REPUBLIQUE DU SENEGAL MINISTERE DU DEVELOPPEMENT...
REPUBLIQUE DU SENEGAL
MINISTERE DU DEVELOPPEMENT RURAL
74Nd
INSTITUT SENEGALAIS DE
DEPARTEMENT DE RECHERCHES
RECHERCHES AGRICOLES
*
(I.S.R.A.)
LES PRODU~i%NS VEGETALES
(D.R.P.V.)
PHYSIOLOGIE DE L’ADAPTATION A LA SECHERESSE
RAPPORT DE SYNTHESE 1990.
D. ANNEROSE
Mars 194
CENTRE NATIONAL DE
RECHERCHES AGRONOMIQUE3
(C.N.R.A.) BAMBEY
---
I. INTRODUCTION
Cinq grands axes principaux permettent de caractériser pour l’année 1990 les activitks
de l’opération Physiologie de 1’Adaptation à la Sécheresse :
i) Les &udes sur la nature des caractkres et des mécanismes physiologiques d’adaptation
à la sécheresse se sont poursuivies avec pour objectif la création de va.rit%& d’arachide
mieux adapt6cs aux conditions pluviométriques.
ii) L’clargissement de ces recherches à l’étude des modes de réaction à la skheresse
chez d’autres plantes avec pour objectif la recherche de mécanismes d’adaptation
originaux.
iii) L’utilisation des données acquises sur les modes de réaction à la sécheresse de
l’arachide en condition pluviales pour la mise en place d’un nouveau projet visant à
définir les modalités de conduite de l’irrigation de cette espkcc dans la région du Fleuve
Sénégal.
iv) La crkation d’outils de modélisation pour faciliter la vulgarisation des acquis récents
obtenus sur le fonctionnement de la plante en condition de sécheresse et permettant ck
mieux comprendre les interactions sol x climat x productivité.
V) La poursuite d’un programme de formation de jeunes chercheurs en physiologie
végétale.
IT. PHYSIOLOGIE DE L’ADAPTATION A LA SECHERESSE DE L’ARACHIDE.
L’objectif de ces études est d’améliorer notre connaissance du fonctionnement
biochimique et physiologique de la plante afin de mieux comprendre la complexiti des
interactions variétés x sécheresse responsables des variations de productivité observées
dans les conditions climatiques de la région. La mise en évidence de caractères
morphologiques,
anatomiques ou phénologiques et la description de mécanismes
physiologiques et biochimiques adaptatifs facilite, avec la mise au point des tests
correspondants, l’identification et la création de matériel mieux adapté à chaque forme
de séc’heresse. L’ensemble des travaux réalisés depuis 1983 dans le cadre de cette
opération sont maintenant regroupes dans une these présent& en 1990 par l’auteur CI
1’Universite Paris VII et intitulée “Recherches sur les mécanismes physiologiques
d’adaptation à la sécheresse. Application au cas de l’arachide (Arachis hypogea L.)
Cultiv&e au Sénégal. Les résultats les plus r6cents correspondent aux travaux menés sur
l’étude des mécanismes de tolérance Lt la sécheresse de l’arachide.
A/Physio - Rapport de synthèse 1990
- Page 2 -
---. --..
de la caaacitb de tolikance B la sécheresse sur feuilles détachées,
Nos pr&%dents travaux ont permis de mettre en évidence l’importante diversité
génotypique existant pour la capacité de tol&ance a la dessiccation des membranes
cellulaires chez l’arachide. Des liaisons ont et& mises en évidence entre cette capa&+ de
tolkance et le maintien des activités physiologiques et biochimiques observd chez
quelques varirZt& en condition de sécheresse. Cependant cette caract&isation s’effectue
à un niveau de complexité tres fin (cellulaire) qui rend difficile la liaison avec les formes
de réaction obsenks à l’échelle de la culture. Nous avons donc essayé d’étudier
l’importance de ce mécanisme à un niveau de complexité supérieur (feuille entière). La
méthode utilisée à consister à évaluer la capacité de tolerance du mat&iel testé à partir
de la mesure de la capacite de récupération de l’état de turgescence de feuilles
préalablement déshydratées. Les résultats obtenus (Tableau 1 et Figure 1) montrent
l’existence d’une relation linéaire entre le degré de déshydratation atteint et le niveau
de rehydratation observé. Des différences variétales significatives sont mises en
évidence pour les niveaux de déshydratation-seuil au-dessous desquels les feuilles ne
retrouvent pas l’intégralité, ou 80 % , de leur contenu relatif en eau initial. La variété 73-
30 qui présente le contrôle stomatique de pertes en eau le plus efficace montre aussi la
plus forte tolérance apparente à la déshydratation. Cependant cette relation ne se
retrouve pas chez les autres variétes et notamment la 57-422 qui constitue le témoin de
résistance protolasmique. 11 est donc probable qu’à ce niveau de complexité d’autres
mécanismes interagissent (pertes métaboliques d’origine respiratoire, contraction des
parois cellulaires autour du protoplasme deshydraté, accumulation de solutés . ..) et
compliquent l’appréciation par cette méthode du niveau réel de tolérance à la
sécheresse.
2, Etudes des relations hydriques chez I’arachidg.
