Essai d’introduction de l’arganier (Argania spinosa (L.) Skeels) dans la zone de M’doukel et évaluation de quelques paramètres de résistance à la sécheresse

Caractères botaniques et dendrologiques de l’arganier
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Mémoire Pour l’obtention du diplôme de MAGISTERE EN SCIENCES AGRONOMIQUES

Option : Forêt et conservation des sols

Présenté par :   BEZZALA ADEL

Introduction générale

Le développement durable d’un milieu naturel repose avant tout sur une gestion raisonnée des ressources naturelles : sol, végétation et eau. Or, les espèces forestières font partie des ressources naturelles que l’on doit  protéger et mieux valoriser.

Dans ces zones, le déficit en eau peut être temporaire ou endémique et peut revêtir plusieurs degrés de gravités, allant jusqu’à l’anéantissement complet des formes de vie dans son aspect extrême, à savoir le désert. Il occupe une place particulière du fait de sa fréquence d’occurrence et de la place que l’eau occupe dans les phénomènes métaboliques (TURNER, 1990 ; BALO et al., 1995). De part, son rôle dans la photosynthèse, le transport et l’accumulation, ainsi que dans la multiplication et le grandissement cellulaire, l’eau a un rôle essentiel dans la croissance et le développement des plantes.

En réponse au stress hydrique, beaucoup d’espèces simulent des changements significatifs que se soit sur le plan morphologique que métabolique.

Parmi ces espèces, l’arganier, Argania spinosa (L.) Skeels, considéré comme relique de l’ère tertiaire, se trouve dans sa limite la plus extrême (Tindouf) en formant une population naturelle, c’est un arbre forestier  » multi – usage », chaque partie ou production de l’arbre (bois, feuilles, fruits et huile) est utilisable, et représente une source de revenue et de nourriture pour l’usager. En plus de son  rôle économique, l’arganier joue un rôle irremplaçable dans l’équilibre écologique, il permet de lutter contre l’érosion hydrique et éolienne. Ces derniers font de lui un arbre particulièrement intéressant pour le développement de ces zones arides.

C’est dans ce contexte, que notre étude se veut à la fois la connaissance d’une espèce saharienne à usage multiple peu connue chez nous, tout en essayant de l’introduire dans les zones les plus touchées par l’aridité telles que M’doukel, bien sur par la mise en place de technique pour sa propagation par semis, pour cela nous avons soumis les graines à différents niveaux de traitements thermiques pour une optimisation de la germination. Ceci est utile pour le forestier dans le cadre de la production de plants en quantité suffisante pour les reboisements à base d’arganier.

Vu que le comportement de l’arganier vis-à-vis du manque d’eau a fait l’objet de très peu d’études, le sujet est loin d’être épuisé du fait de la complexité des mécanismes mis en jeu par les jeunes plants en cas de stress hydrique.

La connaissance des génotypes résistants au déficit hydrique nécessite l’identification des mécanismes de résistance aux conditions défavorables du milieu. C’est pour quoi, nous nous proposons de tester la résistance de l’arganier à la sécheresse, nous avons utilisé différents niveaux de stress hydrique, qui vont de 75% à 10%, se choix a été réalisé pour déterminer les limites de résistance de cette espèce à la sécheresse, pour l’essai d’introduction de cette dernière à M’doukel,      afin de restituer la végétation de cette région fragile.

Notre but est la détermination des paramètres morpho – physiologiques d’évaluation du degré de tolérance de l’espèce aux conditions de sécheresse.

Nous commençons par des observations morphologiques simples, suivies par des mesures hydriques de la plante, ensuite, nous abordons les modifications, aux niveaux tissulaire et cellulaires, qui nous conduisent a identifié le comportement de  notre espèces vis -à vis du stress hydrique, et la possibilité de cette dernière à mettre en place certains mécanismes de tolérance au manque d’eau, pour enfin essayer de l’introduire dans la zone de M’doukel.

Conclusion générale

Compte tenu de ses caractéristiques botaniques, physiologiques et écologiques d’une part, et de son intérêt économique (huile, fourrage, bois) d’autre part, l’arganier est incontestablement un arbre d’avenir en zones arides et semi -arides. Nous avons tenté d’étudier le comportement de cette espèce en condition de stress hydrique, et dégager d’éventuels critères morpho- physiologiques d’évaluations du degré de tolérance de cette espèce au contrainte hydrique pour l’essai d’introduction de cette dernière dans la région de M’doukel.

