Etude des propriétés biomécaniques et de la capacité de vie symbiotique des racines d’arbres d’Acacia senegal Willd et de Prosopis juliflora DC

De
Publié par

Sous la direction de Alexia Stokes, Yaye Kène-Gassama Dia, Patrick Castéra
Thèse soutenue le 18 décembre 2008: Université Cheikh Anta Diop de Dakar, Bordeaux 1
Le Sénégal, pays aride, connait un effet de sécheresse croissant. Le pays est confronté à un problème d’ensablement, de perte de fertilité et de compaction des sols. Des plants d’A. senegal et de P. juliflora en association ou non avec les microorganismes sont étudiés pour savoir en quoi ces espèces peuvent contribuer à la fixation des dunes mouvants et à l’amélioration de la productivité des terres. Des plants inoculés aux champignons mycorhiziens et au Rhizobium sont plantés à Sangalkam, Bandia et Bambey pour être récoltés un an après et analysés. Une autre expérience montée en serre a consisté à faire pousser les mêmes espèces sur le même type de sol à différents niveaux de compaction avec un tiers du lot occupé par les plants inoculés. Les résultats ont montré que le taux de mycorhisation atteint son pic sur sols pauvres en phosphore. L’inoculation a augmenté la production de biomasse tout en réduisant la taille des vaisseaux du bois racinaire. Elle augmente aussi le % de cellulose en fonction du diamètre racinaire et de l’âge. % qui augmente avec la résistance à la traction de la racine, source de meilleur ancrage et de résistance à l’arrachement. Une augmentation du niveau de compaction du sol diminue significativement le taux de mycorhisation et le nombre de nodule des racines. Elle favorise les racines fines au détriment des grosses racines. Ceci affecte positivement l’architecture racinaire au profit d’un meilleur ancrage. Le P. juliflora est mieux pour la lutte contre l’érosion éolienne l’ensablement et la perte de fertilité dans la zone des Niayes. L’A. senegal peut contribuer à l’amélioration de la fertilité tout en adaptant son système racinaire face à la compaction du sol.
-Légumineuse
-Inoculation
-Résistance à la traction
-Cellulose
-Compaction des sols.
An increasing drought effect is known in Senegal, arid country who is confronted to a silting problem, a decline in overall land fertility and soils compaction. Seedling of A. senegal and P. juliflora in association or no with microorganism are studied to know some what these species can contribute to the moving dune fixing and improvement land productivity. Seedling inoculated to mycorrhizas and Rhizobium are planted in Sangalkam, Bandia and Bambey and are harvested one year after for analyzed. Another experience in greenhouse consisted to grow up the same species on the same type of soil with different levels of compaction and a share occupied by inoculated seedlings. Results showed that the rate of mycorhisation reached his peak on soils poor in phosphorus. The inoculation increased the production of biomass while reducing the size of root wood vessels. She also increases it % of cellulose according to root diameter and age. % that increases with the root tensile strength, spring of better anchorage and resistance of extortion. An increase of soil compaction level decreases, meaningfully, the rate of mycorhisation and the number of root nodule. She favored the fine roots to detriment of thick roots. She affects positively root’s morphology in aid of better anchorage. P. juliflora is better for the struggle against the wind erosion the silting and loss of fertility in the Niayes area. A. senegal can contribute to the improvement of fertility while adapting its root system facing soil compaction.
-Leguminous
-Inoculation
-Tensile strength
-Cellulose
-Soil compaction
Source: http://www.theses.fr/2008BOR13754/document
Publié le : mercredi 26 octobre 2011
Lecture(s) : 139
Nombre de pages : 122
Voir plus Voir moins

N° d’ordre :

THÈSE


présentée à en cotutelle avec
L’UNIVERSITÉ BORDEAUX I L’UNIVERSITÉ CHEIKH ANTA
ÉCOLE DOCTORALE DES SCIENCES DIOP DE DAKAR
PHYSIQUES ET DE L’INGENIEUR F.S.T BIOLOGIE VEGETALE


POUR OBTENIR LE GRADE DE

DOCTEUR

SPECIALITÉ : Sciences du Bois

Par El Hadji Maodo BA

*********************
Etude des propriétés biomécaniques et de la capacité de vie symbiotique des
racines d’arbres d’Acacia senegal Willd et de Prosopis juliflora DC
*********************

