plantes ayant reçu de l’engrais
NPK 8-18-27 (-+ 68 %) et la teneur en azote comparativement aux autres traite-
ments (incluant les plantes infectée par les souches natives et les plantes ayant
reçu de l’engrais NPK).
:
L’enrobage des graines avec
tourbe est généralement la méthode
la plus utilisée pour inoculer les lég mineuses (Burton, 1981 ; Bordeleau, 1990).
Fig. 4 : Différbnts sites expérimentaux
I
iI Tableau 2 : Caractkistiques physico-chimiques des sols des stations expérimentales de Bambey et Nioro.Stations expérimentales (*)
r Caractéristiques Bambey Nioro
C Total (%)
0,51
0,31
N Total (%)
0,03
0,03
P Total (ppm)
7 4
337
P assimilable (ppm P)
4
68,3
Argile (%)
.
634
3,3
Limon (%)
773
13
Sable (%)
86,3
94,9
PH (=-JO
78
599
PH 0320)
78
698
(*) : L’analyse du sol du village de Mbakhane n’a pas été effectuée.
Tableau 3 : Effet principal d=
n u,,ti
T'%fentes ,m&hodes d"rnocu!ation de !'arachide (var&és Y$-30 et 7W3) avec des souches de Rhizobiumcultivée au champ
en station expérimentale (Bambey et Nioro) et en milieu paysan (Mbakhane,départementde Diourbel)
Poids sec (g/lO pl.)
ARA total
ARA spécifique
Localités
Traitements (3)
Parties aériennes
Nodules
(~ole/hlO pl.)
(wohWw)
Teneur enazote (N %)
Ntotal (g/lOpl.)
Bambey
Témoin
60,20 a
055 a
50,96 a
0,lO a
2,90 a
1,70 a
Azote
76,00 a
0,84 a
71,40 a
0,lO a
2,90 a
2,20 a
MAO 318/lY
56,80 a
0,33 a
36,96 a
0,12 a
3,00 a
1,70 a
MAO 318/L
36,00 a
0,29 a
30,97 a
0,09 a
2,90 a
1,OO a
RCHR
52,OO a
0,37 a
43,24 a
0,12 a
2,80 a
1,30 a
RCH/L
49,50 a
0,58 a
94,69 a
0,17 a
2,80 a
1,40 a
C.V. (%)
19,61
38,52
52,69
26,74
5704
25,25
LSD 0,05
59,29
0,82
95,64
0,09
0,42
1,78
IM,
1QA n5 rl
()pSa
3Josl
6+70 a
Azote
0166 a
120173 a
0117 a
2,90 a
5,40 a
MAO 318/T
184,70 a
0,46 a
95,93 a
0,16 a
3,lO a
5,80 a
MAO 318/L
143,30 a
0,57 a
71,22 a
0,ll a
2,80 a
4,lO a
RCH/I’
186,50 a
0,60 a
83,40 a
0,13 a
3,20 a
6,lO a
RCH/L
202,80 a
0,92 a
183,12 a
0,18 a
3,lO a
6,40 a
C.V.(%)
18,33
52,36
49,35
42,50
6,30
35,40
LSD 0,05
109,4
096
128,14
0,lO
0,69
3s
IvIbakhsae(2)
Témoin
34,20 a
0,20 a
40,21 bc
0,20 ab
2,80 c
0,90 a
Azote
38,50 a
0,23 a
37,3obc
0,16 b
2,90 c
1,lO a
MAO 318/I’
40,60 a
0,27 a
44,69 bc
0,17 ab
2,70 c
1,lO a
MAO 318/L
35,lO a
0,20 a
32,62 c
0,18 ab
3,OObc
1,OO a
RCH/T
35,00 a
0,27 a
67,63 ab
0,25 ab
3,30 ab
1,OO a
RCH/L
41,60 a
0,29 a
75,96 a
0,27 a
3,50 a
1,20 a
C.V. (%)
15,66
37,67
40,52
34,43
8,ll
21,13
LSD 0,05
14,90
0,15
29,56
om
0,35
096
(1) : Les prélèvements de plantes ont été effectués tardivement à Nioro.
(2) : Les pr&&vements à MBakhane ont été effectués sur 5 plantes.
(3) : Le traitement “Azote” est une application d’engrais NPK, 8-18-27 a la dose de 150 kg/ha.
Les valeurs suivies d’une même lettre ne sont pas significativement différentes au seuil de 5 % d’après le test de Duncan.
.
-
Cependant les résultats indiqués an Tableau 3 montrent qu’une souche de
Rhizobium (RCH), apportée sous fo e liquide, améliore la fixation biologique
de l’azote et la teneur en azote p atr‘es aériennes des variétés 73-30 et 73-33
de l’arachide cultivée au village de Mbakhane. Ce type de réponse de l’arachide
à l’inoculation avec une souche de , R hizobium apportée sous forme liquide est
comparable aux résultats de Narnbiar et Dart (1982) qui ont obtenu en Inde une
réponse significative de l’inoculatio
de la variété Robut 33-l avec la souche
n
NC 92 apportée sous forme liquide et aux résultats de Guèye (1991) montrant
l’effet de l’inoculation du niébé (Vig
unguiculata) avec une souche de Rhizo-
bium également apportée sous form
Tenant compte de la très longue pratique de la culture de l’arachide au
village de Mbakhane, le nombre de,‘Rhizobium infectfs sur l’arachide présents
dans ce sol doit être relativement élu vé bien qu’aucune estimation Préc:ise n’ait
été effectuée. Cela suppose que la t
s, uche de Rhizobium RCH est plus compé-
titive sur les variétés 73-30 et 73-3 que les souches de Rhizobium natifs : le
poids sec des nodules plus élevé (m is non significatif) constaté sur les plantes
inoculées avec la souche RCH appox,ée sous forme liquide en est une indication :
290 mg pour 200 mg observé chez les plantes non inoculées.
2. Effet principal des variétés d’arachide
Dans toutes les localités
e meilleure réponse à l’inoculation de
la variété 73-33 (Tableau 4) :
y, le poids sec des nodules et I’ARA
total sont supérieurs à ceux de la
é 73-30 (+ 75 % et + 67 % respective-
ment) ; à Nioro, la prédominance
variété 73-33 sur la variété 73-30 s’est
manifestée sur le poids sec des p
es aériennes (+ 31 %), la teneur en azote
(+ 6 %) et l’azote total des p
ennes (+ 32 %) ; à Mbakhane, cette
prédominance a été observée sur
poids sec des parties aériennes (+ 43 %),
1’AR.A total (+ 20 %) et sur l’a
total des parties aériennes (+ 44 %). Les
importantes variations intraspéci
de la fixation de l’azote existant chez une
légumineuse ont été décrites par pl
US auteurs. Chez l’arachide, Dommergues
et al. (1979) avaient montré que la
té 28-206 fixe l’azote mieux que la variété
55437 ; Ndoye et al. (1991) ont par
uite criblé parmi plusieurs variétés étudiées
en serre, les variétés 73-30 et
qui s’associaient mieux avec les souches
de Rhizobium MAO 318 et RC
tude a montré qu’au champ, la variété
Tableau 4 : Effet principal des vari&és 73-30 et 73-33 de l’arachide inoculées avec des souches de Rhizobium au champ
en station expérimentale (Bambey et Nioro) et en milieu paysan
(MBakhane, département de Diourbel).
Poids sec (g/lO pl.)
ARA total
ARA spécifique
Localités
Variétés
Parties aériennes
Nodules
(p.mleb-dlO pl.1
(pmole/h/mg)
Teneur en azote (N6)
N total (g/lO pl.)
Bambey
73-30
53,50 a
0,36 b
40,89 b
0,12 a
2,90 a
1,50 a
73-33
56,70 a
0,63 a
68,52 a
0,ll a
3,OO a
1,60 a
C.V. (%)
19,61
38,52
52,69
26,74
5,04
25,25
LSD 0,05
Nioro (1)
73-30
163,60 a
0,68 a
117,84 a
0,15 a
3,00 b
4,90 b
7 3 - 3 3
215,lO b
0,74 a
128,31 a
0,16 a
3,20 a
6,50 a
C.V. (%)
18,33
52,36
49,35
42,50
6330
35,40
LSD 0,05
MBakhane ( 2 )
73-30
30,80 b
0,22 a
40,55 b
0,19 a
3,lO a
0,90 b
73-33
44,lO a
0,27 a
48,92 a
0,22 a
3,00 a
1,30 a
C.V. (%)
15,66
37,67
40,52
34,43
*
8,ll
21,13
LSD 0,05
(1) : Les pr&Zvement.s des plantes ont 6th effectuks tardivement à Nioro.
(2) : Les pr&vements CI MEbkhane ofit été effectués sur 5 plantes.
Les valeurs suivies d’une même lettre ne sont pas significativement différentes au seuil de 5 % d’après le test de Duncan.