Concernant la germination des graines d’arganier ; au laboratoire, on a obtenu un taux de germination de 45% à 30°C en utilisant des graines scarifiées mécaniquement et 28% à 25°C, ces taux sont beaucoup plus faibles dans le cas où les graines sont non scarifiées. Cette différence dans les taux de germination peut être due à la température qui influe directement sur la germination d’une part, et d’autres part à la coque du noyau d’arganier, celle-ci peut être rompu par simple scarification.

A M’doukel, le taux de germination été très faible. Ce faible taux de germination est peut être due à la température du sol (< 30°C), l’effet combiné de la non viabilité et la dormance des semences, la fonte de semis en pré – émergence     et en post – émergence, la qualité des graines et enfin au génotype de l’arbre.

L’effet du stress hydrique été très hautement significatif sur la quasi-totalité des traits physiologiques. Nos résultats montrent que les jeunes plants d’arganier sont apte à garder un contenu relatif en eau élevé au niveau des pots ayants des capacités au champ allant de 75% à 30%, contrairement aux jeunes plants subissant des niveaux de stress hydrique de 20% et 10% qui possèdent des CRE faibles. Il semble donc que nos jeunes plants subissant des niveaux de stress hydrique de 30% et 40% possèdent l’aptitude à l’osmorégulation par accumulation active des solutés, par contre chez les plants stressés 20% et 10% cette diminution dans le CRE est expliqué par le phénomène de déshydratation, donc à une perte de turgescence (accumulation passive de solutés).

De même, pour les conditions les plus déficitaires (20% et 10%), nous notons une augmentation des sucres solubles, celle-ci peut être attribuée à une dégradation des réserves amylacées ou peut être à une inhibition de la synthèse de l’amidon.

L’accumulation de la proline dans les mêmes conditions déficitaires serait le résultat d’une protéolyse membranaire, effectivement des corrélations négatives très hautement significatives ont été révélées suite à la matrice des corrélations entre l’accumulation de la proline et le pourcentage d’intégrité cellulaire, appuyant l’idée que l’une des causes de l’accumulation de cet osmolyte est une diminution du PIC.

Quant à la transpiration, nous avons noté une diminution qui devient de plus en plus importante pour des niveaux de stress hydrique sévère pour s’annuler au niveau du stress le plus sévère (10%). Ceci était corollaire d’un abaissement du CRE pour atteindre des valeurs minimales pour les stress les plus accentués.

Concernant l’efficacité de l’utilisation de l’eau par les jeunes plants d’arganier testés, on a noté que pour les niveaux de stress modéré (30% et 40%), l’EUE augmente, ceci serait due au faite que l’EUE est favorablement médiatisée par l’ajustement osmotique, suggérons donc, que plus il y’a des sucres solubles accumulés d’une manière active, plus l’EUE augmente. Par contre, les jeunes plants subissant les stress les plus sévères (20% et 10%), l’EUE été faible suite à une déshydratation des tissus (accumulation passive de solutés).

Pour l’ensemble des résultats concernant les paramètres morphologiques,   l’effet niveau de stress hydrique été très hautement significatif pour toutes les variables analysées. En effet, Nous avons constaté, que le meilleur résultat obtenu sur la croissance en hauteur, croissance en diamètre au collet et augmentation du nombre des feuilles est noté chez les plants subissant des niveaux de stress hydrique de l’ordre de 40% et 30%, ceci corrobore les résultats physiologiques obtenus précédemment. Par contre, l’application d’un stress hydrique sévère (10% et 20%) induit chez cette espèce une réduction de la hauteur de la tige, diminution du nombre des feuilles, réduction de la croissance radiale, réduction de la biomasse et augmentation de la longueur de la partie racinaire.

On a noté aussi, qu’il y’a un gain de biomasse aérienne au niveau des plants soumis à un stress de 30% et 40%, contrairement aux plants qui ont subis des stress plus sévères (20% et 10%). Cela peut être due à l’amélioration de l’EUE qui est favorablement médiatisée par l’ajustement osmotique pour maintenir une activité photosynthétique optimale, afin d’assurer un gain en masse sèche aérienne au  niveau de nos jeunes plants testés.

