La fixation biologique de l’azote un outil pour l’extension de la culture du haricot vert

Définition de la symbiose fixatrice d’azote (SFN) 

L’azote (N) est un élément essentiel dans la nutrition végétale. Il entre dans la formation de nombreux constituants cellulaires comme les protéines et les acides nucléiques. 12 L’azote moléculaire (N2) représente 79 % du volume de l’air. Malgré l’importance de cette réserve atmosphérique, les plantes ne peuvent l’utiliser que si elles sont associées à des procaryotes dits fixateurs d’azote parmi lesquels les bactéries regroupées sous le terme générique de rhizobium. Les rhizobiums induisent au niveau des racines des légumineuses des excroissances appelées nodosités à l’intérieur desquelles ils se transforment en bactéroïdes hétérotrophes pour le carbone. Ces bactéroïdes possèdent un système enzymatique, la nitrogénase catalysant la réduction du N2 en NH4 + assimilable par la plante. En retour, la plante-hôte pourvoit aux rhizobiums des éléments organiques, source d’énergie nécessaire à leur croissance et au fonctionnement de la nitrogènase. Cette association ainsi décrite (Fig.1) est la symbiose fixatrice d’azote (S.F.A). A l’intérieur des nodosités se trouve un pigment, la leghémoglobline, responsable de la coloration interne rouge qui transporte l’oxygène et protège ainsi la nitrogénase de l’O2 libre.

 Le haricot vert (Phaseolus vulgaris L)

Le haricot vert (Phaseolus vulgaris L.) est une légumineuse à graines, cultivé dans de nombreuses régions tropicales. Il appartient à la famille des Fabaceae (Leguminosae), tribu des Phaseoleae, sous-tribu des phaseolineae. Le genre Phaseolus renferme au total 55 espèces recensées (Debouck, 1991) dont P. vulgaris L. (haricot commun ou haricot vert), P. lunata L. (haricot du Lima), P. coccineus L (haricot d’Espagne) P. acutifolius A. Gray (le tepary) et P. polyanthus Greenm, qui sont les seules à avoir un intérêt agricole. Le haricot vert est une plante annuelle à germination épigée, à fleurs zygomorphes composées de deux pétales en carène, deux pétales latéraux ailés et un pétale standard disposé extérieurement. Le mode de reproduction est dans la plupart des cas autogame et donne naissance à des gousses aplaties ou légèrement courbées. La durée de remplissage des gousses varie entre 23 jours pour les variétés à croissance déterminée et 50 jours pour les variétés à croissance indéterminée et grimpante. A la levée de la plante, il apparaît deux feuilles simples, opposées monofoliaires différentes des autres feuilles qui sont trifoliaires, alternes et cordiformes. Le système racinaire est de type pivotant et porte souvent des nodosités issues de l’association symbiotique avec des rhizobiums. Cette nodulation apparaît 15 à 30 jours après le semis (Adams et al., 1985). Le haricot vert comporte plusieurs variétés décrites selon le port des plantes, la couleur, la taille et la forme des graines, des fleurs et des gousses. Cela dénote une grande variabilité intraspécifique qui se trouve révélée par l’autogamie. Le haricot vert est originaire de l’Amérique centrale et de l’Amérique du sud (Andes sudaméricaines) d’où il a été domestiqué pendant près de 5000 ans (Kaplan 1965 ; Kaplan et al., 13 1973 ; Kaplan, 1980). P. vulgaris appartient à la même branche évolutive que P. coccineus et P. polyanthus (Schmit et al., 1993, 1995). La croissance et la floraison de plusieurs variétés sont largement influencées par la photopériode et la température (Laing et al., 1984). La croissance optimale du haricot vert nécessite un éclairement de 10000 lux et une température comprise entre 20 et 30°C (Khachani, 1981). Il est particulièrement sensible aux fortes concentrations en sel avec une dose létale de 2,35 g de NaCl /kg de sol (Khachani, 1981), aux températures élevées qui affectent la fécondation et le développement post-embryonnaire (Gross et Kigel, 1994). Le haricot est aussi sensible à la carence en azote et en phosphore (Graham, 1981 ; Thung, 1991 ; Oliveira et al., 1998). Une carence en azote entraîne un jaunissement des feuilles et une atrophie de la croissance. La carence en phosphore se traduit par un retard de la floraison et de la maturation accompagnée d’un manque de vigueur. Une bonne nutrition phosphatée est donc essentielle pour une croissance vigoureuse du haricot (Graham et Rosas, 1979). Sur les sols acides (pH< 5), une toxicité à l’aluminium et au manganèse affecte le développement et la symbiose fixatrice d’azote du haricot (Giller et al., 1992). Les graines de haricot vert renferment entre 20 à 25 % de protéines (Ma et Bliss, 1978) dont la plus importante en termes de quantité et de qualité nutritionnelle est la phaseoline (Bliss et Brown, 1983 ; Gepts et Bliss, 1984). Cependant, la phaseoline est déficiente en méthionine, acide aminé essentiel pour l’organisme humain (Broughton et al., 2003). Les haricots d’une manière générale constituent une bonne source de nutriments (fer, phosphore, magnésium, manganèse et à un degré moindre zinc, cuivre et calcium) et peuvent fournir 10 à 20 % des besoins nutritifs de l’homme (Broughton et al., 2003). Les teneurs du haricot vert en fer sont suffisantes pour rétablir les déficiences dont souffrent 40 % des femmes en Afrique (Broughton et al., 2003). Le haricot vert est cultivé en Afrique et Amérique latine par des paysans aux moyens rudimentaires (Graham, 1981 ; Oliveira et al., 1998). Le haricot vert présente de bonnes perspectives économiques au Sénégal où il représente plus de 50 % des exportations horticoles et rapporte près de 3,5 milliards de francs CFA aux professionnels de la filière (IFLEX, 2003). Le nombre des emplois générés est de 3000 au stade de la production et de1000 à la phase post-récolte.