REPuBIitQuE Du SENZfi SECRETARIAT D'ETAT ...
REPuBIitQuE Du SENZfi
SECRETARIAT D'ETAT
MIKCSTERE DE II'.-~BSEIGNEX~E~?T SUXEE?Im
A IIA RECHERCHE SCIENTIFIQUE ET TEZHNIQVE
ET DE LA REXXERCHE SCIENTIFIQOE
ASPECTS QUANTITATIPS El2 QUALITATIF
rk3I.DE DANS
3 SOI!S Du SENEGAII
EXVDEPREIIIKINAIRE
Mamadou NDIAYE
Centre National de :Recherches Agronomiques
de Bambey
INSTITUT SENEGAllAIS DE RECHERCHES AGRICOXES
(I.s.LA,)

-P AVANT PROPOS -=-
Ce travail est une partie d'une étude qui a ét6 réalisée dans le
laboratoire de ticrobiologie de 1'INRA de Dijon sous les directives de
IVIademoiselle AMARGELR, Ma?%re de Recherches à 1'INR.A @rance).
Il a fait l'objet d'un mémoire soutenu le 18 mars 1980 en vue
d'obtenir le diplame d'ingénieur de 1'Ecole Nationale dtIngénieur des Tech-
niques Agricoles de Dijon-Quétigny.

1 - INTROINXS!I.ON
Dans les pays tempérés, les souches de Rhizobium autochtones sont
généralement efficaces : en l-rance les souches de Rhizobium zM.iloti sont d’une
efficience moyenne ou élevée (OBATON, 1975) et celle de Rhieobium leguminosarum
intermédiaire (ANARGER, 1974). En outre le nombre de ces souches natives varie
très peu d’une saison de culture à l’autre. Par contre les rhizobium tropicaux
sont fréquemment inefficient* à cause des conditions extrêmes du milieu et des
particularités propres aux ldgumineuses tropicales (OBATOR,
Dans ces zones,
??????
??
la richesse des sols en populations rhizobiales est sujette à d’énormes fluctua-
tions en cours dfannée.
Au Sénégal, peu d’investigations concernant le niveau dt efficience des
souches de Rhizobium cowpea? notamment celles spécifiques de l’arachide, ont été
réalisées, Quelques travaux (JAUBERT, 1951 et 1952 ; OUIil:E, 1971 ; SARA, 1981) ont
montré que les souches autochtones présentes dans les sols sont d’une efficience
trc5s variable selon la k&unineuse~h8te.
Cependant, on ne dispose d’aucune donnée
concernant le nombre de Rhizobium présents dans les solsa>
Dans cette première étude, nous avons riaJ.isé 1;u1 sondage afin d’avoir
une idée des populations rhlzobiales spécifiques de l’arachide. Ce sondage porte
sur trois échantillons de terre provenant de localités di.fférentes et sur lesquels
nous avons dénombré les Rhizobium et isolé des souches en. vue de tester leur effi-
cacit é symbiotique 4
2 œ ISOIiiEUENT DE SOUCHES
21 - Matériel
lies échantillons de terre utilisés proviennent des localités suivantes :
Bambey, Niort , Iûuga et Thilmakha~ Un échantillonnage moyen de plusieurs prélève-
mats à l’horizon O-20, a étti effectué dans des champs de paysans~
Deux variétés d’arachide sont utilisées pour ce test ; il s’agit de la
variété 73-33 semi tardive (110 jours) et de la variAté 73-30 précoce (90 jours),
22 - Technique : Piégeage des Rhizobium
Lorsqu’une légumineuse est mise en culture dans un sol contenant les
Rhizobium spécifiques, elle forme des nodositiis visibles au bout d’un certain tmps
de végétation. Ces nodosit6s sont prélevées (aprés 2 mois de végétatim) et désin-
fectées avec une solution aqueuse de HgcIL2 à 1 % pendant 5 tinutes, et rincées 7 fois
à l’eau stérile. On fait ensuite une suspension nodulaire avec chaque nodosité et
celle-ci est ensemencée dans une bo$te de pétri conterxnt du tilteu de culture gelosé.