A la suite des résultats précédents nous avons essayé de déterminer si l’existence d’une
régulation osmotique chez l’arachide pouvait modifier la réponse à la sécheresse de
cette espèce. LWude des relations hydriques chez l’arachide a Ctk jusqu’alors
considérablement limitée par l’impossibilité d’utiliser efficacement la chambre à
pression chez cette espèce. Ceci nous a conduit à mettre au point une nouvelle
méthodologie bas& sur l’équilibre de tension de vapeur de tissus foliaires suspendus au-
dessus de solution de NaCf d’osmolalités variables. Les études préliminaires ont permis
de définir précidmment la méthode permettant d’établir des courbes Pression/Volume
(P/V) sur arachide (Figure 2). Celle-ci a été utili& pour effectuer une première
comparaison variétale de la capacité de régulation osmotique chez l’arachide. Ce travail
a servi de stage de fin d’études pour Mr E. MARONE (INDR) et a fait l’objet d’un
mémoire presentk par ce dernier pour l’obtention du titre d’ingénieur agronome. Ces
premiers rksultats montrent l’existence d’une régulation osmotique en condition de
stress chez les variéds 73-30 (16 bars) et 55-437 (3 bars) qui ne se manifeste pas chez
les variétés 57-422, 69-101 et 73-33 (Figure 3). Celle-ci est induite par un traitement de
preconditionnement à la skheresse des plantes. La régulation osmotique persiste 7
jours après la reprise de l’irrigation. Ces niveaux de régulation restent inférieurs B ceux
A/Physio .- Rapport dc synthcsc 1 Q%?
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observes chez d’autres legumineuses, comme le ni&, mais doivent néanmoins
contribuer au maintien d’un meilleur niveau d’adaptation chez des vari&ks, comme.55-
437, qui présentent une faible capa& de t&!rance à la dessiccation. Les prochains
travaux essaieront de prkiser ce point en tentant d’identifier la nature prkise du
mkanisme d’ajustement osmotique chez cette espèce au niveau foliaire et aussi
racinaire. Avec pour objectif d’établir les relations entre ce mécanisme de regulation et
le maintien des processus primaires de la productivité en condition de skheresse.
3 . Evaluation amonomiaue d’une nouvelle variété d’arachide w6coce . . GC-S-35
Depuis 1987 une nouvelle variété très prkoce GC-8-35 (80-85 jours) crke par le service
ARASEC est testée en exp&imentation multilocale. Maigre une réduction de son cycle
de développement elle a assuré dans ces conditions des rendements supérieurs à ceux de
55-437 (+ 20% à +36% au Nord de Bambey; + 16% à Bambey). Afin de préciser ia
nature des caractères et mécanismes à l’origine de cet avantage vis a vis de 55-437 elle a
été testée en 1990 dans les conditions climatiques de Bambey en effectuant un suivi de
son développement végétatif et de sa consommation en eau. Malgré une moyenne de
rendement en gousse chez GC8-35 supérieure de 16% à celui obtenu avec 55-437
aucune différence statistique significative entre les 2 variétés n’est mise en évidence
pour les rendements en gousses et en fanes (Tableau 2). Nkanmoins GC8-35 se
distingue essentiellement de 55-437 par un plus grand nombre de gousses, une
proportion plus importante des gousses monocoques produites mais aussi un nombre
plus important de gousses non mûres. Le suivi du développement végétatif confirme ces
résultats puisque aucune différence n’a été observée entre ces variétés pour leur vitesse
de croissance relative et leur activité assimilatrice nette. Les premières analyses des
mesures de consommation en eau indiquent que les 2 vari&es ont eu une consommation
en eau équivalente sur l’ensemble de leur cycle. Il est probable que GC8-35 a sûrement
un potentiel de production inférieur à 55-437 mais qu’elle le conserve mieux dan3 des
conditions d’hivernage plus court et moins pluvieux que celui de Bambey en 1990. Cette
hypothèse pourra être v&ifiée l’année prochaine grke au systéme d’irrigation
differentielle qui permettra de comparer dans des régimes hydriques contrastés les
performances de GC8-35 à celles de 55-437,73-30 et Grand Chico.
III. ADAPTATION A LA SECFIERESSE CHEZ LES AUTRES LEGUMINEUSES:
ETUDE SUR LE POIS D’ANWLE,
Les mécanismes d’adaptation à la sécheresse chez l’arachide comme nous les avons mis
en évidence ne reflètent probablement pas la totalité des formes de réaction que l’on
peut retrouver chez les plantes cultiv&s en zones semi-aride. L’étude des formes
d’adaptation observées chez d’autres espkes peut faciliter l’évaluation de l’importance
réelle des mécanismes et caractères adaptatifs qui ont étt jusqu’à présent identifiés.
Parmi. celles-ci, le pois d’angole pour sa capacité à poursuivre son développement en
A/l%ysio - Rapport de synthèse 1990
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conditions tr&s &ches constitue un modele d’étude inthssant. Dans une prentiere
étape les potentialit& agronomiques de cette espkce ont été évalubs b I’int4rieur d’une
petite collection en provenance de 1’ICRISAT et du B&in en condithns pluviales
strictes. Les 33 vari&% testées mettent en évidence une grande diver& des formes de
réaction aux conditions de culture chez cette espkce. Les rendements en, gousses
obtenus sont compris entre 4250 et 400 lcglha (Figure 4). Ils ne semblent pas lies à des
caractéristiques phénologiques particuleres puisqu’on retrouve à ces deux extrêmes deux
varietes prkoces à floraison d&erminée, ICPL-87 trks productive originaire d’Inde et
PRN-169 en provenance du Kenya. Comme pour l’arachide le nombre de gousses est le
parametre de rendement le plus étroitement lié au niveau de production en gousses.