73-33 répond mieux à l’inoculation
la souche de Rhizobium MAO 318 ou
avec la souche RCH. Cette réponse
plus prononcée à Mbakhane ou il y a
eu une amélioration du poids sec
de l’azote total des parties aériennes.
3. Interaction souches de) /?hiz&iumvariétés d’arachide
Dans les trois localités, il y eu
s différences significatives entre les inter-
actions souches de Rhizobium
0
(MA, 318 ou RCH)-variétés d’arachide (73-30
ou 73-33), (Tableaux 5, 6, 7).
interactions les plus significatives dans
chaque localité et pour chaque par
ètre de la fixation de l’azote sont récapi-
tulées dans le Tableau 8. En
uniquement la variété 73-33 qui est
prédominante sur la variété 73-30,
(i)
A Bambey, l’arachi e répond mieux à un apport d’engrais NPK
8-18-27 à la dose d 150 Kgjha qu’à une inoculation avec une
souche de Rhizobie (MAO 318 ou RCH).
(ii) A Nioro, l’arachide
mieux à l’inoculation avec la souche
de Rhizobium RCH
apport d’engrais NPK 8-18-27 à la
dose de 150 Kg/ha.
de l’arachide à l’inoculation
avec une souche de
compatible avec la faible po-
pulation de Rhizobi
natifs présents dans ce sol rapporté par
Ndiaye (1986).
(iii) A Mbakhane, l’arac ide répond mieux à l’inoculation quand elle
est associée à la sou he de Rhizobium RCH apportée sous forme
liquide.
F
Conclusion
l
Rappelons tout d’abord
souches de Rhizobium n’est
de l’arachide, les essais
que l’inoculation
souches de Rhizobium indigènes.
Tableau 5 : Interactions de différents traitements avec les variétés 73-30 et 73-33 d’arachide inoculées avec des souches de Rbizobium
au champ à la station exp&imentale de Bambey.
Poids sec (g/lO pl.)
ARA total
ARA spécifique
Traitements
Variétés
Parties ahiennes
Nodules
(pmole/h/lO pl.)
( ymole/h/mg)
Teneur en azote (N %)
N total (g/lO pl.)
Témoin
73-30
59,00 bc
0,41 cde
38,50 bc
0,lO c
3,00 ab
1,70 bc
73-33
61,40 bc
0,69 bc
63,41 bc
0,09 c
2,90 abc
1,70 bc
Azote (1)
73-30
71,80 ab
0,65 bcd
67,07 bc
0,12 lx
2,80 bc
2,00 ab
73-33
80,30 a
1,02 a
75,72 b
0,09 c
3,lO a
2,50 a
%Wh
n in p
31656
~~1).12k.LOO ab
1,70 bc
73-33
58,00 bc
0146 cde
52,28 bc
0,llbc
3,lO a
1,80 b
MAO 318iL
73-30
35,80 d
0,25 e
21,14 c
0,09 c
3,00 ab
1,lO c
73-33
36,30 d
0,33 e
40,79 bc
0,lO c
2,90 abc
1,lO c
RCHD
73-30
49,00 c d
0,29 e
36,94 bc
0,12 bc
2,90 abc
1,40 lx
73-33
55,00 bc
0,46 cde
49,55 bc
0,13 abc
2,80 bc
1,30 bc
RCH/L
73-30
49,50 cd
0,36 de
60,04 bc
0,17 a
2,70 c
1,40 bc
73-33
49,50 c d
0,79 ab
129,35 a
0,16 ab
3,00 ab
1,50 bc
C.V. (%)
19,60
38,52
52,69
26,74
5904
25,25
LSD 0,05
16,05
0,28
42,82
0,05
0,22
o,m
(1) : Le traitement “Azote” est une application d’engrais IWK, 8-18:27 à la dose de 150 kgJha.
Les valeurs suivies d’une même lettre ne sont pas significativement différentes au seuil de 5 40 d’aprhs le test de Duncan.
Tableau 6 : Interactions de différents traitements avec les variétés 73-30 et 73-33 d’arachide inoculkes avec des souches de Rbizobium au champ
à la station expérimentale de Nioro.
Poids sec (g/lO pl.)
ARA total
ARA spécifique
Traitements
Variétés
Parties aériennes
Nodules
(l.l.mole/h/lO pl.)
(wole/h/mg)
Teneur en azote (N %>
N total (g/lO pl.)
Témoin
73-30
161,20 c d
1,06 ab
165,58 ab
0,16 ab
3,20 ab
5,20 abc
73-33
228,80 ab
1,Ol abc
202,51 a
0,19 ab
3,30 a
7,50 ab
Azote (1)
73-30
167,30 c d
0,75 abc
143,26 abc
0,19 ab
2,80 c
4,80 abc
73-33
280,OO a
0,59 abc
98,21 bc
0,15 ab
3,lO ab
6,20 abc
MAO 318/T
73-30
197,90 bc
0,42 c
95,67 bc
0,14 ab
3,00 abc
6 OU a b c
73-33
171,50 c d
0,50 bc
96,18 bc
0,17 ab
3,20 ab
5170 abc
MAO 318/L
73-30
128,30 d
0,41 c
58,44 c
0,13 ab
2,70 c
3,50 c
73-33
158,50 c d
0,74 abc
84,Ol bc
0,09 b
3,00 abc
4,80 abc
RCJVT
73-30
132.90 d
0,74 abc
101,05 bc
0,12 ab
3,20 ab
4,30 bc
73-33
240,20 ab
0,47 bc
65,74 bc
0,13 ab
3,20 ab
7,80 a
RCH/L
73-30
193,80 bc
0,7Oabc
143,04 abc
0,14 ab
2,90 bc
5,80 abc
73-33
212,Oo bc
1,14 a
223,21 a
0,22 a
3,30 a
7,00 ab
C.V. (a)
18,33
52,36
49,35
42,50
6,30
35,40
LSD 0,05
51,55
0,56
90,23
0,lO
0,29
3,w
(1) : Le traitement “Azote” est une application d’engrais NPK, 8-18-27 à la dose de 150 kg/ha.
Les valeurs suivies d’une même lettre ne sont pas différentes au seuil de 5 % d’après le test de Duncan.
Tableau 7 : Interactions de diffbtents traitements avec les variétés 73-30 et 73-33 d’arachide inoculées avec des souches de Rhizobium au champ
au village de MBakhane, département de Diourbel.
Poids sec (g/5 pl.)
ARA total
ARA sp&Sque
Traitements
variétés
Parties ahiennes
Nodules
(pmole/h/S pl.)
(pmoM-dq3)
Teneur en azote (N %)
N total (g/5 pl.)
Témoin
73-30
27,50 d
0,17 a
26,44 a
0,15 b
2,90 bcd
0,80 d
7 3 - 3 3
40,90 abc
0,21 a
53,99 abc
0,25 ab
2,80 cd
1,lO bcd
Azote (1)
73-30
31,30 d
0,20 a
31,16 c
0,15 b
3,00 bcd
1,OO bcd
7 3 - 3 3
45,80 ab
0,26 a
43,43 bc
0,16 b
2,80 cd
1,20 bc
MAO 318/T
73-30
30,40 d
0,24 a
35,19 bc
0 l’/ b
L 80 cd
n nn d
7 3 - 3 3
49,80 a
0,32 a
54,19 abc
0117 :b
2:70 d
1:30 b
MAO 318/L
73-30
33,80 cd
0,20 a
31,67 c
0,16 b
3,lO bcd
1,OO bcd
7 3 - 3 3
36,50 bcd
0,19 a
33,58 c
0,20 ab
3,00 bcd
1,lO bcd
RCW
73-30
26,90 d
0,24 a
5 1,20 abc
0,24 ab
3,30 ab
0,90 cd
7 3 - 3 3
43,30 abc
0,31 a
84,05 a
0,27 ab
3,20 lx
1,lO bcd
RCJJL
73-30
35,00 cd
0,26 a
67,66 ab
0,29 a
3,30 ab
1,20 bcd
7 3 - 3 3
48,30 a
0,33 a
84,25 a
0,25 ab
3,60 a
1,80 a
C.V. (%)
15,66
37,67
40,52
34,43
8,ll
21,13
LSD 0,05
8,71
0,14
29,94
0,ll
O>N
0,35
(1) : Le traitement “Azote” est une application d’engrais NPK 8-18-27 à la dose de 150 kgha.
Les valeurs suivies d’une même lettre ne sont pas significativement différentes au seuil de 5 % d’après le test de Duncan
Tableau 8 : Interactions très significatives entre les souches de Rhizobium MAO 318 et RCH apportées sous forme liquide (L) ou sous forme de tourbe (T)
et la variéte d’arachide 73-33 sur différents parametres de la fixation biologique de l’azote dans les stations exp&imentales de Bambey et Nioro
et dans un champ paysan de Mbakhane, dbpartement de Diourbel.