Apres incubation Q 28OC dans une chambre de culture, des aolonies bactériennes appa-
raissent au bout de 8 à 15 jours et elles sont purifiées par étalements successifs.
23 - Résultats - Discussion
Plusieurs souches ont été isolées des différents sols à partir des nodo-
sités. &is seules ont éte gardées celles ayant induit la nodulation sur l&tcropt&&
&&.. atropurpureum (tableau no 1) ; on sait, en .effet, que les Rhizobium du groupe
cowpe”a forment des nodosités sur Macro tillium atro . (VW siratro) (VIRCZHT, 19.70)
et que le Rhieobium de 1 ‘arachide‘y ’
-TEfait
Arachis p a r
hypogea t i e d e c e g r o u p e .
Nous avons utilisé cette légumineuse à petites graines, facilemwt culti-
vable en tube, pour avoir assez rapidement des résultats et par défaut d’une teohnique
rapide de culture de l’arachide (légumineuse à grosses graines). %pan&wt 3J. n’a pu
istre pr&dé ëc u31t isolercrm’t d’un nqmbm important de fis3ucbesr Ceof pa+zrait être cIfi à
la prqljieératfan de aunfWsnts qui masguant CM uihibcwt la o~U~a&o Cyu RhAzabium,
‘AdYbji pcfur lc sol de !?2SmWm cz~.~~cuno souche I-A’,’ pu @m i.s@Xée à’ partii~ des quelques
godmités ~c&.cY&I.

"2-l
3- ESTïXATION DES RHIZOBIU~ DANS LE SOL
Afin d'estimer la richesse du sol en Rhieobium, nous avons réalisé un
sondage portant sur 4 échantillons de sols sur lesquels nous avons dénombre les
Rhizobium par la méthede des dilutions successivesc
31 - &tériel
hs échantillons de terre de Bambey, Louga, Nioro et Thilmakha sont UW.ïds~
Corne plate-test, nous avons utilisé ,~roptillium atrowrwreum0 ',.
3 2 - Technique
Les graines désinfectées, sont semées dans des tubes de 22 mm de dia&tre
et 220 mm de long contenant 30 g de sable additionnés de 6 ml de milieu Pochon liquide
dilué au 1/4 (llensemble du tube étant stérilisé à 120% pendant 20 minutes, avant le
semis des graines). A la levée des plantes, on les inocule avec les différentes dilu-
tions à raison de 4 tubes par dilution. Au bout de 4 à 5 semaines,. le nombre de tubes,
où les plantes sont nodulses, est compté et le nombre le plus probable (Npp) de Rhizo-
bium dans la dilution de (départ, nous est donné par les tables de VINCZWT.
On vérifie dlab'ord la validité de cette méthode en effectuant des dénombre-
ments parallèles sur bolte de pétri et sur tube préparé comme décrit plus haut à par-
tir de suspensions bactériennes de 2 souches spécifiques de l'arachide : GUI et GUI~*
Les résultats de ce test préliminaire sont les suivants :
!
!
!
I
Souches
, Sur boîte ,
Sur tube
-!I
;
:
!
‘-
!
1
!
;Bactéries !
!
1
!
!GU
~Intervalle de confiance à 95 $
!
d
.

;Par
,13,6 x 108
i 9,5 x 108
*
.
!2,03 x d( xl <44,46 x 108
!
!
! ml
i.
!
!
!
!
,
!Batteries !
!-- -*
!
! par
iIntervaXle de confiance à 95 $
iGU,g
! ml
fl ,l'l x 109 i 2,5 x 109 ’
!
.
!0,53 x 109.+ <ll,?O x 109
!