Une Premiere classification vari&ale a eté effectuée sur la base de ces résultats et les
variétés identific5e-s pour leur niveau de tol&ance ou de susceptibilite à la sécheresse
serviront dans une prochaine étude des mkanismes d’adaptation a la sécheresse. Une
parue du matkiel a été confiée au Laboratoire d’Ecologie Générale et Appliquec de
1’Univeristé Paris VII (Pr. VIEIRA da SILVA) pour une étude des aspects cellulaires de
la tolerance a la sécheresse.
IV, MISE EN PLACE DU PROJET “CULTURE IRRIGUEE DE L’ARACHIDE DANS
LA REGION DU FLEUVE”.
Avec le développement de l’irrigation des cultures dans la région du Fleuve Sénégal,
l’arachide peut jouer un rôle important grke à la forte valeur ajoutée que constituent le
filières privilegiées d’arachide de bouche et de confiserie. Celles-ci viendraient s’ajouter
au rôle vivrier que peut aussi jouer dans le cas de culture prkoce l’arachide d’huilerie.
Ces nouvelles perspectives permettent de valoriser les acquis du programme dans le
domaine de la physiologie de l’adaptation à la sécheresse dans la définition de critZres
optimises de conduite de l’irrigation. La très grande diversitk des sols rencontrés dans la
région et la difficulté qu’il y aurait de les caractériser tous d’un point de vue
hydrodynamique nécessite, en effet, de déterminer les besoins en eau de la culture à
partir de l’estimation directe de son &at hydrique ou de son activité biophysique et
biochimique. Une opération de recherche a été ainsi acceptée dans le cadre d’un
nouveau projet financé par STD2/CCE intégrant à la fois des recherches en sklection et
en agronomie de l’arachide irriguée. L’identification des sites et la définition des
protocoles a été finalisée et les premiers essais seront mis en place au début de l’annke
1991.
V. ADAPTATION A LA SE- ET MODELBATION,
.
1. Modélisation de la sécheresse aeronomraue,
Afin de faciliter la diffusion et la vulgarisation des acquis dans le domaine de la
physiologie de l’adaptation à, la sécheresse une action de mod&isation des résultats
disponibles a été initike en 1990. La première étape a consisté 2+ simuler à l’échelle
joumaliére les besoins en eau et le développement de l’arachide afin de définir
pr&is&ment le type de sécheresse agronomique rencontrée par cette espèce. Le modéle
développk, ARABHY (Arachide Bilan Hydrique) prend en compte les kctions de la
plante vis c1 vis de la sécheresse afii de d&erminer ses besoins en eau et de vérifier leur
taux de satisfaction. Il a été développé en collaboration avec Madiagne DIAGNE
(SWBXO) et a fait l’objet de deux articles a paraître dans OLEAGINEUX. Il a permis
de procéder à une reévaluation des types de sécheresse agronomiques rencontrées par
l’arachide au Sénégal à partir de la détermination de la durées des cycles satisfaits ainsi
que de la date et l’intensité des périodes de sécheresse en cours de cycle. Cette étude a
Cd conduite sur les principaux types variétaux vulgarisés au Sénégal distingués en
fonction de leur longueur de cycle, leur port, leur d&eloppement végétatif et racinaire.
Ce mod2le a éti concu de façon didactique afin de faciliter l’indgration de données
d’origine diverse. Ii est pr&u en Y991 de lui adjoindre une interface interactive afin de
faciliter son utilisation.
2. Modélisation du développement apronomiaue de l’arachide.
Depuis 1984 un essai de semis dkcak? de l’arachide sert de référentiel au prograqme
afin d’affiner les résultats obtenus en conditions contrôlkes. Ces donnks ont servi au
développement d’un nouveau modkle permettant de simuler a partir de données
climatiques simples le dkveloppement agronomique d’une variété d’arachide précoce.
Les résultats de la simulation ont permis de dkire avec une très bonne prkision le
développement d’une culture d’arachide cultivée à Bambey en 1990 (Figure 5). Ce
travail a 6th effectué par Messieurs LOUKOUBAR (INDR) et MATHIEU (ENITA
Dijon) qui ont été accueillis dans le laboratoire en stage de fin d’étude pour une durée
de 6 mois. Il a fait l’objet d’un mémoire présenté par les deux stagiaires pour l’obtention
de diplôme d’ingénieur. La prochaine étape consistera à poursuivre la validation du
modèle et à l’associer dans un même outil de diagnostic au modèle ARABHY déjà
développé. Il devrait notamment pouvoir être enrichi avec les résultats agronomiques en
milieu paysan attendus de l’opération Phytotechnie conduite par Mr CLOUVEL.
A/Physio - Rapport de synthèse 1990
Page 6 -
- -
-
Depuis 1988 le laboratoire a entame un programme de formation de jeunes Ctudiants
afin de faire face aux éventuels besoins de l’Institut dans le domaine de la physiologie.
Deux etudiants de l’INDR, Mrs MARONE et LOUKOUBAR, ont été ainsi accueillis
dans le laboratoire pour une p&iode de 6 mois. Le programme de recherche qui leur a
été confié a été très bien mené et leur a permis de rédiger un rapport de fin d’études
présenté pour l’obtention de léur diplome d’ingénieur agronome. Ce programme de
formation se poursuivra en 1991 en appuyant notamment ces 2 jeunes ingénieurs dans la
réalisation d’un travail universitaire de 3ème cycle.
.
J
TABLEAU 1 : NIVEAUX DE REHYDRATATION DE FEtJILLW D’ARACHIDE
ATTEGNTS APRES UNE DESHYDRATATION RAPIDE.
