Le Niébé et ses potentialités
Le niébé (Vigna unguiculata (L.) Walp) est une légumineuse traditionnellement cultivée au Sénégal. Il est également cultivé et consommé en Asie, en Amérique du Sud et du Centre, dans les caraïbes, aux Etats Unis, dans le moyen orient et en Europe australe. C’est une légumineuse à graines dont les jeunes feuilles, les gousses et les graines constituent des sources de protéines, de vitamines et d’éléments minéraux pour l’alimentation humaine et animale. C’est un aliment de base en Afrique où il est consommé dans plusieurs plats. La graine mûre contient 23-25 % de protéines, soit plus du double de la plupart des céréales classiques (Ganne, 2015), 50-67 % d’amidon, des vitamines B tel que l’acide folique qui est important dans la prévention de malformation chez le nouveau-né (Cissé et al,. 1996; CISSE et Hall, 2001 ; Ganne, 2015), en microéléments essentiels, tels que le fer, le calcium et le zinc (Cisse et Hall, 2001). La culture du niébé est très importante en Afrique sub-saharienne où la plante fournit un aliment de bonne qualité surtout pendant les périodes de soudure. En plus de son très haut potentiel de fixation d’azote, le niébé est très adapté aux conditions pédoclimatiques soudano-sahélienne (Sarr et al., 1989; Cisse et Hall, 2001). Cependant de nombreuses contraintes limitent la productivité des agroécosystèmes en milieux arides de l’Afrique subsaharienne : l’érosion des sols, la faible pluviométrie, les carences minérales comme le phosphore et l’azote (Haro et al., 2013), la faible teneur en matière organique et en activités biologiques telluriques, la présence de nématodes phytoparasites. En conséquence cela entraine de nombreuses difficultés pour satisfaire les besoins alimentaires des populations locales. Le niébé est particulièrement adaptée dans les zones à faibles pluviométries. Son développement et sa productivité dépendent de plusieurs des conditions pédoclimatiques telles que la température, la texture du sol, la pluviométrie, les éléments minéraux, etc.
Les symbioses Plantes-microorganismes
Une symbiose est une association durable et à bénéfice réciproque entre deux espèces différentes. Chaque partenaire optimise son développement grâce à l’association. Les symbioses mycorhizienne et rhizobienne sont des relations impliquant un échange bidirectionnel de ressources entre la plante et les microorganismes.
Les symbioses fixatrices d’azote : Les rhizobiums sont des bactéries s’associant avec des plantes de la famille des légumineuses. Ils forment avec ces dernières une symbiose qui se traduit par la formation au niveau des racines ou des tiges, d’organes appelés nodosités. La formation de nodosité est précédée par une étape pré-symbiotique dans lesquels les deux partenaires établissent une relation spécifique. Cet étape encore appelée dialogue moléculaire, est initiée par la plante hôte qui synthétise et libère dans le milieu extérieur des composés issues de sa photosynthèse et des molécules de signalisation appelée flavonoïdes. Ces composés et molécules attirent les bactéries vers les racines (chimiotactisme) et d’une manière concomitante, agissent comme inducteur de l’expression des gènes de nodulations (gènes nod) impliqués dans le contrôle de phases précoces de la symbiose. L’induction a lieu par l’intermédiaire de protéines régulatrices Nod D qui sont des activateurs transcriptionnels des gènes nod. En réponse, la bactérie synthétise et sécrète, sous le contrôle des gènes nod, des molécules de signalisation lipochito-oligosaccharidiques. Ces molécules appelées facteurs Nod, déclenchent le programme de nodulation de la légumineuse hôte et permettent l’infection bactérienne. Celle-ci a lieu le plus souvent par l’intermédiaire d’un cordon d’infection qui progresse vers la base du poil absorbant pour atteindre les cellules du cortex racinaire, où il se ramifie. Parallèlement à cette infection bactérienne, des cellules corticales se dédifférencient et se divisent activement pour former le primordium nodulaire qui va accueillir les bactéries ayant progressé jusqu’au cortex racinaire. A ce stade, les bactéries différenciées en bactéroïdes, sont libérées dans les cellules. Elles sont alors capables de réduire l’azote atmosphérique en ammoniac directement assimilable par la plante.
Le niébé, les symbioses et la matière organique
De nombreuses études ont montré que la fixation biologique de l’azote a permis une amélioration et un maintien de production sur le long terme dans de nombreux agrosystèmes traditionnels à faible productivité.
L’inoculation avec des souches des champignons endomycorhiziens arbusculaires stimule la croissance en hauteur des plantes de niébé . Cependant, l’inoculation n’est bénéfique que si les souches utilisées sont plus compétitives et plus adaptées aux conditions environnementales que les souches indigènes. L’utilisation des souches mixtes indigènes conviendrait mieux que des souches de CMA monospécifiques. La double inoculation avec des rhizobiums et des CMA permet une amélioration de la croissance et permet une amélioration de la croissance en hauteur du niébé et peut améliorer de manière significative les rendements en gousses et en graines du niébé . Cependant elle n’a pas toujours des effets positifs sur les paramètres de croissance de la plante. Ces effets dépendent des combinaisons rhizobiums-champignons mycorhiziens, mais aussi de la plante hôte. Cela pourrait être dû au fait que la réaction d’une plante à une double inoculation peut conduire à des effets synergiques ou antagonistes en fonction des souches rhizobiennes et mycorhiziennes utilisées. L’antagonisme entre deux microorganismes symbiotiques entraîne un effet dépressif sur leur plante hôte et ceci serait lié à une compétition entre les symbiotes pour l’approvisionnement en substances carbonées .