Soutenue le : 18 Décembre 2008

Thèse dirigée par : Dr Alexia Stokes (IR INRA, HDR)
Dr Yaye Kene Gassama-Dia (Prof. Université Cheikh Anta Diop Dakar)
Dr Patrick Castéra (CR INRA, HDR)
Après avis de :

Dr Marc Ducousso (Ingénieur Chercheur CIRAD, HDR) Rapporteurs
Dr Ousmane Diagne (DR CNRF/ISRA Sénégal)

Devant la commission d'examen formée de:

Prof. Stéphane Grelier (Université Bordeaux I) Président
Dr Ousmane Diagne (DR CNRF/ISRA Sénégal) Rapporteur
Dr Alexia Stokes (IR INRA, HDR) Encadrant
Dr Patrick Castéra (CR INRA, HDR) Invité Encadrant
Prof. Michel Mench (Université Bordeaux I) Examinateurs
Dr Thierry Fourcaud (Ingénieur Chercheur CIRAD, HDR)
Dr Kandioura Noba (MdC Université Cheikh Anta Diop Dakar)



- 2008 –
Résumé

Le Sénégal, pays aride, connait un effet de sécheresse croissant. Le pays est confronté
à un problème d’ensablement, de perte de fertilité et de compaction des sols. Des plants d’A.
senegal et de P. juliflora en association ou non avec les microorganismes sont étudiés pour
savoir en quoi ces espèces peuvent contribuer à la fixation des dunes mouvants et à
l’amélioration de la productivité des terres.
Des plants inoculés aux champignons mycorhiziens et au Rhizobium sont plantés à
Sangalkam, Bandia et Bambey pour être récoltés un an après et analysés. Une autre
expérience montée en serre a consisté à faire pousser les mêmes espèces sur le même type de
sol à différents niveaux de compaction avec un tier du lot occupé par les plants inoculés.
Les résultats ont montrés que le taux de mycorhisation attient son pic sur sols pauvres
en phosphore. L’inoculation a augmenté la production de biomasse tout en réduisant la taille
des vaisseaux du bois racinaire. Elle augmente aussi le % de cellulose en fonction du diamètre
racinaire et de l’âge. % qui augmente avec la résistance à la traction de la racine, source de
meilleur ancrage et de résistance à l’arrachement.
Une augmentation du niveau de compaction du sol diminue significativement le taux
de mycorhisation et le nombre de nodule des racines. Elle favorise les racines fines au
détriment des grosses racines. Ceci affecte positivement l’architecture racinaire au profit d’un
meilleur ancrage.
Le P. juliflora est mieux pour la lutte contre l’érosion éolienne l’ensablement et la
perte de fertilité dans la zone des Niayes. L’A. senegal peut contribuer à l’amélioration de la
fertilité tout en adaptant son système racinaire face à la compaction du sol.


Mots clés : Légumineuse ; Inoculation ; résistance à la traction ; cellulose ; compaction des
sols.























2 Title

Biomechanical study of properties and the ability of symbiotic trees roots of
Acacia senegal Willd and Prosopis juliflora DC

Abstract

Senegal is an arid country where drought has been on the increase in recent years. Soil
compaction and desertification are coupled with a decrease in soil fertility. Therefore,
seedlings of Acacia senegal et Prosopis juliflora with and without mycorrhizal inoculation
were studied to determine how these species could contribute to soil fixation in Senegal.

Seedlings were inoculated with mycorrhizas and Rhizobium and transplanted at three field
sites: Sangalkam, Bandia and Bambey. Plants were harvested after 1 yr. In a second
greenhouse experiment, seedlings were planted in soil with different levels of soil
compaction. Measurements of shoot and root growth, root anatomy, cellulose content and
tensile strength were carried out on all plants.

Results showed that in the field experiment, the rate of mycorrhization was highest in soil
with little phosphorus. Plants inoculated with mycorrhizas had the greatest biomass and in
roots, cell vessel size decreased. Root tensile strength and the quantity of cellulose increased
in inoculated roots, but this result was dependent on species and field site. In the second
experiment, an increase in soil compaction decreased the rate of mycorrhization and
nodulation. Roots were thinner and root system morphology altered.