Relations entre le contenu relatif en eau après réhydratation (CRI3
=) et le contenu relatif en
eau aprb d&hydratation (CRE DH ). Les CRE DH B partir desquels les feuilles rtkupkent 100
% et 80 5% de leur contenu relatif en eau sont aussi mentionnks.
Chi
VARIETE
CRE ????? ????????
100 X CRE
80% CRE
73-30
y = 1.009x + 65.219
R2 = 0.71pc
34.5 a
14 6 a
KH-149A
y = 1.326% + 48.841
R2 = 0.843**
38.6 b
23.5
bc
55-437
y = 0.847x + 61.203
R2 = 0.743*
45.8
c
22.2
bc
57-422
y = 0.609x + 59.958
R2 = 0.937**
65.7
e
32.9
d
47-16
y = 0.004x + 54.240
R2 = 0.946**
45.6
c
25.6
c
PI-1174
Y = 0.831x + 62.945
R2 = o-709*
44.6
c
20.5
b
CHIC0
y = 1.191~ + 52.290
R2 = 0.949**
40.1
b
23.3
bc
79-40
y = 0.724x + 61.300
R2 = 0.900*"
53.4
d
-
2 5 . 8
c
69-101
y = 0.698x + 64.286
R2 = 0.608*
51.2 d
22.5 bc
Les valeurs suivies de lettres diffhxntes indiquent des différences significatives entre variétés (p = 5 %).
FIGURE 1 : Relation entre le CRE atteint aprb d6sh dmtation (CRE 1) et te
CRE rkupéré après 24 heures de r6hydratation (CR E! 2). La duree maximale
de dbhydratatlon est de 12 heures. Pour la cIart du graphique les points
ne sont pas indiques.
CHIC0.
5 5 - 4 3 7
:
100
/
/
..f
f”.. ô9-101
sa
P I - l 1
E
t
. /
70
-...
.* .--
*..*
awïïi;;i
a la w m 40 sa m 70
KH-149d-=
CRE 1 1%)
60
0
20
30
00
60
70
C R E 1 (Z)#
Figure 2: Courbes presslon/voIume obtenues pour 4 vari&& aprt?s
Bqullibre de tension de vapeur au-dessus d’une solution de NaCI.
RWC X
0
20
40
60
80
100
RWC X
-a02
r
1 I
I
0
20
40
60
80
100
t
I
-0.02-c
,
:
1
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r
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,
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,
1
-0.w --
I
I
I I
II
-o.w--
I I
-5.04 --
I
II
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-0.05 --
I
I
II
-0.05--
. -0.06 --
Il
iii
. -0.06--
--
7 9 - 4 0
t -0.07
5 5 - 4 3 7
1
t? -O-07--
r -0.M --
\\
II
r -o.w--
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-CL1 --
-O.l--
-0.11 --
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II
-0.12 -
-0.12A
RWC X
RWC X
.
0
20
40
60
10
100
4o2Po
-0.02$
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8
1
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fi
KH-149h
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5 7 - 4 2 2
-0.07-
FI -0.07-
k
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I
c -0.0&
\\
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-0.00
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t
-0.1
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II
c
-0.11 I
II
-0.12f
-0.12 1
Jar
Jar
Jar
Jar
0
2
4
6
5
0
2
4
6
6
0
2
4
6
5
0
2
4
6
6
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-Jo--
-y* _ y-,’
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‘1
-El
-J5-
3%
-35-
FIGURE 3: Evolution du potentiel osmotique
foliaire à 100% (traits pleins) et à 0% (pointillés)
de turgescence après reprise chez 5 variétés
préalablement bien Irriguées (paves) ou stressées
(carrés).
Jar = Jours après reprise.
9
9
I
i
TABLEAU 2
ESSAI COMPARATIF GC8-35/55-437. BAMBEY 1990
ANALYSE DE RECOLTE ET DE MATURITE
1
R G
R F
NC
NGF
NGNF
NG2
NGI
PGF
PGNF
PG2
PG1
NBT
NBN
NHT
NRN
’ 55-437
1730
1760
1860
1740
123
l309
429
988
12.4
858.8
153.7
1
2356
279
390
199
GC8-35
2010
1780
2010
1810
206
1120
687
983
17.2
757.5
225.3
2545
237
642
394
1.8
0.0
9.4
0.9
4.9
a.0
9.2
1.4
1.4
9.06
20.9
0.2
0.3
14.7
16.8
"S
n s
*
n s
n s
*
*
n s
n s
*
***
n s
n s
**
**
j cv
(%)
/ 16.1 19.3 3.6 6.0 32.2 7.7 21.5 0.6 38.5 5.9 11.7
( 29.64 42.9 17.9 22.7
/
I
Analyse de récotte:
RG: Rdt gousses (kg/ha); RF: Rdt fanes (kg/ha); NC: Nbr gousses/kg; NGF: NG formées; NGNF: NG non formées; NG2: NG B 2 cavit6s; NGl: NG B 1 CaVitC; PGF: Poids
gousses (PG) formees; PCNF: PG non formees; PGl: B 1 cavité; PG2: PG & 2 cevitbs.
Analyse de maturité:
?
NBT: Nbre de bigraines/kg (NB); NBN: NB non mûres; NMT: NbreMe monograines/kg (NH); NMN: NH non mûres.
*
tt
***: Différences entre variétés significatives à 5%, 1% et 1%. respectivement; ns: non significatif.
I
r
Figure 4:Evaluation pois d’angole.
A
Rendements en gousses.
Rambey 1990
3
T”E--
maspdal sydo smoy = JD~
*(S~UD~)
3gssaJls: n o (sghDd) sagnfi!ul ua!q $UaUiaIqDIDgJd
S~@!JDA 5 zayr, as!JdaJ S$J~D a3ua3safiJn~ a p
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JDr
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RAPPORT DE SYNTHESE 1990.