Paramètres de la fixation biologique de l’azote
Localités
Parties ahiennes
Nodules
ARA total
ARA spécifique
Teneur en azote (N %)
N total
Bambey
73-33 x Azote (1)
73-33 x Azote
73-33 x RCH/L
73-33 x RCH/L
73-33 x Azote
73-33 x Azote
73-33 x MAO 3 WI’
Nioro
73-33 x Azote
73-33 x RCH/L
73-33 x RCHiL
73-33 x RCWL
73-33 x Témoin
73-33 x RCH/T
73-33 x RCH/L
MBakhane
73-33 x MA0.31WT
73-33 x RCH/L
73-33 x RCH/L
73-33 x RCHIL
73-33 x RCH/L
73-33 x RCIYL
73-33 x RCH/L
73-33 x RCH/T
73-33 x MAO 318/T
(1) : Le traitement “Azote” est une application d’engrais NPK 8-18-27 & la dose de 150 kg/ha.
montré que dans des localités
pulation rhizobienne du sol est faible,
l’inoculation de l’arachide avec
souche de Rhizobium appropriée pourrait
améliorer la croissance d’une v
convenablement sélectionnée. C’est le cas
de Nioro où l’inoculation de la v
té 73-33 avec la souche RCH a amélioré
le poids sec des parties aériennes
l’activité fiiatrice d’azote. Toutefois, il
convient de remarquer que cette r
e de l’arachide à l’inoculation avec une
souche de Rhizobium a été obtenu
utilisant un inoculum liquide. Cette mé-
thode permet d’apporter un nombre
Rhizobiwn très élevé de façon à asseoir
la supériorité en nombre du Rhizob
introduit sur les souches de Rhizobium
natives. On pourrait ainsi expli
relative compétitivité de la souche de
Rhizobium RCH dans le sol de
ane où on a constaté une réponse de la
variété 73-33 à l’inoculation avec
souche. Il faudrait alors mettre au point
une méthode d’inoculation des
euses utilisant un inoculum liquide et
applicable en milieu paysan.
Les résultats de notre
constituent les résultats de la première
année d’un essai de longue
de l’arachide au Sénégal. Ils
ne permettent donc pas de conclure
nécessité d’inoculer
l’arachide avec des
Ces résultats montrent
cependant que l’accroissement de la
l’arachide au Sénégal
pourrait se faire à Nioro en inocula t au champ la variété 73-33 avec la souche
de Rhizobium RCH.
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ANNEXE1
caractéristiques
des variétés
et 73-33 de l’arachide
r-------l
-~
.
ZARACTERISTIQUES
DE
ILA
PLANTE
-
1 POli’4TS F O R T S
i Plasticité reirsrquable
khistantg S la séche-
resse.
L
--
!
3s
!
1
-
42
52
4
54
I
j
64
34
1
I
!
I 1
J.4 l
I
/
3
j
44
I
I
I
I
-
i
--
la qualité
de Rhizobium
destiné aux essais ‘inoculation de l’arachide,
Introduction
l
Le contrôle de la qualité de
destiné aux essais d’inoculation
de l’arachide avec des souches de hizobium a été effectué selon le protocole
dkcrit par Guèye (1989).
Avant la mise en place des
nous avons dénombré les Rhizobium
contenus dans un inoculum tourbe
nservé à 4 “C (fabriqué avec la souche de
Rhizobium RCH) et évalué leur po
infectif sur la variété 73-33 de l’ara-
chide.
Préparation des unités de croissance
Les graines d’arachide ont été
de Cambérène dépourvu d’azote et
ont été ensuite repiquées dans des
constituées par des jarres
Préparation de I’inoculum
Un échantillon de 10 g de l’ino ulum a été dispersé dans 90 ml de solution
tampon conservée à 4 “C afin d’arr ter la croissance des Rhizobium pendant le
contrôle de la qualité de l’inoculu
. A partir de la suspension rhizobienne
obtenue, nous avons effectué une sé ‘e de suspension-dilution jusqu’à la dilution
10-J à partir de laquelle nous avon effectué une autre série de dilution de 5
en 5 jusqu’à la dilution 1 / 15625. i
Inoculation des unités de Croi)ssance
A partir de chaque dilution en
nous avons inoculé quatre unités de crois-
sance contenant une plantule d’arac
(1 ml/unité de croissance). Nous avons
également considéré quatre unités d croissance servant de témoin qui n’ont pas
été inoculées avec une quelconque
de la suspension de Rhizobium.
Estimation du nombre de Rh@obium
Le nombre caractéristique
à partir des unités de croissance positives
est 444434. Pour une série de
n en cinq, la table MPN (Most Probable
Number) indique 70,6.1@ et 25,2.
Rhizobium viables et infectifs correspon-
dantr respectivement aux nombres
ctéristiques 444433 et 444444. Une règle
de trois relativement simple pe
de déterminer le nombre de Rhizobium
viables et infectifs correspondant
nombre caractéristique 444434 et qui est
égal à 87.102. Tenant compte des
utions antérieures, le nombre définitif de
Rhizobium viables et infectifs sur la
été 73-33 de l’arachide et contenus dans
l’inoculum tourbe testé est de 87
onsidérant que le nombre de Rhizobium
viables et infectifs pour une fixation
azote effïciente chez l’arachide est de 105
par graine et que 1 kg d’arachide
ent 2205 graines, la dose recommandée
pour l’inoculum tourbe testé est
g par kg d’arachide.
Dans notre étude, nous avons légèrement augmenté cette dose en tenant
compte des pertes éventuelles au c urs de l’inoculation et avons appliqué une
dose de 4 g par kg d’arachide (cf : paragraphe 4.2 de la section matériels et
méthodes).
”
25
Introduction _______________*------------ +________________________________________--
~~~~~~~ 4
Généralités sur la fixation biologiIsue chez l’arachide -----------------------5
1 h plante ________________________________________---- -_-----_-- ___________ 5
2 h Rhizobim __________________ - ___________________ --_-_- ________________ 5
3 Infection des racines de l’arachide par les Rhizobium ---------5
4 Fonctionnement du nodule -- _____________ ----_- _______________________ 5
5 Fixation biologique del l’azote au champ -------------------------6
6 Facteurs limitants de :.a fixation biologique de l’azote --------7
6.1 Facteurs édaphiques ____ --- ___________________ -----------------7
6.1.1 Eau du sol ----- _______ ---------------------- __________ 7
6.1.2 Aci&té .________ --_----_- ____________________ ---- _________ 7
6.1.3 Phosphore et azote combiné ----------------------- 8
6.2 Facteurs cfimatques _______ -------------_- _____________________ 8
6.3 Facteurs biolog- ------- _______________________
ques
-------------8
6.3.1 Présence de Rhizobium natifs ---------------------8
6.3.2 présence de Nématdes--------------------- ________ 8
Matériels et méthodes ---_---__ _________________________________ - _-_ -----------~
c
2 Souches de Rhizobi
_____________-_____----------------------------
10
3 Descfiption de
---
l
.--.
-
26
4.1 hwulum fiqui e --__- _________ - _______________________________ 11
4.2 Inoculum tour ___________ - _________ --- -______ ------- --------- 11
5 Sites expérimentaux ---- b ____________________----------------------------
12
Résultats et discussion ___“““““““__________“-““““---------------”------“---“-----””””””
1 2
1 Effet principal des
types d’inoculation --------------- 12
2 Effet principal des
d’arachide __________ ---__- _____________ 13
3 Intéraction souches
d’arachide ---------- 14
Conclusion
______“““““_““_“_“_____ -I _““““-““_“__“______“____________________--------”
1 4
Bibliographie
_____““““““““““__“_____ ““_“““““““““_““____““-““-“““““““-””-------”-”-”“”
.
1 5
Annexe 1
__________-_-_---__-----
------------____---------------------------------
18
Annexe 2
-- ---------------..
----- ____________________ ------_------ ---------------- 2Q
Annexe 3
-------- ---------._-----
______ -- ____ ------- ------------------------------ 22
--
--
l
-.~_“--
Minist&re de I’Education Nationale
Direction de ?Enseignement Supérieur
Ecole Nationale
des Cadres Ruraux de Bambey (ENCR)
Minis:tère du Développement Rural et de I’Hydraulique
Institut Sénégalais
d e
Recherches Agricoles
Direction des Recherches sur les Cultures et Systèmes Pluviaux
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
présenté
en vue de l’obtention
du Diplôme d’1ngénieu.r des Travaux d’Agriculture
Présent6 et soutenu
par Mademoiselle M.-~rit~-CILair~ II CC.-SIJLVA, 26ème Promotion
Maitre de stage : Mamadou GUEYE, Microbiologiste
--
DEDICACE
?? A mes parents, Papa et Maman,
o A mes fréres et sceurs,
?? A mes oncles Pierre LOPY, Arthur Da-SYLVA
et sa femme Dési&, pour leur soutien
durant toute ma formation.
Remerciements
Je remercie profondément Monsieur Mamadou GUEYE pour son soutien
et sa disponibilité. Malgré ses nombreuses préocupations, il a bien voulu me
consacrer une précieuse partie de son temps.
Je remercie Monsieur Ousmatre NDOYE, sélectionneur à l’ISRA, station
de Nioro du Rip pour sa coopératkon.