1
t
1
I
t
1
On obtient donc le même nombre de bactéries pour chaque souche, ce qui nous
autcrise à utiliser le Nacrqptillium atropurpureum pour dénombrer les Rhizobium de
l'arachide.
33 - Résultats - Discussion
Les résultats obtenus pour les dénombrements des Rhizobium cowpea des
échantillons de terre sont représentés dans le tableau ci-dessous.
!
1
,Echsntillons;Humidité % PH ;Nombre plus probable
!
jLimite de confiance N.B.B. à ,
;de terre
;de terre
.
i(N.Pd?.) de Rhizobium ;95 $
.
!
!
;fraiche
.
,par g de terre sèche. ;
!
i
:
I
!
I
!
‘1’
iBtiMZY
!
!
0,40
1,o x Id
12;50
I
x ? 02 (N.ILL~~,~ x 18 i
t
t
‘<
;LOUGA
;
0,25
.
;5,7 ;
519 x 103
.
il,5 x Id(N.P.P.@,2 x 104 ;
,'-'
- -
-'
;NIORO
!
!
0,25
'j5,3 ;
.
4 N,P.P+, c:
120
!
*
31
b,?
!
-*
1
:THILMAKHA f
5.75
L.2 f
-33
53-7 'z/
N-P-P-
d
13f-I
!

Les échantillons de terre en provenance de Bambey et de Louga contiennent
environ lO3Rh/g de terre alors que ceux provenant de Nioro et de Thilmakha sont très
peu peuplés en Rhizobium : 30 Rh/g terre sèche.
L$abondsnce de la population rhizobiale dans ces sols semble être de niveaux
différents. Dans les zones de Nioro et de Thilmakha, le nombre de Rhizobium peut &re
un facteur limitant pour ltetablissement d’une symbiose fïxatrice d’azote auquel cas
l’inoculation de souches efficientes est intéressante. Par contre les sols de Bambey
et de Zouga semblent bien pourvus en Rhizobium ; dans ce cas l’inoculation bactérienne
n’est pas indispensable, si toutefois les souches autochtones sont efficaces.
Ces résultats apportent des éléments intéressar;hs dans les études de l’éco-
logie rhizobienne et mériteraient d’être confirmés avec d.es échantillons de taille
plus importante afin de vérifier si les résultats obtenua traduisent bien la variabili-
t é inter*zone.
4 - ETUDE COMPARATIVE DE II’EFFICIEJXE DES SOUCHES DE RHIZtOBIUM NATIVES
Cette étude a pour but de sélectionner des souches de Rhizobium spécifiques
de l’arachide pour leur capacité a fixer N2.
41 - &thode utiliséNe
L1inoculation bactérienne, de plantules cultivées dsns un substrat inerte
dépourvu d’azote minéral, permet d’apprccicr le degré d’efficience des souches. L’a-
zote de la plante ne provient que de la fixation, hormis l’azote des réserves de la
graine. Dans ce cas9 la C:roissance de la plante est fonction de la quantité d’azote
fixé, donc de l’efficacite de la souche de Rhizobium.
42 - Matériel expérimental
La variété 73-30 semi-précoce et bien adaptée à la sécheresse, est
utilisée.
. Une souche d’efficience connue sur Arachis hypogea, en lroccurence la
CB 756, est testée avec des souches naturelles originaires du Sénégal et des mutants
résistants à la moyenne. Ces souches sont les suivantes :
!
-“-!--
-!
!
S E N E G A :L
,&bt‘ants r é s i s t a n t s IAustralie ;Guadeloupe !
, -ià la neomycine
i
.
1
1
1
;BMEY ;LOUGA i NIORO ; W i
.
!
!
*
.
.
.
.
!
!
!
iB36 &5
; NO6
!
!
!------- !
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.
.
.
! 98 N2, SUiN1
!
!
!
!
;B 209 ,
f CB ‘756 , PJ,
.
!
i B 37
! Los
p33 1
;i CBNI , 298 AN1 ;
!