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I. INTRODUCTION
Cinq grands axes principaux permettent de caractériser pour l’année 1990 les activitks
de l’opération Physiologie de 1’Adaptation à la Sécheresse :
i) Les &udes sur la nature des caractkres et des mécanismes physiologiques d’adaptation
à la sécheresse se sont poursuivies avec pour objectif la création de va.rit%& d’arachide
mieux adapt6cs aux conditions pluviométriques.
ii) L’clargissement de ces recherches à l’étude des modes de réaction à la skheresse
chez d’autres plantes avec pour objectif la recherche de mécanismes d’adaptation
originaux.
iii) L’utilisation des données acquises sur les modes de réaction à la sécheresse de
l’arachide en condition pluviales pour la mise en place d’un nouveau projet visant à
définir les modalités de conduite de l’irrigation de cette espkcc dans la région du Fleuve
Sénégal.
iv) La crkation d’outils de modélisation pour faciliter la vulgarisation des acquis récents
obtenus sur le fonctionnement de la plante en condition de sécheresse et permettant ck
mieux comprendre les interactions sol x climat x productivité.
V) La poursuite d’un programme de formation de jeunes chercheurs en physiologie
végétale.
IT. PHYSIOLOGIE DE L’ADAPTATION A LA SECHERESSE DE L’ARACHIDE.
L’objectif de ces études est d’améliorer notre connaissance du fonctionnement
biochimique et physiologique de la plante afin de mieux comprendre la complexiti des
interactions variétés x sécheresse responsables des variations de productivité observées
dans les conditions climatiques de la région. La mise en évidence de caractères
morphologiques,
anatomiques ou phénologiques et la description de mécanismes
physiologiques et biochimiques adaptatifs facilite, avec la mise au point des tests
correspondants, l’identification et la création de matériel mieux adapté à chaque forme
de séc’heresse. L’ensemble des travaux réalisés depuis 1983 dans le cadre de cette
opération sont maintenant regroupes dans une these présent& en 1990 par l’auteur CI
1’Universite Paris VII et intitulée “Recherches sur les mécanismes physiologiques
d’adaptation à la sécheresse. Application au cas de l’arachide (Arachis hypogea L.)
Cultiv&e au Sénégal. Les résultats les plus r6cents correspondent aux travaux menés sur
l’étude des mécanismes de tolérance Lt la sécheresse de l’arachide.
A/Physio - Rapport de synthèse 1990
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de la caaacitb de tolikance B la sécheresse sur feuilles détachées,
Nos pr&%dents travaux ont permis de mettre en évidence l’importante diversité
génotypique existant pour la capacité de tol&ance a la dessiccation des membranes
cellulaires chez l’arachide. Des liaisons ont et& mises en évidence entre cette capa&+ de
tolkance et le maintien des activités physiologiques et biochimiques observd chez
quelques varirZt& en condition de sécheresse. Cependant cette caract&isation s’effectue
à un niveau de complexité tres fin (cellulaire) qui rend difficile la liaison avec les formes
de réaction obsenks à l’échelle de la culture. Nous avons donc essayé d’étudier
l’importance de ce mécanisme à un niveau de complexité supérieur (feuille entière). La
méthode utilisée à consister à évaluer la capacité de tolerance du mat&iel testé à partir
de la mesure de la capacite de récupération de l’état de turgescence de feuilles
préalablement déshydratées. Les résultats obtenus (Tableau 1 et Figure 1) montrent
l’existence d’une relation linéaire entre le degré de déshydratation atteint et le niveau
de rehydratation observé. Des différences variétales significatives sont mises en
évidence pour les niveaux de déshydratation-seuil au-dessous desquels les feuilles ne
retrouvent pas l’intégralité, ou 80 % , de leur contenu relatif en eau initial. La variété 73-
30 qui présente le contrôle stomatique de pertes en eau le plus efficace montre aussi la
plus forte tolérance apparente à la déshydratation. Cependant cette relation ne se
retrouve pas chez les autres variétes et notamment la 57-422 qui constitue le témoin de
résistance protolasmique. 11 est donc probable qu’à ce niveau de complexité d’autres
mécanismes interagissent (pertes métaboliques d’origine respiratoire, contraction des
parois cellulaires autour du protoplasme deshydraté, accumulation de solutés . ..) et
compliquent l’appréciation par cette méthode du niveau réel de tolérance à la
sécheresse.
2, Etudes des relations hydriques chez I’arachidg.
A la suite des résultats précédents nous avons essayé de déterminer si l’existence d’une
régulation osmotique chez l’arachide pouvait modifier la réponse à la sécheresse de
cette espèce. LWude des relations hydriques chez l’arachide a Ctk jusqu’alors
considérablement limitée par l’impossibilité d’utiliser efficacement la chambre à
pression chez cette espèce. Ceci nous a conduit à mettre au point une nouvelle
méthodologie bas& sur l’équilibre de tension de vapeur de tissus foliaires suspendus au-
dessus de solution de NaCf d’osmolalités variables. Les études préliminaires ont permis
de définir précidmment la méthode permettant d’établir des courbes Pression/Volume
(P/V) sur arachide (Figure 2). Celle-ci a été utili& pour effectuer une première
comparaison variétale de la capacité de régulation osmotique chez l’arachide. Ce travail
a servi de stage de fin d’études pour Mr E. MARONE (INDR) et a fait l’objet d’un
mémoire presentk par ce dernier pour l’obtention du titre d’ingénieur agronome. Ces
premiers rksultats montrent l’existence d’une régulation osmotique en condition de
stress chez les variéds 73-30 (16 bars) et 55-437 (3 bars) qui ne se manifeste pas chez
les variétés 57-422, 69-101 et 73-33 (Figure 3). Celle-ci est induite par un traitement de
preconditionnement à la skheresse des plantes. La régulation osmotique persiste 7
jours après la reprise de l’irrigation. Ces niveaux de régulation restent inférieurs B ceux
A/Physio .- Rapport dc synthcsc 1 Q%?