Je remercie également à toute l’équipe du MIRCEN CNRA de Bambey :
a Oumar TOURE et Alioune GNING, techniciens au laboratoire, qui
m’ont beaucoup aidée pour la mise en place et le suivi de mes essais ainsi que
?? Saliou Bella BALDB, pour sa disponibilité.
Je tiens à témoigner ma reconnaissance à :
?? Juliette Lapez, secrétaire au laboratoire de Biologie des Sols au
centre ISRA-ORSTOM de Dakar (Bel Air), pour la dactylographie, et
* Monsieur Moustapha NIANG, Agent à l’Unité d’Information et de
Valorisation Q.JNIVAL) de I’ISRA, pour la mise en page du manuscrit.
Mes remerciements s’adressent aussi à Monsieur Sidy CAMARA,
Directeur de I’ENCR et toute sa fkmille, tout le personnel administratif de
I’ENCR sans oublier le Docteur Fiacre COLY et l’infirmier Massiré SECK.
Je remercie tous les membres de l’Amicale des Etudiants de 1’ENCR pour
leur soutien moral.
Je remercie également la Societé de Développement et de Vulgarisation
Agricole (SODEVA) de Diourbel qui m’a aidée sur le choix du site et la mise
en place de l’essai en milieu paysan, I’ISRA, particulièrement le CNRA de
Bambey qui m’a accueillie dans le ‘laboratoire de microbiologie du MIRCEN
et m’a fait bénéficier de l’appui du, laboratoire central d’analyses.
Je tiens à remercier 1’UNESC~ qui, par le contrat no 220.652.1, a bien
voulu financer le travail présenté clans ce document.
Enfin, mes remerciements s’adressent également à tous ceux qui, de près
ou de loin ont œuvré pour la réussite de ce travail.
Introduction
Les importantes diminutions de la fertilité des sols tropicaux exigent un
apport d’engrais, particuliérement azotés qui sont trés coûteux pour les pays en
voie de développement. Les techniques de la fixation biologique de l’azote qui
représente une alternative certaine à i’emploi des engrais azotés, ont été testées
dans la culture de l’arachide (Aradfs hypogaea) au Sénégal.
Au Sénégal, prés de 23 millions d’hectare sont cultivés chaque année.
Malgré les efforts de diversification~ poursuivis depuis l’indépendance (coton,
riz, maïs, canne à sucre, tomate industrielle...), l’arachide demeure la premiére
culture industrielle avec une production annuelle variant entre 490.000 à
950.000 tonnes (Tableau 1).
Tableau 1 : Evolution de la production de~l’arachide au Sénégal (Biarnes,l988)
Production (milliers de tonnes)
Campagnes
Arachide huilerie
1983-1984
~20,7
570,9
1984-1985
~
13,l
490,o
19851986
~10,7
590,5
1986-1987
~23,3
821,8
1987-1988
~16,7
946,4
Le travail présenté dans ce mé oire est une contribution à l’étude de l’effet
de l’inoculation avec des souches
Rhizobium sur la croissance, la nutrition
et le rendement de l’arachide
au champ.
-
Généralités sur la fixation biologique de l’azote chez l’arachide
1. La plante
L’arachide est une 1Qumineuse appartenant à la sous-famille des Papilio-
tracées. C’est une plante étalée avec deux paires de folioles ovales et glabres.
Les fleurs sont jaunes et les gousses sont sous terre (Berhault, 1967 ; Fig. 1).
2. Le Rhizobium
Les Rhizobizun sont des bactéries en forme de batonnet. Ils sont généra-
lement mobiles gràce à quelques flagelles. Les Rhizobium forment des colonies
incolores, blanches ou couleur crème sur un milieu de culture manitol extrait
de levure. Les Rhizobium sont classés en six grands groupes d’inoculation croisée
definis en fonction de leur spécificité vis-à-vis des plantes-hotes. Les Rhizobium
nodulant l’arachide appartiennent au groupe des Rhizobium cowpea qui peuvent
noduler également le niébé (Vigna unguicukzta), le voandzou (Vigna subrerranea),
(FAO, 1985).
3. Infection des racines de l’arachide par les Rhizobium
Dans le cas de l’arachide, les nodules se forment au point d’émergeance
des racines secondaires. Il n’y a pas de cordon d’infection. Les Rhizobimn pénè-
trent entre les cellules basales des poils absorbants et se regroupent dans des
poches intercellulaires à partir desquelles ils pénètrent dans les cellules végétales
oii ils sont enfermés dans une membrane-enveloppe. Les Rhizobium se trans-
forment ensuite en bactéroïdes au cours des divisions des cellules végétales.
4. Fonctionnement du nodule
Comme chez toutes les légumineuses, le fonctionnement des nodules de
lkachide nécessite de l’énergie fournie par la photosyntése. A notre connaissance,
le coût énergétique de la fixation biologique de l’azote n’est pas déterminé chez
lkachide. Cependant, Ryle et al. (1979) ont pu observer que chez les légumi-
neuses cowpea (l’arachide pourrait être rangée chez les légumineuses cowpea),
la photorespiration chez les plantes fixant l’azote est double de celle de:s mêmes
---.-
---
---1
liole
I fleur
gynophore
A J
A
L’ p-f
A’ 5‘” &--
4
radicelles
Fig. 1 : Différents organes d’une plante d’arachide
6
plantes poussant sur un milieu avec du nitrate. Au cours de la fixation biologique
de l’azote, de la leghémoglobine apparaît dans le tissus nodulaire. Son rôle es-
sentiel est d’approvisionner en oxygène les bactéroïdes dans les conditions
optimales de la fixation de l’azote. L’enzyme impliquée dans la fixation biolo-
gique de l’azote est la nitrogénase. Cette enzyme catalyse la réduction de l’azote
en ammonium chez tous les systémes biologiques fixateurs d’azote, (Fig. 2). Elle
est constituée de deux protéines : une ferromolybdoprotéine et une ferroprotéine.
L’ammonium produit est assimilé par la plante au niveau des nodules. L’azote
est alors exporté des nodules (sève brute) sous forme d’amides, d’uréides et de
protéines (Fig. 3). L’effectivité d’un systéme symbiotique (légumineuse associée
au Rhizobium) dépend à la fois des détermimants génétiques appartenant à la
plante-hôte et ceux appartenant à la souche de Rhizobiwn. Chez l’arachide,
Duggar (1935) a observé des différences significatives dans la nodulation de
plusieurs génotypes et Burton (1976) a rapporté une variation importante dans
l’accumulation de l’azote chez plusieurs variétés cultivees en serre avec comme
unique source d’azote, l’azote provenant de l’atmosphère. Enfin, Ndoye et al.
(1991) ont montré une variation de la fixation biologique de l’azote chez plusieurs
variétés d’arachide inoculées avec les mêmes souches de Rhizobium.
5. Fixation biologique de l’azote au champ
Le rôle des légumineuses dans l’agriculture est maintenant bien connu :
le!; légumineuses à graines et les légumineuses fourragères constituent une source
très importante de protéines pour l’alimentation humaine et celle du bétail ; les
légumineuses contribuent également pour une bonne part à la restauration de la
fertilité des sols par retour de tout ou une partie de la plante au sol. Ces proprié-
tés des légumineuses résultent principalement de leur aptitude à fixer l’azote de
l’air quand elles sont en symbiose avec des souches de Rhizobium. Il est alors
nécessaire d’estimer avec précision la quantité d’azote fixé chez les légumineuses
afin de connaitre la contribution de la fixation biologique dans l’économie de
l’azote au niveau des différents systèmes agricoles. Il existe différentes mé-
thodes d’estimation de la fixation biologique de l’azote :
(i) méthode du bilan azoté utilsée par Rinaudo et al. (1983) dans le cas
de Sesbania rostr-ata ;
E L E C T R O N S DONOR
PLANTS
t-
ELECTRONS
I
PROTEINS
L r
\\
Fe - Mo PROTEIN
t
AMINOACIDS
F e PROTEIN
t
\\ NH3
GL”TA&E
Mg - ATP
GOGAT 4,.
Mg - ADP + PI
1
2 OXOGLUTARATE
ENERljY SOURCE
._
t
Fig. 2 : Schéma montrant la biochimie de la fixation biologique de l’azote
PHOTOSYNTHESIS
Produits 02o?és provenonl
,
,drotcs
lo fixation de N 2
carbono
ovenont
te 10
DSYddS
, .
G O G A T
C R O I S S A N C E
1
?
+ Er EKTA~~IEN_- :
O U N O D U L E
--co2.-.-----.-
f
t Membrone du bactérddc
j!iy&r:-:‘ -
-
NO,-
N O , -
Fig. 3 : Transport de l‘azote dérivé de la fiiation biologique
--
(ii) méthode basée sur l’activité réductrice de l’acétyléne (ARA) décrite
par Hardy et a1 (1973) ;
(iii) méthode par différence ($Villiams et al., 1977) et
(iv) méthode utilisant l’isotope marqué 15N (Fred et Brochard, 1975).