P. juliflora appears to be better adapted for planting in the more infertile region of Niayes
whereas A. senegal can better contribute to improving soil fertility and its root system can
adapt better to problems of soil compaction.

Keywords: mycorrhiza; root architecture; tensile strength; cellulose; soil compaction.




















3 Cette thèse est présentée en co-tutelle entre les Universités Bordeaux I et Cheikh Anta Diop
de Dakar. Sa préparation a nécessité la collaboration de deux laboratoires dont un en France et
un autre au Sénégal.

**********°°°°°°°°°°°**********

US2B (Unité Sciences du Bois et des Biopolymères) Université Bordeaux I – Batiment A11
351 Cours de la libération – 33405 TALENCE CEDEX. France. Fax +33 5 40 00 64 39

ISRA/CNRF (Institut Sénégalais de Recherches Agricoles/Centre National de Recherches
Forestières) Route des Pères Maristes, Bp 2312 Hann Dakar Sénégal. Fax +221 33 832 96 17







































4 Remerciements

Je tiens particulièrement à remercier Alexia STOKES et Patrick CASTERA qui ont co-
dirigé cette thèse. Alexia m’a encadré lors de la préparation de mon mémoire de fin d’études
de mon cycle d’ingénieur des Eaux et Forêts en 2003 sur différentes essences forestières du
Maroc. Elle a réussi à guider mes premiers pas de jeune chercheur par la préparation d’un
Master en Sciences du Bois en 2004 sur l’étude du bois de compression chez le Pin maritime
et le Pin taéda. Alexia et Patrick ont réussi à me supporter jusqu’en 2008 pour la préparation
de cette présente thèse en mettant à ma disposition tout le matériel disponible à l’US2B. Je ne
vous remercierai jamais assez.

Je remercie les rapporteurs Ousmane DIAGNE et Marc DUCOUSSO pour avoir lu
très rapidement mon manuscrit et l’intérêt qu’ils ont porté à mon travail. Je remercie aussi
les autres membres du jury pour avoir accepté d’apporter leur jugement après lecture du
rapport malgré leurs contraintes de temps. Mais aussi pour leurs nombreux conseils dans le
but de parfaire le manuscrit : Stéphane GRELIER, Yaye Kene GASSAMA-DIA, Michel
MENCH, Thierry FOURCOUD, Kandioura NOBA

Merci à tout le personnel d’US2B : Pierrette, Amadou, Taris, Myriam, Alain,
Jean-luc, Jean-marc, Jean-louis, Françoise. Coucou à tous les thésards de l’ex LRBB :
Joseph (JO), Marie (24), Riky, Nadia (Nadiatoune), les 2 Tibaud, Michel (Kiki), Guillaume
(le mouro), Régis (Rédjiayisse), ...

Mes remerciements s’adressent aussi à Monsieur Abibou GAYE, pour son accueil et la
mise à ma disposition de son parc automobile et de son personnel : Ibrahima Toma, Békaye,
Térance, Coly, Cissé, Dieng, Anna, Fatou, Ablaye, Aziz, Sokhna, Gueye, ...

Un grand merci à ma femme Diary pour ses encouragements, ses plats copieux et
énergétiques et la patience qu’elle a de m’attendre lors de mes nombreux déplacements vers
l’étranger. Elle a su supporter mes absences répétées pour mes besoins de recherche dans les
laboratoires français. Un grand cou-cou à mon fils Hamath et tous ses futures frères et
soeurs. Je remercie tous les membres de ma famille pour la patience qu’ils m’ont accordée
pendant que je poursuis de longues études. Mais aussi un grand merci à Birane Sylla pour
son soutien et pour avoir mis à ma disposition, gratuitement, une connexion sur le web
pendant que j’étais sur la dernière ligne droite de la thèse.














5



































Proverbe Wolof

« Lou la yarr mounoul may,
réwandé mounou lako may »



6 Dédicaces


Je dédié ce modeste travail à mon défunt père Ousmane BA et à ma
défunte mère Awa Diop. Que le Tout Puissant les accueille dans son paradis
éternel. Merci de prier pour le repos de leur âme.