- Page 3 -
observes chez d’autres legumineuses, comme le ni&, mais doivent néanmoins
contribuer au maintien d’un meilleur niveau d’adaptation chez des vari&ks, comme.55-
437, qui présentent une faible capa& de t&!rance à la dessiccation. Les prochains
travaux essaieront de prkiser ce point en tentant d’identifier la nature prkise du
mkanisme d’ajustement osmotique chez cette espèce au niveau foliaire et aussi
racinaire. Avec pour objectif d’établir les relations entre ce mécanisme de regulation et
le maintien des processus primaires de la productivité en condition de skheresse.
3 . Evaluation amonomiaue d’une nouvelle variété d’arachide w6coce . . GC-S-35
Depuis 1987 une nouvelle variété très prkoce GC-8-35 (80-85 jours) crke par le service
ARASEC est testée en exp&imentation multilocale. Maigre une réduction de son cycle
de développement elle a assuré dans ces conditions des rendements supérieurs à ceux de
55-437 (+ 20% à +36% au Nord de Bambey; + 16% à Bambey). Afin de préciser ia
nature des caractères et mécanismes à l’origine de cet avantage vis a vis de 55-437 elle a
été testée en 1990 dans les conditions climatiques de Bambey en effectuant un suivi de
son développement végétatif et de sa consommation en eau. Malgré une moyenne de
rendement en gousse chez GC8-35 supérieure de 16% à celui obtenu avec 55-437
aucune différence statistique significative entre les 2 variétés n’est mise en évidence
pour les rendements en gousses et en fanes (Tableau 2). Nkanmoins GC8-35 se
distingue essentiellement de 55-437 par un plus grand nombre de gousses, une
proportion plus importante des gousses monocoques produites mais aussi un nombre
plus important de gousses non mûres. Le suivi du développement végétatif confirme ces
résultats puisque aucune différence n’a été observée entre ces variétés pour leur vitesse
de croissance relative et leur activité assimilatrice nette. Les premières analyses des
mesures de consommation en eau indiquent que les 2 vari&es ont eu une consommation
en eau équivalente sur l’ensemble de leur cycle. Il est probable que GC8-35 a sûrement
un potentiel de production inférieur à 55-437 mais qu’elle le conserve mieux dan3 des
conditions d’hivernage plus court et moins pluvieux que celui de Bambey en 1990. Cette
hypothèse pourra être v&ifiée l’année prochaine grke au systéme d’irrigation
differentielle qui permettra de comparer dans des régimes hydriques contrastés les
performances de GC8-35 à celles de 55-437,73-30 et Grand Chico.
III. ADAPTATION A LA SECFIERESSE CHEZ LES AUTRES LEGUMINEUSES:
ETUDE SUR LE POIS D’ANWLE,
Les mécanismes d’adaptation à la sécheresse chez l’arachide comme nous les avons mis
en évidence ne reflètent probablement pas la totalité des formes de réaction que l’on
peut retrouver chez les plantes cultiv&s en zones semi-aride. L’étude des formes
d’adaptation observées chez d’autres espkes peut faciliter l’évaluation de l’importance
réelle des mécanismes et caractères adaptatifs qui ont étt jusqu’à présent identifiés.
Parmi. celles-ci, le pois d’angole pour sa capacité à poursuivre son développement en
A/l%ysio - Rapport de synthèse 1990
- Page 4 -.
conditions tr&s &ches constitue un modele d’étude inthssant. Dans une prentiere
étape les potentialit& agronomiques de cette espkce ont été évalubs b I’int4rieur d’une
petite collection en provenance de 1’ICRISAT et du B&in en condithns pluviales
strictes. Les 33 vari&% testées mettent en évidence une grande diver& des formes de
réaction aux conditions de culture chez cette espkce. Les rendements en, gousses
obtenus sont compris entre 4250 et 400 lcglha (Figure 4). Ils ne semblent pas lies à des
caractéristiques phénologiques particuleres puisqu’on retrouve à ces deux extrêmes deux
varietes prkoces à floraison d&erminée, ICPL-87 trks productive originaire d’Inde et
PRN-169 en provenance du Kenya. Comme pour l’arachide le nombre de gousses est le
parametre de rendement le plus étroitement lié au niveau de production en gousses.
Une Premiere classification vari&ale a eté effectuée sur la base de ces résultats et les
variétés identific5e-s pour leur niveau de tol&ance ou de susceptibilite à la sécheresse
serviront dans une prochaine étude des mkanismes d’adaptation a la sécheresse. Une
parue du matkiel a été confiée au Laboratoire d’Ecologie Générale et Appliquec de
1’Univeristé Paris VII (Pr. VIEIRA da SILVA) pour une étude des aspects cellulaires de
la tolerance a la sécheresse.
IV, MISE EN PLACE DU PROJET “CULTURE IRRIGUEE DE L’ARACHIDE DANS
LA REGION DU FLEUVE”.