Utilisant la méthode par difference, Rizk a montré que l’arachide fixait
79 kgN/ha. Avec la même méthode, Ratner et al. (1979) ont estimé que cette
fixation était comprise entre 87 et ‘222 kgN/ha.
6. Facteurs limitants de la fixation biologique de l’azote
Dans un système agricole, le potentiel fixateur d’azote d’une symbiose
légumineuse-Rhizobiu ne s’exprime que si la symbiose est préservée de l’in-
tervention des facteurs limitants qui sont d’ordre édaphique, climatique et
biologique.
6.1 Facteurs édaphi@es
6.1.1 Eau du qv/
L’influence de l’eau du sol sur la fixation biologique de l’azote chez I’ara-
chide n’a pas encore été étudiée dans le cas des sols du Sénégal. Toutefois, il
faudra convenir qu’une humidité excessive (en particulier l’engorgement) est
nuisible à la symbiose légumineuse-Rhizohiu
et qu’une sécheresse inhibe la
nodulation et réduit la fixation de l’azote.
6.1.2 Acidité
L’arachide est une des légumineuses tropicales aptes à tolérer l’acidité
(pH = 4-5).
.------
----_-
-_-
_I-
6.1.3 Phosphore~ et azote combiné
En limitant la croissance de la plante, le phosphore limite la nodulation
et la fixation de l’azote. L’azote combiné (azote nitrique et ammoniacal) a un
effet inhibiteur sur la symbiose lé&urnineuse-Rhizobiu se traduisant par un
blocage de l’infection et une dimunition de la fixation de l’azote.
6.2 Facteurs climatiqjues
La température est le facteur climatique le plus important. Chez beaucoup
de légumineuses, les températures élevées sont défavorables à la nodulation et
à la fixation de l’azote.
L’arachide peut noduler à des températures avoisinant 35T (Guèye,
comm. pers.).
6.3 Facteurs biologic/ues
Dans les sols sénégalais, les deux principaux facteurs biologiques qui
limitent la fixation de l’azote chez l’arachide sont les Rhizobium natifs et les
nématodes.
6.3.1 Présence &e Rhizobium natifs
Au Sénégal, les sols renferment une microflore rhizobienne (Rhizobium
natifs) très infective et dont l’importance est très variable. Ndiaye (1986), rap-
porte que la population de Rhizobiim natifs dans le sol de Bambey est supé-
rieure à celle des Rhizobium natifs du sol de Nioro. Dans ces sols, l’inoculation
de l’arachide avec une souche de qhizobium hautement effective dépend alors
en très grande partie de sa compétmvité, vis-à-vis des souches natives, c’est-
à-dire de son aptitude à induire une nodulation en présence des souches de
Rhizobium natifs.
6.3.2 Présence Cie nématodes
Les nématodes provoquant des lésions sur les racines (Pratylenchus)
-
l
---.
---
empêchent souvent la nodulation des l’arachide alors que les nématodes pro-
duisant des galles (Méloidogynes) dimunient la fixation de l’azote en interférant
avec la nodulation (Germani, comm. pers.). Rappelons que les partenaires de la
symbiose légumineuse-Rhizobium sont la plante-hôte et le Rhizobium qui évo-
luent dans un environnement donne. L’amélioration des performances sym-
biotiques est possible en agissant sur ~l’un ou l’autre des deux partenaires ou en
agissant sur l’environnement. La sélection des souches de Rhizobium effectives
et compétitives (rôle principal des MIRCENs), l’analyse génétique des Rhizo-
bium et l’étude des techniques d’inoculation constituent actuellememt les
principales voies de recherche dans l’amélioration de la fixation biologique de
l’azote par l’approche microbienne. Au Sénégal, Ndoye et al. (1991) ont sélec-
tionné en serre deux souches de Rhiiobium effectives sur les variétés 73-30 et
73-33 de l’arachide.
Notre travail a consisté à effectuer un essai d’inoculation de l’arachide afin
de pouvoir déterminer :
0 la nécessité d’inoculer l’arachide au Sénégal
* la compétitivité des souches de Rhizobium antérieurent sélectionnées
par Ndoye et al. (1991). ~
* l’aptitude de ces souches à induire une nodulation efficiente en présence
d’azote combiné.
Matériels et méthodes
Un essai d’inoculation au champ de l’arachide a été conduit en station
expérimentale et en milieu paysan. ~
1. Variétés d’arachide ~
Les variétés 73-30 et 73-33 ont été utilisées pour l’essai. Les caractéris-
tiques de ces variétés sont présentées en Annexe 1. Toutefois, compte tenu des
changements de la carte variétale de ~l’arachide au Sénégal, les zones de culture
de ces deux variétés ont subi des migrations vers le sud du pays. La variété
II_.-- . .._ .--
---
----
7 3 - 3 0 est cultivée entre 600 et 800 mm tandis que la variété 7 3 - 3 3 est cultivée
entre les isohètes 800 et 1OOQ mm.~
2. Souches de Rhizobiuni
Deux souches de Rhizobium, :MAO 318 et RCH ont été utilisées pour
inoculer les variétés d’arachide dé ‘tes au paragraphe précédent. MAO 3 18 est
une souche de Rhizobium isolée de ‘arachide, variété 55437, cultivée dans un
1
pot contenant du sol prélevé à la sol C2 Nord du Centre National de Recherche
Agronomique (CNRA) de Bambey. ~ RCH est une souche de Rhizobium isolée
également de l’arachide et qui nous est fournie par le laboratoire de microbiologie
des sols de l’Office de Recherche Sbientifique et Techniques pour le Dévelop-
pement en Coopération (ORSTOM)~ de Dakar.
3. Description de l’essai ~
L’essai dont le plan est indiqué en Annexe 2 comporte six traitements :
: les graines n’ont pas été inoculées avec
Rhizobium et n’ont reçu aucun apport
Traitement 2. Azo ‘e : les graines n’ont pas été inoculées avec
une souche e
d Rhizobium mais ont reçu une application
d’engrais NP$, 8-18-27 à raison de 150 Kg/ha.
Traitement 3. MA
318/T : les graines ont été enrobées avec
0
la souche de Rfzizobium MAO 318 incluse dans de la tourbe
et n’ont pas reçu d’engrais azoté.
Traitement 4. MA(!I 318/L : les graines ont été inoculées avec
la souche de khizobium MAO 3 18 apportée sous forme
liquide et n’ dnt reçu aucun engrais azoté.
Traitement 5. RC&T : même procédé que pour le traitement
3 en utilisant ~la souche de Rhizobium RCH uniquement.
Traitement 6.
: inoculation des graines avec la souche
A l’exception des parcelles
avec de l’engrais 8-18-27, toutes les
parcelles ont reçu un engrais de fon composé de phosphate supertriple (p,o,)
à raison de 27 kg/ha et de chlorur
de calcium (KCl) à raison de 40 kg/ha.
L’essai a été réalisé sur un di$ositif factoriel en split-plot complètement
randomisé avec quatre répétitions
lequel les traitements “inoculation” cons-
tituent le premier facteur et les
étés le second facteur. Nous avons semé
l’arachide manuellement selon
de 50 cm entre les lignes et 15
cm sur la ligne à raison d’une grai
4. Méthodes d’inoculation ~
Deux types d’inoculum ont ét# utilisés.
4.1 Inoculum liquide ~
Chaque souche de Rhizobium
été mise en culture dans un milieu YEM
(yeast extract manitol )
:
contenant par itre d’eau distillée : K.$IPO, : 0,5 g ; MgSO,,
7qO : 0,2 g ; NaCl : 0,l g ; manito : 10 g ; extrait de levure : 1 g. Ce milieu
a été stérilisé à 120°C pendant 20
à l’autoclave. Après 7 jours de croissance,
4
la suspension rhizobienne obtenue (liO9 cellules/ml) a été appliquée directement
sur la graine à raison de 2 ml par ipoquet.
4.2 Inoculum tourbe 1
L’inoculum liquide préparé comme décrit au paragraphe ci-dessus est
mélangé avec de la tourbe stérile d nt le pH a été préalablement ajusté à 7,O.
Après 7 jours d’incubation à la te
ambiante, l’inoculum tourbe ainsi
obtenu a été appliqué sur les
d’arachide selon la technique d’enrobage
des graines recommandée
(1985) à raison de 4 g/kg d’arachide
conformément au contrôle
de l’inoculuti effectué et décrit en
Annexe 3.5.
--
5. Sites expérimentaux ~
L’essai a été conduit dans troi localités distinctes : dans deux stations ex-
périmentales de l’Institut Sénégalai de Recherches Agricoles (ISRA) sises à
Bambey et à Nioro et dans un
paysan situé à Mbakhane , dans le dépar-
tement de Diourbel, (Fig.4). Le sol
ces localités renferme très peu d’éléments
nutritifs comme l’indique le Table
2 .