Dédicace aux jeunes frères de mon père, Lamine et Abdourahmane mais
aussi à mon oncle Gora DIOP qui ont fortement contribué à mon éducation et à
ma formation.

































7 Table des matières

CHAPITRE I : INTRODUCTION GENERALE ....................................................................... 10
I.1 PRESENTATION DU SENEGAL............................................................................ 10
I.2 CLIMAT...................................................................................................................... 10
I.2.1 Les précipitations ................................................................................................... 11
I.2.2 La température et l’humidité relative..................................................................... 12
I.3 ZONES ECO-GEOGRAPHIQUES (Gueye, 2000) ................................................ 13
I.3.1 Zone sylvopastorale : ............................................................................................. 13
I.3.2 Zone du fleuve ....................................................................................................... 14
I.3.3 Le bassin arachidier ............................................................................................... 16
I.3.4 Zone Littorale des "Niayes"................................................................................... 16
I.3.5 Basse et moyenne Casamance................................................................................ 17
I.3.6 Sénégal oriental et la haute Casamance ................................................................. 18
I.4 Problématique ............................................................................................................. 20
CHAPITRE II : CHOIX DES ESSENCES................................................................................ 23
II.1 Acacia Senegal ........................................................................................................... 23
II.1.1 La systématique .................................................................................................... 23
II.1.2 Les caractères botaniques ..................................................................................... 24
II.1.3 Ecologie des acacias ............................................................................................. 25
II.1.4 Utilisations de l’Acacia senegal ........................................................................... 27
II.2 Prosopis juliflora ....................................................................................................... 28
II.2.1 Systématique......................................................................................................... 28
II.2.2 Les caractères botaniques ..................................................................................... 28
II.2.3 Ecologie ................................................................................................................ 29
II.2.4 Utilisation ............................................................................................................. 29
II.3 LA RACINE .............................................................................................................. 31
II.3.1 Structure anatomique............................................................................................ 31
II.3.2 La croissance racinaire ......................................................................................... 33
II.3.3 Vie symbiotique.................................................................................................... 34
II.3.4 Rôle dans la stabilité des sols ............................................................................... 38
CHAPITRE III : MATERIEL ET METHODES ........................................................................ 41
III.1 MISE EN PLACE D’UNE PEPINIERE ............................................................... 41
III.1.1 Préparation de l’inoculum bactérien................................................................... 41
III.1.1.1 le milieu de culture....................................................................................... 41
III.1.1.2 Comptage des bactéries................................................................................ 42
III.1.2 Piégeage des champignons.................................................................................. 44
III.1.3 Préparation des plants.......................................................................................... 46
III.1.3.1 Rempotage des gaines .................................................................................. 46
III.1.3.2 Prégermination des graines .......................................................................... 48
III.2 LES SITES EXPERIMENTAUX........................................................................... 49
III.2.1 Bambey................................................................................................................ 49
III.2.2 Bandia.................................................................................................................. 52
III.2.3 Sangalkam ........................................................................................................... 54
III.3 MODE OPERATOIRE DE RECOLTE DE DONNEES...................................... 55
III.3.1 Détermination du taux d’infection par les champignons mycorhiziens.............. 55
III.3.2 Analyse de l’architecture racinaire...................................................................... 56
III.3.3 Traction racinaire ................................................................................................ 56
III.3.4 Dosage de la cellulose dans le bois racinaire ...................................................... 58
III.3.4.1 Préparation des échantillons............................................................................. 58
8 III.3.4.2 Extraction de la cellulose ............................................................................. 59
III.3.5 Coupes anatomiques de bois racinaire ................................................................ 60
III.3.6 Données statistiques ............................................................................................ 62
III.3.6.1 Traction racinaire et pourcentage de cellulose............................................... 62
III.3.6.2 Taux d’infection ........................................................................................... 63
III.3.6.3 Dendrométrie et poids des nodules .............................................................. 63
III.3.6.4 Coupes anatomiques..................................................................................... 63
CHAPITRE 4 : RESULTATS ET DISCUSSION ...................................................................... 64
IV.1 SITES EXPERIMENTAUX ................................................................................... 64
IV.1.1 Effets de l’inoculation sur la croissance ............................................................. 64
IV.1.2 Quantité de cellulose dans le bois racinaire ......................................................... 70
IV.1.2.1 Chez les jeunes plants d’un an ..................................................................... 70
IV.1.3 Résistance à la traction du bois racinaire ............................................................ 74
IV.1.3.1 Chez les jeunes plants .................................................................................. 74
IV.1.3.2 Chez les arbres adultes................................................................................. 76
IV.1.4 Structure anatomique des racines de jeunes arbres............................................. 78
IV.2 EN SERRE : MANIP SUR SOL A DIFFERENTS NIVEAUX DE
COMPACTION.................................................................................................................. 84
IV.2 1 Effets de la compaction et de l’inoculation sur la croissance ............................. 84
IV.2.1.1 Taux de mycorhisation................................................................................. 84
IV.2.1.2 Effets sur la croissance.................................................................................. 86
IV.2.2 Quantité de cellulose dans le bois racinaire ........................................................ 94
IV.2.3 Résistance à la traction du bois racinaire ............................................................ 96
IV.2.4 Effet de la compaction du sol sur l’architecture racinaire................................... 98
IV.2.5 Structure anatomique ........................................................................................ 101
BIBLIOGRAPHIE .................................................................................................................. 109
