En effet, nous avons noté une augmentation de la longueur de la partie souterraine

au dépend de la partie aérienne chez les plants subissant des stress hydriques sévères (20% et 10%), ceci peut être expliqué comme étant un critère de résistance à la sécheresse, il permettrait une meilleure utilisation de l’eau disponible qui devient plus accessible en développant leur système racinaire.

Toutefois, un suivi au champ de la survie et de la croissance des plants a été effectué pour des jeunes plants cultivés dans des sachets de polyéthylène et en pleine terre, pour confirmer quand peut faire l’introduction de cette espèce à M’doukel. Par ailleurs, nous avons noté que la technique utilisée dans le semis des graines de cette espèce, a un effet très hautement significatif sur la variation des paramètres morphologiques.

En effet, nous avons remarqué que les jeunes plants cultivées en sachet de polyéthylène manifestent un enroulement au niveau du système racinaire, contrairement aux plants issus du semis en pleine terre où on note une meilleure croissance. Il est possible donc d’utiliser soit le semis direct, soit des plants en sachet de polyéthylène, mais ces derniers ne doivent en aucun cas excédé 6 mois. Pour les deux techniques il faudrait tenir compte des conditions pédoclimatiques et une mise en défens après reboisement est indispensable.

Concernant les variations notées sur les paramètres liés au phénomène de croissance, on a enregistré le dégagement de quatre périodes de croissance ; Une période automnale, où la croissance est relativement importante à cause de la disponibilité de l’eau, une deuxième période hivernale à croissance très faible due aux basses températures au niveau du sol. Une troisième période printanière caractérisée par une croissance  maximale des jeunes plants à cause des conditions du milieu (température très favorable et disponibilité de l’eau), et une période estivale caractérisée par une croissance très faible due à l’insuffisance de la disponibilité de l’eau qui limite la croissance des racines.

En fin, nous avons constaté que l’arganier manifeste effectivement  des traits d’adaptation morpho – physiologiques en conditions déficitaires, avec un bon comportement aux conditions pédoclimatiques du site de M’doukel, donc une possibilité d’introduction de l’arganier dans cette zone.

Dans le cadre d’un travail futur, il serait souhaitable :

  • D’expérimenter des techniques d’élevage pour obtenir une meilleur reprise de l’arganier, à partir de semis de graines ou par multiplication végétative. Une attention particulière devra être porté à la croissance et à l’architecture du système racinaire.
  • De travailler sur une collection plus importante de génotype d’arganier, et qui pourrait porter sur l’analyse physiologique de la réponse à la sécheresse et ceci par l’analyse fine des relations hydriques.
  • La mise au point de techniques de mycorhyzation des jeunes plants, pour procurer des avantages au niveau de la nutrition, de l’alimentation en eau, de la résistance au stress hydrique et aux agents pathogènes.

Au-delà, si l’on veut faire de l’arganier, espèce sauvage, une espèce cultivée valorisant au mieux les potentialités de l’arbre, il est nécessaire d’approfondir les recherches fondamentales dans de nombreux domaines :

  • Etude de la physiologie et de la phénologie de l’arganier, en évaluant la part des déterminismes génétique et écologique.
  • Amélioration génétique de l’arganier, en vue d’une production d’arbres sélectionnés sur différents critères selon les caractéristiques climatiques. La production de fruits, qui varie beaucoup d’un arbre à l’autre, serait bien évidemment un des principaux critères, mais on peut également envisager une sélection sur la vitesse de croissance du système racinaire, ce qui permettrait aux jeunes plants d’atteindre rapidement les couches profondes du sol et ainsi de dépendre moins des précipitations pour leur croissance, voir leur survie.

De nombreuses études ont montré l’intérêt de l’huile d’argan, sa valeur alimentaire, ainsi que son intérêt dans l’industrie pharmaceutique et cosmétique. La recherche dans ce domaine doit s’orienter vers la récolte des fruits, l’extraction de l’huile par des procédés perfectionnés, le conditionnement et la conservation de l’amande pour éviter l’acidité et le rancissement de l’huile.

Résumé : 

Le but du présent travail est l’étude du comportement de l’arganier (Argania spinosa (L.) Skeels) en condition de stress hydrique,        et essayé de dégager d’éventuels critères morpho- physiologiques d’évaluation de la tolérance de cette espèce à la contrainte hydrique, pour son essai d’introduction dans la région de M’doukel.