Résultats et discussion
l
L’effet de l’inoculation de 1’ achide a été évalué en mesurant quelques
paramètres de la fixation
l’azote : poids sec des parties aériennes
et des nodules, activité
(ARA), teneur en azote et azote
total des parties aériennes.
Tous les résultats sont indiques aux Tableaux 3, 4, 5, 6, 7 et 8.
1. Effet principal des différents types d’inoculum
A Bambey et à Nioro, aucun ffet principal de I’inoculum n’a été observé
sur les différents paramètres de la fixation de l’azote étudiés. Par contre, à
Mbakhane, on a constaté un effet principal significatif sur 1’ARA total, sur
1’ARA spécifique et sur la teneur n azote (N %), (Tableau 3) : la souche de
Rhizobium RCH apportée sous f rme liquide a amélioré I’ARA total des
plantes de 89, 69, et 132 % respec ivement par rapport aux plantes ayant reçu
:
un apport d’engrais NPK 8-18-27 à la dose de 150 kg/ha, aux plantes inoculées
avec la souche MAO 318 apportée sous forme liquide et aux plantes inoculées
avec la souche MAO 318 apportée ous forme de tourbe ; l’inoculation de l’ara-
chide avec la souche de Rhizobiwn CH apportée sous forme liquide a également
amélioré 1’ARA spécifique compara ivement aux plantes ayant reçu de l’engrais
NPK 8-18-27 (-+ 68 %) et la teneur en azote comparativement aux autres traite-
ments (incluant les plantes infectée par les souches natives et les plantes ayant
reçu de l’engrais NPK).
:
L’enrobage des graines avec
tourbe est généralement la méthode
la plus utilisée pour inoculer les lég mineuses (Burton, 1981 ; Bordeleau, 1990).
Fig. 4 : Différbnts sites expérimentaux
I
iI Tableau 2 : Caractkistiques physico-chimiques des sols des stations expérimentales de Bambey et Nioro.Stations expérimentales (*)
r Caractéristiques Bambey Nioro
C Total (%)
0,51
0,31
N Total (%)
0,03
0,03
P Total (ppm)
7 4
337
P assimilable (ppm P)
4
68,3
Argile (%)
.
634
3,3
Limon (%)
773
13
Sable (%)
86,3
94,9
PH (=-JO
78
599
PH 0320)
78
698
(*) : L’analyse du sol du village de Mbakhane n’a pas été effectuée.
Tableau 3 : Effet principal d=
n u,,ti
T'%fentes ,m&hodes d"rnocu!ation de !'arachide (var&és Y$-30 et 7W3) avec des souches de Rhizobiumcultivée au champ
en station expérimentale (Bambey et Nioro) et en milieu paysan (Mbakhane,départementde Diourbel)
Poids sec (g/lO pl.)
ARA total
ARA spécifique
Localités
Traitements (3)
Parties aériennes
Nodules
(~ole/hlO pl.)
(wohWw)
Teneur enazote (N %)
Ntotal (g/lOpl.)
Bambey
Témoin
60,20 a
055 a
50,96 a
0,lO a
2,90 a
1,70 a
Azote
76,00 a
0,84 a
71,40 a
0,lO a
2,90 a
2,20 a
MAO 318/lY
56,80 a
0,33 a
36,96 a
0,12 a
3,00 a
1,70 a
MAO 318/L
36,00 a
0,29 a
30,97 a
0,09 a
2,90 a
1,OO a
RCHR
52,OO a
0,37 a
43,24 a
0,12 a
2,80 a
1,30 a
RCH/L
49,50 a
0,58 a
94,69 a
0,17 a
2,80 a
1,40 a
C.V. (%)
19,61
38,52
52,69
26,74
5704
25,25
LSD 0,05
59,29
0,82
95,64
0,09
0,42
1,78
IM,
1QA n5 rl
()pSa
3Josl
6+70 a
Azote
0166 a
120173 a
0117 a
2,90 a
5,40 a
MAO 318/T
184,70 a
0,46 a
95,93 a
0,16 a
3,lO a
5,80 a
MAO 318/L
143,30 a
0,57 a
71,22 a
0,ll a
2,80 a
4,lO a
RCH/I’
186,50 a
0,60 a
83,40 a
0,13 a
3,20 a
6,lO a
RCH/L
202,80 a
0,92 a
183,12 a
0,18 a
3,lO a
6,40 a
C.V.(%)
18,33
52,36
49,35
42,50
6,30
35,40
LSD 0,05
109,4
096
128,14
0,lO
0,69
3s
IvIbakhsae(2)
Témoin
34,20 a
0,20 a
40,21 bc
0,20 ab
2,80 c
0,90 a
Azote
38,50 a
0,23 a
37,3obc
0,16 b
2,90 c
1,lO a
MAO 318/I’
40,60 a
0,27 a
44,69 bc
0,17 ab
2,70 c
1,lO a
MAO 318/L
35,lO a
0,20 a
32,62 c
0,18 ab
3,OObc
1,OO a
RCH/T
35,00 a
0,27 a
67,63 ab
0,25 ab
3,30 ab
1,OO a
RCH/L
41,60 a
0,29 a
75,96 a
0,27 a
3,50 a
1,20 a
C.V. (%)
15,66
37,67
40,52
34,43
8,ll
21,13
LSD 0,05
14,90
0,15
29,56
om
0,35
096
(1) : Les prélèvements de plantes ont été effectués tardivement à Nioro.
(2) : Les pr&&vements à MBakhane ont été effectués sur 5 plantes.
(3) : Le traitement “Azote” est une application d’engrais NPK, 8-18-27 a la dose de 150 kg/ha.
Les valeurs suivies d’une même lettre ne sont pas significativement différentes au seuil de 5 % d’après le test de Duncan.
.
-
Cependant les résultats indiqués an Tableau 3 montrent qu’une souche de
Rhizobium (RCH), apportée sous fo e liquide, améliore la fixation biologique
de l’azote et la teneur en azote p atr‘es aériennes des variétés 73-30 et 73-33
de l’arachide cultivée au village de Mbakhane. Ce type de réponse de l’arachide
à l’inoculation avec une souche de , R hizobium apportée sous forme liquide est
comparable aux résultats de Narnbiar et Dart (1982) qui ont obtenu en Inde une
réponse significative de l’inoculatio
de la variété Robut 33-l avec la souche
n
NC 92 apportée sous forme liquide et aux résultats de Guèye (1991) montrant
l’effet de l’inoculation du niébé (Vig
unguiculata) avec une souche de Rhizo-
bium également apportée sous form
Tenant compte de la très longue pratique de la culture de l’arachide au
village de Mbakhane, le nombre de,‘Rhizobium infectfs sur l’arachide présents
dans ce sol doit être relativement élu vé bien qu’aucune estimation Préc:ise n’ait
été effectuée. Cela suppose que la t
s, uche de Rhizobium RCH est plus compé-
titive sur les variétés 73-30 et 73-3 que les souches de Rhizobium natifs : le
poids sec des nodules plus élevé (m is non significatif) constaté sur les plantes
inoculées avec la souche RCH appox,ée sous forme liquide en est une indication :
290 mg pour 200 mg observé chez les plantes non inoculées.
2. Effet principal des variétés d’arachide
Dans toutes les localités
e meilleure réponse à l’inoculation de
la variété 73-33 (Tableau 4) :
y, le poids sec des nodules et I’ARA
total sont supérieurs à ceux de la
é 73-30 (+ 75 % et + 67 % respective-
ment) ; à Nioro, la prédominance
variété 73-33 sur la variété 73-30 s’est
manifestée sur le poids sec des p
es aériennes (+ 31 %), la teneur en azote
(+ 6 %) et l’azote total des p
ennes (+ 32 %) ; à Mbakhane, cette
prédominance a été observée sur
poids sec des parties aériennes (+ 43 %),
1’AR.A total (+ 20 %) et sur l’a
total des parties aériennes (+ 44 %). Les
importantes variations intraspéci
de la fixation de l’azote existant chez une
légumineuse ont été décrites par pl
US auteurs. Chez l’arachide, Dommergues
et al. (1979) avaient montré que la
té 28-206 fixe l’azote mieux que la variété
55437 ; Ndoye et al. (1991) ont par
uite criblé parmi plusieurs variétés étudiées
en serre, les variétés 73-30 et
qui s’associaient mieux avec les souches
de Rhizobium MAO 318 et RC
tude a montré qu’au champ, la variété
Tableau 4 : Effet principal des vari&és 73-30 et 73-33 de l’arachide inoculées avec des souches de Rhizobium au champ
en station expérimentale (Bambey et Nioro) et en milieu paysan
(MBakhane, département de Diourbel).
Poids sec (g/lO pl.)
ARA total
ARA spécifique
Localités
Variétés
Parties aériennes
Nodules
(p.mleb-dlO pl.1
(pmole/h/mg)
Teneur en azote (N6)
N total (g/lO pl.)