Avec le développement de l’irrigation des cultures dans la région du Fleuve Sénégal,
l’arachide peut jouer un rôle important grke à la forte valeur ajoutée que constituent le
filières privilegiées d’arachide de bouche et de confiserie. Celles-ci viendraient s’ajouter
au rôle vivrier que peut aussi jouer dans le cas de culture prkoce l’arachide d’huilerie.
Ces nouvelles perspectives permettent de valoriser les acquis du programme dans le
domaine de la physiologie de l’adaptation à la sécheresse dans la définition de critZres
optimises de conduite de l’irrigation. La très grande diversitk des sols rencontrés dans la
région et la difficulté qu’il y aurait de les caractériser tous d’un point de vue
hydrodynamique nécessite, en effet, de déterminer les besoins en eau de la culture à
partir de l’estimation directe de son &at hydrique ou de son activité biophysique et
biochimique. Une opération de recherche a été ainsi acceptée dans le cadre d’un
nouveau projet financé par STD2/CCE intégrant à la fois des recherches en sklection et
en agronomie de l’arachide irriguée. L’identification des sites et la définition des
protocoles a été finalisée et les premiers essais seront mis en place au début de l’annke
1991.
V. ADAPTATION A LA SE- ET MODELBATION,
.
1. Modélisation de la sécheresse aeronomraue,
Afin de faciliter la diffusion et la vulgarisation des acquis dans le domaine de la
physiologie de l’adaptation à, la sécheresse une action de mod&isation des résultats
disponibles a été initike en 1990. La première étape a consisté 2+ simuler à l’échelle
joumaliére les besoins en eau et le développement de l’arachide afin de définir
pr&is&ment le type de sécheresse agronomique rencontrée par cette espèce. Le modéle
développk, ARABHY (Arachide Bilan Hydrique) prend en compte les kctions de la
plante vis c1 vis de la sécheresse afii de d&erminer ses besoins en eau et de vérifier leur
taux de satisfaction. Il a été développé en collaboration avec Madiagne DIAGNE
(SWBXO) et a fait l’objet de deux articles a paraître dans OLEAGINEUX. Il a permis
de procéder à une reévaluation des types de sécheresse agronomiques rencontrées par
l’arachide au Sénégal à partir de la détermination de la durées des cycles satisfaits ainsi
que de la date et l’intensité des périodes de sécheresse en cours de cycle. Cette étude a
Cd conduite sur les principaux types variétaux vulgarisés au Sénégal distingués en
fonction de leur longueur de cycle, leur port, leur d&eloppement végétatif et racinaire.
Ce mod2le a éti concu de façon didactique afin de faciliter l’indgration de données
d’origine diverse. Ii est pr&u en Y991 de lui adjoindre une interface interactive afin de
faciliter son utilisation.
2. Modélisation du développement apronomiaue de l’arachide.
Depuis 1984 un essai de semis dkcak? de l’arachide sert de référentiel au prograqme
afin d’affiner les résultats obtenus en conditions contrôlkes. Ces donnks ont servi au
développement d’un nouveau modkle permettant de simuler a partir de données
climatiques simples le dkveloppement agronomique d’une variété d’arachide précoce.
Les résultats de la simulation ont permis de dkire avec une très bonne prkision le
développement d’une culture d’arachide cultivée à Bambey en 1990 (Figure 5). Ce
travail a 6th effectué par Messieurs LOUKOUBAR (INDR) et MATHIEU (ENITA
Dijon) qui ont été accueillis dans le laboratoire en stage de fin d’étude pour une durée
de 6 mois. Il a fait l’objet d’un mémoire présenté par les deux stagiaires pour l’obtention
de diplôme d’ingénieur. La prochaine étape consistera à poursuivre la validation du
modèle et à l’associer dans un même outil de diagnostic au modèle ARABHY déjà
développé. Il devrait notamment pouvoir être enrichi avec les résultats agronomiques en
milieu paysan attendus de l’opération Phytotechnie conduite par Mr CLOUVEL.
A/Physio - Rapport de synthèse 1990
Page 6 -
- -
-
Depuis 1988 le laboratoire a entame un programme de formation de jeunes Ctudiants
afin de faire face aux éventuels besoins de l’Institut dans le domaine de la physiologie.
Deux etudiants de l’INDR, Mrs MARONE et LOUKOUBAR, ont été ainsi accueillis
dans le laboratoire pour une p&iode de 6 mois. Le programme de recherche qui leur a
été confié a été très bien mené et leur a permis de rédiger un rapport de fin d’études
présenté pour l’obtention de léur diplome d’ingénieur agronome. Ce programme de
formation se poursuivra en 1991 en appuyant notamment ces 2 jeunes ingénieurs dans la
réalisation d’un travail universitaire de 3ème cycle.
.
J
TABLEAU 1 : NIVEAUX DE REHYDRATATION DE FEtJILLW D’ARACHIDE
ATTEGNTS APRES UNE DESHYDRATATION RAPIDE.
Relations entre le contenu relatif en eau après réhydratation (CRI3
=) et le contenu relatif en
eau aprb d&hydratation (CRE DH ). Les CRE DH B partir desquels les feuilles rtkupkent 100
% et 80 5% de leur contenu relatif en eau sont aussi mentionnks.
Chi
VARIETE
CRE ????? ????????