9 ²
²
²
²
²
²

CHAPITRE I : INTRODUCTION GENERALE


I.1 PRESENTATION DU SENEGAL

Le Sénégal, avec une superficie de 196.720 km don t 75 % sont à une altitude de
moins de 50 mètres, est situé sur la pointe extrême occidentale du continent africain entre
12°20 et 16°40 de latitude nord et 11°20 et 17°30 de longitude ouest. Le pays est limité au
Nord par la Mauritanie, au Sud par la Guinée Bissau et la République de Guinée, à l’Est par le
Mali et à l’Ouest par l’Océan atlantique avec 700 km de Côte. La Gambie est une enclave à
l’intérieur du Sénégal.
La population sénégalaise, qui était voisine de 3 millions en 1960, est estimée en 2004
à 11 987 121 d’habitants. Plus de 40 % de cette population vit en milieu urbain, ce qui confère
au Sénégal le taux d’urbanisation le plus fort de la sous-région sahélienne. Si la densité
moyenne est de 45 hbts/km, elle varie de 7 hbts/m à Tambacounda à plus de 140 hbts/km à
Diourbel et Thiès, en passant par 28 hbts/km à Kol da et 64 hbts/km à Fatick. La croissance
démographique est estimée à 2,9 % par année (3,8 % en milieu urbain et 2,1 % en milieu
rural) (M.E.P.N., 1997)

I.2 CLIMAT

Le Sénégal, comme la plupart de ses voisins sur le littoral saharien, est classé comme
pays aride (Heathcote, 1983). La climatologie de la zone intertropicale est caractérisée par une
dynamique complexe liée à des transferts énergétiques qui sont essentiellement contrôlés par
les centres d’action de Sainte Hélène (Atlantique sud), des Açores (Atlantique nord) et celui
de la zone saharo-libyenne (Nord-Est africain). Les deux centres d’action de Sainte Hélène et
des Açores aboutissent à la convergence de deux masses d’air que sont l’harmattan (alizé
continental et sec) au nord et la mousson (alizé maritime humide) au sud dont l’épaisseur
maximum est d’environ 3000m. Le contact au sol de la mousson et de l’alizé continental
constitue le front inter-tropical (FIT) qui est très fluctuant au cours de l’année. Sa surface
frontale est très inclinée vers le sud de sorte qu’elle évolue sous l’harmattan. Le FIT se
déplace entre les 20ème et 4ème parallèle nord qu’il atteint respectivement en juillet et en
janvier. Dans la frange sahélienne, ce sont les différentes positions du FIT qui sont à l’origine
des saisons sèches et humides. Au Sénégal le climat est de type tropical subdésertique ponctué
par des Etés humides et des Hivers secs. Par contre, la région de Dakar qui a une position
10

Soyez le premier à déposer un commentaire !

17/1000 caractères maximum.

Diffusez cette publication

Vous aimerez aussi