Bambey
73-30
53,50 a
0,36 b
40,89 b
0,12 a
2,90 a
1,50 a
73-33
56,70 a
0,63 a
68,52 a
0,ll a
3,OO a
1,60 a
C.V. (%)
19,61
38,52
52,69
26,74
5,04
25,25
LSD 0,05
Nioro (1)
73-30
163,60 a
0,68 a
117,84 a
0,15 a
3,00 b
4,90 b
7 3 - 3 3
215,lO b
0,74 a
128,31 a
0,16 a
3,20 a
6,50 a
C.V. (%)
18,33
52,36
49,35
42,50
6330
35,40
LSD 0,05
MBakhane ( 2 )
73-30
30,80 b
0,22 a
40,55 b
0,19 a
3,lO a
0,90 b
73-33
44,lO a
0,27 a
48,92 a
0,22 a
3,00 a
1,30 a
C.V. (%)
15,66
37,67
40,52
34,43
*
8,ll
21,13
LSD 0,05
(1) : Les pr&Zvement.s des plantes ont 6th effectuks tardivement à Nioro.
(2) : Les pr&vements CI MEbkhane ofit été effectués sur 5 plantes.
Les valeurs suivies d’une même lettre ne sont pas significativement différentes au seuil de 5 % d’après le test de Duncan.
73-33 répond mieux à l’inoculation
la souche de Rhizobium MAO 318 ou
avec la souche RCH. Cette réponse
plus prononcée à Mbakhane ou il y a
eu une amélioration du poids sec
de l’azote total des parties aériennes.
3. Interaction souches de) /?hiz&iumvariétés d’arachide
Dans les trois localités, il y eu
s différences significatives entre les inter-
actions souches de Rhizobium
0
(MA, 318 ou RCH)-variétés d’arachide (73-30
ou 73-33), (Tableaux 5, 6, 7).
interactions les plus significatives dans
chaque localité et pour chaque par
ètre de la fixation de l’azote sont récapi-
tulées dans le Tableau 8. En
uniquement la variété 73-33 qui est
prédominante sur la variété 73-30,
(i)
A Bambey, l’arachi e répond mieux à un apport d’engrais NPK
8-18-27 à la dose d 150 Kgjha qu’à une inoculation avec une
souche de Rhizobie (MAO 318 ou RCH).
(ii) A Nioro, l’arachide
mieux à l’inoculation avec la souche
de Rhizobium RCH
apport d’engrais NPK 8-18-27 à la
dose de 150 Kg/ha.
de l’arachide à l’inoculation
avec une souche de
compatible avec la faible po-
pulation de Rhizobi
natifs présents dans ce sol rapporté par
Ndiaye (1986).
(iii) A Mbakhane, l’arac ide répond mieux à l’inoculation quand elle
est associée à la sou he de Rhizobium RCH apportée sous forme
liquide.
F
Conclusion
l
Rappelons tout d’abord
souches de Rhizobium n’est
de l’arachide, les essais
que l’inoculation
souches de Rhizobium indigènes.
Tableau 5 : Interactions de différents traitements avec les variétés 73-30 et 73-33 d’arachide inoculées avec des souches de Rbizobium
au champ à la station exp&imentale de Bambey.
Poids sec (g/lO pl.)
ARA total
ARA spécifique
Traitements
Variétés
Parties ahiennes
Nodules
(pmole/h/lO pl.)
( ymole/h/mg)
Teneur en azote (N %)
N total (g/lO pl.)
Témoin
73-30
59,00 bc
0,41 cde
38,50 bc
0,lO c
3,00 ab
1,70 bc
73-33
61,40 bc
0,69 bc
63,41 bc
0,09 c
2,90 abc
1,70 bc
Azote (1)
73-30
71,80 ab
0,65 bcd
67,07 bc
0,12 lx
2,80 bc
2,00 ab
73-33
80,30 a
1,02 a
75,72 b
0,09 c
3,lO a
2,50 a
%Wh
n in p
31656
~~1).12k.LOO ab
1,70 bc
73-33
58,00 bc
0146 cde
52,28 bc
0,llbc
3,lO a
1,80 b
MAO 318iL
73-30
35,80 d
0,25 e
21,14 c
0,09 c
3,00 ab
1,lO c
73-33
36,30 d
0,33 e
40,79 bc
0,lO c
2,90 abc
1,lO c
RCHD
73-30
49,00 c d
0,29 e
36,94 bc
0,12 bc
2,90 abc
1,40 lx
73-33
55,00 bc
0,46 cde
49,55 bc
0,13 abc
2,80 bc
1,30 bc
RCH/L
73-30
49,50 cd
0,36 de
60,04 bc
0,17 a
2,70 c
1,40 bc
73-33
49,50 c d
0,79 ab
129,35 a
0,16 ab
3,00 ab
1,50 bc
C.V. (%)
19,60
38,52
52,69
26,74
5904
25,25
LSD 0,05
16,05
0,28
42,82
0,05
0,22
o,m
(1) : Le traitement “Azote” est une application d’engrais IWK, 8-18:27 à la dose de 150 kgJha.
Les valeurs suivies d’une même lettre ne sont pas significativement différentes au seuil de 5 40 d’aprhs le test de Duncan.
Tableau 6 : Interactions de différents traitements avec les variétés 73-30 et 73-33 d’arachide inoculkes avec des souches de Rbizobium au champ
à la station expérimentale de Nioro.
Poids sec (g/lO pl.)
ARA total
ARA spécifique
Traitements
Variétés
Parties aériennes
Nodules
(l.l.mole/h/lO pl.)
(wole/h/mg)
Teneur en azote (N %>
N total (g/lO pl.)
Témoin
73-30
161,20 c d
1,06 ab
165,58 ab
0,16 ab
3,20 ab
5,20 abc
73-33
228,80 ab
1,Ol abc
202,51 a
0,19 ab
3,30 a
7,50 ab
Azote (1)
73-30
167,30 c d
0,75 abc
143,26 abc
0,19 ab
2,80 c
4,80 abc
73-33
280,OO a
0,59 abc
98,21 bc
0,15 ab
3,lO ab
6,20 abc
MAO 318/T
73-30
197,90 bc
0,42 c
95,67 bc
0,14 ab
3,00 abc
6 OU a b c
73-33
171,50 c d
0,50 bc
96,18 bc
0,17 ab
3,20 ab
5170 abc
MAO 318/L
73-30
128,30 d
0,41 c
58,44 c
0,13 ab
2,70 c
3,50 c
73-33
158,50 c d
0,74 abc
84,Ol bc
0,09 b
3,00 abc
4,80 abc
RCJVT
73-30
132.90 d
0,74 abc
101,05 bc
0,12 ab
3,20 ab
4,30 bc
73-33
240,20 ab
0,47 bc
65,74 bc
0,13 ab
3,20 ab
7,80 a
RCH/L
73-30
193,80 bc
0,7Oabc
143,04 abc
0,14 ab
2,90 bc
5,80 abc
73-33
212,Oo bc
1,14 a
223,21 a
0,22 a
3,30 a
7,00 ab
C.V. (a)
18,33
52,36
49,35
42,50
6,30
35,40
LSD 0,05
51,55
0,56
90,23
0,lO
0,29
3,w
(1) : Le traitement “Azote” est une application d’engrais NPK, 8-18-27 à la dose de 150 kg/ha.
Les valeurs suivies d’une même lettre ne sont pas différentes au seuil de 5 % d’après le test de Duncan.
Tableau 7 : Interactions de diffbtents traitements avec les variétés 73-30 et 73-33 d’arachide inoculées avec des souches de Rhizobium au champ
au village de MBakhane, département de Diourbel.
Poids sec (g/5 pl.)
ARA total
ARA sp&Sque
Traitements
variétés
Parties ahiennes
Nodules
(pmole/h/S pl.)
(pmoM-dq3)
Teneur en azote (N %)
N total (g/5 pl.)
Témoin
73-30
27,50 d
0,17 a
26,44 a
0,15 b
2,90 bcd
0,80 d
7 3 - 3 3
40,90 abc
0,21 a
53,99 abc
0,25 ab
2,80 cd
1,lO bcd
Azote (1)
73-30
31,30 d
0,20 a
31,16 c
0,15 b
3,00 bcd
1,OO bcd
7 3 - 3 3
45,80 ab
0,26 a
43,43 bc
0,16 b
2,80 cd
1,20 bc
MAO 318/T
73-30
30,40 d
0,24 a
35,19 bc
0 l’/ b
L 80 cd
n nn d
7 3 - 3 3
49,80 a
0,32 a
54,19 abc
0117 :b
2:70 d
1:30 b
MAO 318/L
73-30
33,80 cd
0,20 a
31,67 c
0,16 b
3,lO bcd
1,OO bcd
7 3 - 3 3
36,50 bcd
0,19 a
33,58 c
0,20 ab
3,00 bcd
1,lO bcd
RCW
73-30
26,90 d
0,24 a
5 1,20 abc
0,24 ab
3,30 ab
0,90 cd
7 3 - 3 3
43,30 abc
0,31 a
84,05 a
0,27 ab
3,20 lx
1,lO bcd
RCJJL
73-30
35,00 cd
0,26 a
67,66 ab
0,29 a
3,30 ab
1,20 bcd
7 3 - 3 3
48,30 a
0,33 a
84,25 a
0,25 ab
3,60 a
1,80 a
C.V. (%)
15,66
37,67
40,52
34,43
8,ll
21,13
LSD 0,05
8,71
0,14
29,94
0,ll
O>N
0,35
(1) : Le traitement “Azote” est une application d’engrais NPK 8-18-27 à la dose de 150 kgha.