100 X CRE
80% CRE
73-30
y = 1.009x + 65.219
R2 = 0.71pc
34.5 a
14 6 a
KH-149A
y = 1.326% + 48.841
R2 = 0.843**
38.6 b
23.5
bc
55-437
y = 0.847x + 61.203
R2 = 0.743*
45.8
c
22.2
bc
57-422
y = 0.609x + 59.958
R2 = 0.937**
65.7
e
32.9
d
47-16
y = 0.004x + 54.240
R2 = 0.946**
45.6
c
25.6
c
PI-1174
Y = 0.831x + 62.945
R2 = o-709*
44.6
c
20.5
b
CHIC0
y = 1.191~ + 52.290
R2 = 0.949**
40.1
b
23.3
bc
79-40
y = 0.724x + 61.300
R2 = 0.900*"
53.4
d
-
2 5 . 8
c
69-101
y = 0.698x + 64.286
R2 = 0.608*
51.2 d
22.5 bc
Les valeurs suivies de lettres diffhxntes indiquent des différences significatives entre variétés (p = 5 %).
FIGURE 1 : Relation entre le CRE atteint aprb d6sh dmtation (CRE 1) et te
CRE rkupéré après 24 heures de r6hydratation (CR E! 2). La duree maximale
de dbhydratatlon est de 12 heures. Pour la cIart du graphique les points
ne sont pas indiques.
CHIC0.
5 5 - 4 3 7
:
100
/
/
..f
f”.. ô9-101
sa
P I - l 1
E
t
. /
70
-...
.* .--
*..*
awïïi;;i
a la w m 40 sa m 70
KH-149d-=
CRE 1 1%)
60
0
20
30
00
60
70
C R E 1 (Z)#
Figure 2: Courbes presslon/voIume obtenues pour 4 vari&& aprt?s
Bqullibre de tension de vapeur au-dessus d’une solution de NaCI.
RWC X
0
20
40
60
80
100
RWC X
-a02
r
1 I
I
0
20
40
60
80
100
t
I
-0.02-c
,
:
1
:
r
:
,
:
,
1
-0.w --
I
I
I I
II
-o.w--
I I
-5.04 --
I
II
-o.M--
-0.05 --
I
I
II
-0.05--
. -0.06 --
Il
iii
. -0.06--
--
7 9 - 4 0
t -0.07
5 5 - 4 3 7
1
t? -O-07--
r -0.M --
\\
II
r -o.w--
-oa --
-0-w --
-CL1 --
-O.l--
-0.11 --
I I
-O.ll--
II
-0.12 -
-0.12A
RWC X
RWC X
.
0
20
40
60
10
100
4o2Po
-0.02$
,
:
,
:
,
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:
,
1
l
8
1
-O.OS
I
I
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I
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I
1
-0.04
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I
-O.Oi-
-0.05-
II
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II
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fi
KH-149h
.
5 7 - 4 2 2
-0.07-
FI -0.07-
k
II
I
c -0.0&
\\
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-0.00
-0.00
t
t
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II
c
-0.11 I
II
-0.12f
-0.12 1
Jar
Jar
Jar
Jar
0
2
4
6
5
0
2
4
6
6
0
2
4
6
5
0
2
4
6
6
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-104
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-Jo--
-y* _ y-,’
-3o--
,*-
‘1
-El
-J5-
3%
-35-
FIGURE 3: Evolution du potentiel osmotique
foliaire à 100% (traits pleins) et à 0% (pointillés)
de turgescence après reprise chez 5 variétés
préalablement bien Irriguées (paves) ou stressées
(carrés).
Jar = Jours après reprise.
9
9
I
i
TABLEAU 2
ESSAI COMPARATIF GC8-35/55-437. BAMBEY 1990
ANALYSE DE RECOLTE ET DE MATURITE
1
R G
R F
NC
NGF
NGNF
NG2
NGI
PGF
PGNF
PG2
PG1
NBT
NBN
NHT
NRN
’ 55-437
1730
1760
1860
1740
123
l309
429
988
12.4
858.8
153.7
1
2356
279
390
199
GC8-35
2010
1780
2010
1810
206
1120
687
983
17.2
757.5
225.3
2545
237
642
394
1.8
0.0
9.4
0.9
4.9
a.0
9.2
1.4
1.4
9.06
20.9
0.2
0.3
14.7
16.8
"S
n s
*
n s
n s
*
*
n s
n s
*
***
n s
n s
**
**
j cv
(%)
/ 16.1 19.3 3.6 6.0 32.2 7.7 21.5 0.6 38.5 5.9 11.7
( 29.64 42.9 17.9 22.7
/
I
Analyse de récotte:
RG: Rdt gousses (kg/ha); RF: Rdt fanes (kg/ha); NC: Nbr gousses/kg; NGF: NG formées; NGNF: NG non formées; NG2: NG B 2 cavit6s; NGl: NG B 1 CaVitC; PGF: Poids
gousses (PG) formees; PCNF: PG non formees; PGl: B 1 cavité; PG2: PG & 2 cevitbs.
Analyse de maturité:
?
NBT: Nbre de bigraines/kg (NB); NBN: NB non mûres; NMT: NbreMe monograines/kg (NH); NMN: NH non mûres.
*
tt
***: Différences entre variétés significatives à 5%, 1% et 1%. respectivement; ns: non significatif.
I
r
Figure 4:Evaluation pois d’angole.
A
Rendements en gousses.
Rambey 1990
3
T”E--
maspdal sydo smoy = JD~
*(S~UD~)
3gssaJls: n o (sghDd) sagnfi!ul ua!q $UaUiaIqDIDgJd
S~@!JDA 5 zayr, as!JdaJ S$J~D a3ua3safiJn~ a p
swwd) xo P ~a (swd YDJI) zoo t P a~!D!~oj
anb!lowso la!guaJod n p
uo!JnloA3 oc gyng11
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I
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V
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L- z
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