Relation double inoculation, matière organique et nématodes du sol
L’abondance des différents groupes trophiques peut dépendre de l’espèce de plante cultivée. Les poacées tendent à diminuer l’abondance des nématodes phytophages mais supportent une augmentation de celui des bactérivores, des omnivores, et les parasites des racines ; tandis que les légumineuses tendent à supportent plus les carnivores (Djigal et al. 2012). Ces plantes agissent sur le réseau trophique et permettent son contrôler de deux façon : le « bottom-up » ou contrôle ascendant (par la disponibilité, la qualité et la quantité de nourriture), et le « top-down » ou contrôle descendant (par la prédation des niveaux supérieurs sur les niveaux inférieurs du réseau trophique) (Djigal et al. 2012). La composition en nématodes des sols ne dépend pas uniquement de la plante cultivée mais aussi de la structure et la composition du sol. Certains facteurs édaphiques, biotiques et abiotiques sont impliqués dans les variations spatiales, l’hétérogénéité de la qualité et ou de la quantité des nématodes. Les effets des nématodes sur la plante hôte dépend des facteurs abiotiques et biotiques tels que la composition physico-chimique du sol, les relations interspécifiques (Cadet, 1998). Des études menées au Sénégal ont permis démontré que la plupart des nématodes phytopathogènes se rencontrent dans les sols à texture grossière et contrairement dans les sols à texture fine. Aussi que certains nématodes comme Helicotylenchus dibysstpra ont un effet modérateur sur la pathogénicités des autres qui cohabitent dans le même milieu (Cadet, 1998).
Plusieurs études ont été menées afin d’évaluer l’effet de l’amendement organique sur la composition physicochimique des sols et sur la population de nématodes qui les habitent (Villenave et al., 1998). De nombreuses études ont montré que l’apport de fertilisant ou de matière organique pourrait non seulement aider à améliorer la stabilité organique du sol mais aussi à contrôler la pathogénicité des nématodes par leur action significative sur la dynamique de leur population (Villenave et al., 1998; Cadet et al., 1998). La fertilisation minérale et organique induisent une augmentation de la densité totale de nématodes (des densités de nématodes phytophages d’une part et les nématodes omnivores et prédateurs)(Villenave, Ba, and Rabary 2009). Selon Lecomte et al., 2015 cinq principaux mécanismes peuvent intervenir dans la régulation des nématodes phytoparasites après apport de matière organique. Il s’agit de l’environnement abiotique, la compétition interspécifique, la prédation par les prédateurs supérieurs, les antagonismes de la microflore et enfin, la résistance de la plante. Les fertilisants influent sur l’accroissement et la composition de la population des nématodes du sol .
Table des matières
I. INTRODUCTION
II. Synthèse bibliographique
1. Le Niébé et ses potentialités
2. Les symbioses Plantes-microorganismes
3. Le niébé, les symbioses et la matière organique
4. Relation double inoculation, matière organique et nématodes du sol
III. Matériel et méthodes
1. Zone d’étude
2. Mise en place du dispositif expérimental
3. Matériel biologique
3.1. Matériel végétal
3.2. Inoculums de rhizobium et de champignon
3.3. Traitement avec de la matière organique
3.4. Semis, inoculation au champ et suivi des expérimentations
4. Tests au laboratoire
4.1. Isolement de rhizobiums
4.2. Stérilisation des graines de niébé
4.3. Culture des plants de niébé en tubes Gibson (test d’infectivité des souches isolées)
4.4. Echantillonnage des sols
4.5. Extraction, dénombrement et identification des nématodes
4.5.1. Extraction de nématodes du sol
4.5.2. Comptage et identification des nématodes du sol
4.6. Estimation des populations de rhizobiums des sols par la méthode MPN
4.6.1. Dilutions des sols
4.6.2. Cultures des plants de niébé en pot en serre
4.7. Détermination du nombre de propagules fongiques par la méthode MPN
4.7.1. Dilutions des sols
4.7.2. Cultures des plants de maïs en pot en serre
4.7.3. Coloration des racines de maïs
4.7.4. Montage entre lame et lamelle
4.8. Mesure de la hauteur des plantes de niébé 5
4.9. Rendements en graines des plantes de niébé
5. Analyses statistiques
IV. Résultats et discussions
1. Résultat des estimations des tailles de populations de microorganismes
1.1. Estimation des populations de rhizobiums
1.2. Estimation du nombre de propagules fongiques
2. L’effet des traitements biofertilisants sur la densité totale des Nématodes
3. Effet des traitements sur la hauteur des plantes
4. Effet des traitements sur le rendement poids des graines
CONCLUSION
PERSPECTIVES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
WEBOGRAPHIES