!
!
!
L
I.
!
i B 32 ? %2
iN32 !
.
.
.
!
!
!
!
3~ Souche isolée par le Dr. SCiWIM’, professeur à l’université du Minnesota.
. Des pots en matière plastique munis à leur base de tuyau en caoutchouc pour
permettre la percolation, sont désinfectés à l’eau de javel et remplis de perlite et de
gravier au fond.
Le dispositif expérimental est une randomisation totale avec 3 répétitions.
4 3 - Réalisation de l’e,s&
Les graines sont préalablement désinfectées par trempage dans une solution
dlhypochlorite de calcium à 6,7 $ pendent 30 minutes et rincées 8 fois à l’eau stérile,
Ensuite elles sont semées à raison de 6 graines/pot et le:; plantes sont ramenées à 3
par pot à la levée.

L'inoculation est faite avec 10 @. de suspension bactérienne soit l'équi-
valent de 1010 Rhizobium/pot (soit 3,3 x 109 Rhi.zobium/plsnte)T
Les plantes son-t cultivée s en serre où la température et l'humidité sont
contrôlées. La nutrition minérale est assurée par un apport de milieu minéral liquide
sans azote.
4 4 - Résultats - Discussion
Xes resultats de llensemble de l'essai ainsi que l'analyse et la comparaison
des moyennes des souches sont données dans le tableau 2, Cette analyse fait ressortir
un effet 'lsouche*' très hautement significatifs Ia comparaison des moyennes par le test
de Newman et Keuls permet de distinguer doux groupes de souches qui différent signifi-
cativement :
- un groupe de 2 souches B209 et N33 inefficientes ;
- un groupe de '14 souches efficientes dans lesquels les souches extr^êmes
sont différentes.
On peut noter que les trois meilleures souches sont isolées à partir d'un
même sol, celui de Bambey. En effet, si l'on exprime l'efficience de chaque souche en
pourcentage de la souche CB 756, jugee bonne fixatrice, on obtient un histogr,amme&@:l)
~~~.i.a~.3c~re:Cjsouches ont une performance supérieure à 100 % parmi lesquelles les 3 sou-
ches de Bambey atteignent des niveaux supérieurs à 110 6. Les souches isolées à partir
du sol Bambey semblent être d'un niveau d'cfficience sup4.rieu.r à celui des autres sou-
ches Isol&es des sols de 8ioro et de Louga. Le nombre réduit de souches en testage ne
nous permet cependant, de juger avec précision de la dispersion des populations natu-
relles ; mais nous obtenons déjà des souches supérieures ;3. la référence GB 756.
5 - CONCWSIOIi
Cette étude préliminaire effectuée sur llefficience et la densité des popu-
lations du Rhizobium de l'arachide dans 3 types de sols sk&@.cùs, permet de préciser
des causes possibles de la limitation do la fixation symbiotique de l'arachide. Elle
n'a cependant qu'une valeur préliminaire et devrait être contrôlé avec des échantillons
représentatifs des différentes locat.'s.
On sait, en effet, que la distribution des populations microbiennes du sol
suit, soit la loi de Poisson (distribution au hasard) soit la loik&&,aXe négative
(distribution en agrégat) mais jamais la loi de WJSS. Elle est donc toujours hétéro-
gène.
Pour tenir compte de cette hétérogénéité, il convient de choisir à bon es-
cient la répartition et le nombre des échantillons.
Le travail de miithodologie accompli a permis de constituer un début de col-
lection de souches de Rhizobium spécifiques de l'arachide.