Les valeurs suivies d’une même lettre ne sont pas significativement différentes au seuil de 5 % d’après le test de Duncan
Tableau 8 : Interactions très significatives entre les souches de Rhizobium MAO 318 et RCH apportées sous forme liquide (L) ou sous forme de tourbe (T)
et la variéte d’arachide 73-33 sur différents parametres de la fixation biologique de l’azote dans les stations exp&imentales de Bambey et Nioro
et dans un champ paysan de Mbakhane, dbpartement de Diourbel.
Paramètres de la fixation biologique de l’azote
Localités
Parties ahiennes
Nodules
ARA total
ARA spécifique
Teneur en azote (N %)
N total
Bambey
73-33 x Azote (1)
73-33 x Azote
73-33 x RCH/L
73-33 x RCH/L
73-33 x Azote
73-33 x Azote
73-33 x MAO 3 WI’
Nioro
73-33 x Azote
73-33 x RCH/L
73-33 x RCHiL
73-33 x RCWL
73-33 x Témoin
73-33 x RCH/T
73-33 x RCH/L
MBakhane
73-33 x MA0.31WT
73-33 x RCH/L
73-33 x RCH/L
73-33 x RCHIL
73-33 x RCH/L
73-33 x RCIYL
73-33 x RCH/L
73-33 x RCH/T
73-33 x MAO 318/T
(1) : Le traitement “Azote” est une application d’engrais NPK 8-18-27 & la dose de 150 kg/ha.
montré que dans des localités
pulation rhizobienne du sol est faible,
l’inoculation de l’arachide avec
souche de Rhizobium appropriée pourrait
améliorer la croissance d’une v
convenablement sélectionnée. C’est le cas
de Nioro où l’inoculation de la v
té 73-33 avec la souche RCH a amélioré
le poids sec des parties aériennes
l’activité fiiatrice d’azote. Toutefois, il
convient de remarquer que cette r
e de l’arachide à l’inoculation avec une
souche de Rhizobium a été obtenu
utilisant un inoculum liquide. Cette mé-
thode permet d’apporter un nombre
Rhizobiwn très élevé de façon à asseoir
la supériorité en nombre du Rhizob
introduit sur les souches de Rhizobium
natives. On pourrait ainsi expli
relative compétitivité de la souche de
Rhizobium RCH dans le sol de
ane où on a constaté une réponse de la
variété 73-33 à l’inoculation avec
souche. Il faudrait alors mettre au point
une méthode d’inoculation des
euses utilisant un inoculum liquide et
applicable en milieu paysan.
Les résultats de notre
constituent les résultats de la première
année d’un essai de longue
de l’arachide au Sénégal. Ils
ne permettent donc pas de conclure
nécessité d’inoculer
l’arachide avec des
Ces résultats montrent
cependant que l’accroissement de la
l’arachide au Sénégal
pourrait se faire à Nioro en inocula t au champ la variété 73-33 avec la souche
de Rhizobium RCH.
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ANNEXE1
caractéristiques
des variétés
et 73-33 de l’arachide
r-------l
-~
.
ZARACTERISTIQUES
DE
ILA
PLANTE
-
1 POli’4TS F O R T S
i Plasticité reirsrquable
khistantg S la séche-
resse.
L
--
!
3s
!
1
-
42
52
4
54
I
j
64
34
1
I
!
I 1
J.4 l
I
/
3
j
44
I
I
I
I
-
i
--
la qualité
de Rhizobium
destiné aux essais ‘inoculation de l’arachide,
Introduction
l
Le contrôle de la qualité de
destiné aux essais d’inoculation
de l’arachide avec des souches de hizobium a été effectué selon le protocole
dkcrit par Guèye (1989).
Avant la mise en place des
nous avons dénombré les Rhizobium
contenus dans un inoculum tourbe
nservé à 4 “C (fabriqué avec la souche de
Rhizobium RCH) et évalué leur po
infectif sur la variété 73-33 de l’ara-
chide.
Préparation des unités de croissance
Les graines d’arachide ont été
de Cambérène dépourvu d’azote et
ont été ensuite repiquées dans des
constituées par des jarres
Préparation de I’inoculum
Un échantillon de 10 g de l’ino ulum a été dispersé dans 90 ml de solution
tampon conservée à 4 “C afin d’arr ter la croissance des Rhizobium pendant le
contrôle de la qualité de l’inoculu
. A partir de la suspension rhizobienne
obtenue, nous avons effectué une sé ‘e de suspension-dilution jusqu’à la dilution
10-J à partir de laquelle nous avon effectué une autre série de dilution de 5
en 5 jusqu’à la dilution 1 / 15625. i
Inoculation des unités de Croi)ssance
A partir de chaque dilution en
nous avons inoculé quatre unités de crois-
sance contenant une plantule d’arac
(1 ml/unité de croissance). Nous avons
également considéré quatre unités d croissance servant de témoin qui n’ont pas
été inoculées avec une quelconque
de la suspension de Rhizobium.
Estimation du nombre de Rh@obium
Le nombre caractéristique
à partir des unités de croissance positives
est 444434. Pour une série de
n en cinq, la table MPN (Most Probable
Number) indique 70,6.1@ et 25,2.
Rhizobium viables et infectifs correspon-
dantr respectivement aux nombres
ctéristiques 444433 et 444444. Une règle
de trois relativement simple pe
de déterminer le nombre de Rhizobium
viables et infectifs correspondant
nombre caractéristique 444434 et qui est
égal à 87.102. Tenant compte des
utions antérieures, le nombre définitif de
Rhizobium viables et infectifs sur la
été 73-33 de l’arachide et contenus dans
l’inoculum tourbe testé est de 87
onsidérant que le nombre de Rhizobium
viables et infectifs pour une fixation
azote effïciente chez l’arachide est de 105
par graine et que 1 kg d’arachide
ent 2205 graines, la dose recommandée
pour l’inoculum tourbe testé est
g par kg d’arachide.
Dans notre étude, nous avons légèrement augmenté cette dose en tenant
compte des pertes éventuelles au c urs de l’inoculation et avons appliqué une
dose de 4 g par kg d’arachide (cf : paragraphe 4.2 de la section matériels et
méthodes).
”
25
Introduction _______________*------------ +________________________________________--
~~~~~~~ 4
Généralités sur la fixation biologiIsue chez l’arachide -----------------------5
1 h plante ________________________________________---- -_-----_-- ___________ 5
2 h Rhizobim __________________ - ___________________ --_-_- ________________ 5
3 Infection des racines de l’arachide par les Rhizobium ---------5
4 Fonctionnement du nodule -- _____________ ----_- _______________________ 5
5 Fixation biologique del l’azote au champ -------------------------6
6 Facteurs limitants de :.a fixation biologique de l’azote --------7
6.1 Facteurs édaphiques ____ --- ___________________ -----------------7
6.1.1 Eau du sol ----- _______ ---------------------- __________ 7
6.1.2 Aci&té .________ --_----_- ____________________ ---- _________ 7
6.1.3 Phosphore et azote combiné ----------------------- 8
6.2 Facteurs cfimatques _______ -------------_- _____________________ 8
6.3 Facteurs biolog- ------- _______________________
ques
-------------8
6.3.1 Présence de Rhizobium natifs ---------------------8
6.3.2 présence de Nématdes--------------------- ________ 8
Matériels et méthodes ---_---__ _________________________________ - _-_ -----------~
c
2 Souches de Rhizobi
_____________-_____----------------------------
10
3 Descfiption de
---
l
.--.
-
26
4.1 hwulum fiqui e --__- _________ - _______________________________ 11
4.2 Inoculum tour ___________ - _________ --- -______ ------- --------- 11
5 Sites expérimentaux ---- b ____________________----------------------------
12
Résultats et discussion ___“““““““__________“-““““---------------”------“---“-----””””””
1 2
1 Effet principal des
types d’inoculation --------------- 12
2 Effet principal des
d’arachide __________ ---__- _____________ 13
3 Intéraction souches
d’arachide ---------- 14
Conclusion
______“““““_““_“_“_____ -I _““““-““_“__“______“____________________--------”
1 4
Bibliographie
_____““““““““““__“_____ ““_“““““““““_““____““-““-“““““““-””-------”-”-”“”
.
1 5
Annexe 1
__________-_-_---__-----
------------____---------------------------------
18
Annexe 2
-- ---------------..
----- ____________________ ------_------ ---------------- 2Q
Annexe 3
-------- ---------._-----
______ -- ____ ------- ------------------------------ 22
--
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