Le nombre de Rhizobium de l'arachide est faible surtout dans les &,a proV@Xnt
de ~et.d~Thilmakha. Dan.s ces cols, lfinoculation du sol avec des souches efficientes
pourrait être envisagée msi s une correction du pH par des amendements calciques doit
être un préalable à cette pratique. Ppr contre les sols de Bambey et de Jkuga sont bien
pourvus en Rbizobium et l'inocul&ion no saurait procurer des gains appréciables de ren-
dements, du moins dons la zona de B,ambey où les souches sont très efficaces. Ds~ls la
zone de Lou$a où les Rhizobium présents sont d'un niveau d'efficience moyeny on pourrai-t
faire former les nodosités par des souches plus efficaces et compétives ptrr llinocula-
tion du SOL
Ce résultat peut donc 8tre pr&Lquement très important dans une perspective
dl,amélioration de la fixation syPbiotiquc de l'arachide.

-5-
Tableau no 1
-_----------
: Origine des souches isolces
_-_---------
!
1
1
!
BAMBEY
i
DXGA
i
NIORO
!!
i
-
-
-
i
!
l
,Souches
!

iNodulation m ;Sxxwhes ;Nodulation #;Souches ,Nodulation 21
.
.
;
;B32 ;
+
! --I
i
!
!+A
!
4
!-
1
N32
!
+
!
IB33 I
+
y.35
1
4
iN
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133
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+
iB34 1
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4
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PJ03
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4
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!B09 !
4
t
.
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1.
!
!
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!
!
!
!
Uganda du tableau
+ présence de nodosité
s nodulation sur Uacroptillium atropurpureum
La lettre indique l’origine des sols à p~artir desquels les souches ont été isolées :
B =BAMBEX; L = LOUGA ; N = NIORO
Le premier chiffre indique le variété d'zz-achide à l'origine des nodosités (3 = vLarié-
té 73-33 0 = 73-30).
Tableau no 2
=~zz~====~= : Classement dqs souches (risque 5 k) ,.: '1,"
!
1
1
!Souches iMoye.nnes de 3 i
CompLxeaison NEWMAN et KEUIIS 5 $
!
1
!
;$&tip)ny ;
i
!
.
!
-.
! B 36
i
.
12,97
!-
!
!
!
fB32 1
Il,56
iB37 I
11,28
!
!
! qq !.
10,73
! SmlN2 !
Ky33
!
i CB756 t
10,ll
?
?
!Il02 !
9,ll
;N32 ;
8,72
.
.
! CBq
7,94
; NO6
7,84
i GU,
7,29
; L35
6,82
!98N2 !
6,32
jLo5 ;
5,81
!--
;
i
!N33 !
2,69
!
;B209 i
2,15
! i
l-

r=- BIBLIOGRAEKIE -
-III--"""-
AURGER, N. (1974)
Aspect m%crobiologique de la culture de la feverole en Errance
Acadr Agr. Pr., 60, 10%112.
JARA, P. (1981)
Le continuum ;japonicum - Rhizobium cowpea
Thèse de Doctorat de Spécialité 132 pages.
JAUBERT, P. (1951)
Première étudie au Sénegal des bactéries symbiotiques de l'arachide
Ann. du C.R.A, ; 2, 155-164.
JAUBERT, P. (1952)
Deuxième étude de la symbiose bactérienne des légumineuses au Sénégal
(Casamanc e)
Ann. du C.R.Ae, 2, 77-97.
OBATON, iL (1975)
Effcctiveness:, Saprophytic and Compctitive Ability.
Thrce Properties oî Rhizobium Essential for Increaning the yield of
Inoculated lckumes.
In Biological Nitrogcn Pixation in 3'armj.n.g System of the Tropics
editcd by A. AYAUABA md PIJe DART, John Wile,y ?Ad Sons Chichester
Ne-York Bristono - Toronto.
OUIIE, B, (1971)
Synthèse des &tuC!~s réc&.sécs au Sénégal sur la symbiose Rhizobium-
l+.mineuse
DO~. Ronéo CNRA Bzmbey, Sénégal.
VINCRNT, J.M. (1970)
Amannal for pratirtal study of Root-Nodulc Bacteria.
1.B.P. Handbook, no 15, p. 160.

,>
.


.

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