Les tests de germination réalisés ont révélés des taux de germination élevés de 45% au laboratoire,  et des taux relativement faibles    (8 – 12%) à M’doukel.

L’effet du stress hydrique était très hautement significatif sur la quasi-totalité des traits morpho – physiologiques analysés. En effet, nous avons noté une baisse graduelle dans le contenu relatif en eau, la transpiration, et le pourcentage d’intégrité cellulaire, pour atteindre des valeurs minimales aux stress les plus sévères (20% et 10%). Cet abaissement est suivi d’une accumulation importante de solutés (glucose et proline), cette dernière s’accentue au fur et à mesure que le niveau de stress devient plus sévère. Toutefois, nous avons constaté qu’au niveau du stress (30% et 40%), cette accumulation des solutés serait due dans sa majeure partie à une osmorégulation active, signifiant la probable mise en place des phénomènes de tolérance à la sécheresse tels que l’ajustement osmotique. Parallèlement à cette augmentation des solutés, nous avons noté une augmentation de l’efficacité de l’utilisation de l’eau, qui a été plus marqué pour les régimes hydriques 30% et 40%, pour se réduire au niveau des stress les plus sévères.

Pour l’ensemble des résultats concernant les paramètres morphologiques, l’application d’un stress hydrique sévère (20% et 10%), induit chez cette espèce une réduction de la hauteur, diminution du nombre des feuilles, réduction de la croissance radiale, réduction de la biomasse, augmentation de la longueur de la partie racinaire et enfin allocation préférentielle de biomasse vers les racines. En effet, les meilleurs résultats sont obtenus chez les plants subissant des stress hydriques modérés (30% et 40%).

A M’doukel, Concernant les variations notées sur les paramètres liés au phénomène de croissance, on a enregistré le dégagement de quatre périodes de croissance. Toutefois, pour les deux techniques de semis (semi direct et semi en sachet de polyéthylène) ; on a constaté, qu’il est possible d’utiliser soit le semis direct, soit des plants en sachet de polyéthylène, mais ces derniers ne doivent en aucun cas excédé 6 mois.

En conclusion, nous avons constaté que l’arganier manifeste effectivement des traits d’adaptation morpho – physiologiques en conditions déficitaires, avec un bon comportement aux conditions pédoclimatiques du site de M’doukel, donc une possibilité d’introduction de l’arganier dans cette zone.

Mots clés : Argania spinosa, stress hydrique, tolérance, ajustement osmotique, paramètres morpho – physiologiques, zone aride.

Abstract:  

The aim of this current work is the study of the spider behavior of argan tree (Argania spinosa (L.) Skeels) in water stress condition and try to free of eventual morpho – physiological criterion of evaluation of the tolerance of this species to the water constraint, for its test of introduction in the region of M’doukel.

The tests of germination achieved revealed rates of high germination of 45% in the laboratory, and relatively poor rates (8 – 12%) in M’doukel.

The effect of water stress was highly significant on the quasi – totality of morpho – physiological traits analyzed. In deed, we have remarked a gradual decrease in the relative water content, transpiration rate and the percentage of cellular integrity to achieve minimal values to the more severe stress (20% and 10%). This lowering is followed by an important accumulation of solutions (glucose and proline), this later increase in proportion as the level of stress becomes more severe. However, we noticed that at stress level (30% and 40%), this accumulation of solutions will be fitting in its major part to an active osmoregulation meaning the probable placing the phenomenon of the tolerance to the draught like the osmotic adjustment. Parallel to this augmentation of solutions, we remarked an augmentation of the water use efficiency, which was marked for the level of water stress 30% and 40%, to decrease at stress level the most elevated.

For the whole of results concerning the morphological parameters, the application of severe water stress (20% and 10%) induces in this species a decrease in height, diminution in leaves number, decrease of radial growth, decrease of the biomass, augmentation of the allocation of biomass towards the roots. In fact the best results are obtained in plants submitting moderate water stress (30% and 40%), this was explained by the maintaining of a relative water content which is elevated due to an active osmoregulation, this clarifies the role of the osmotic adjustment phenomena in the growth phenomenon maintain.

In M’doukel, concerning the variation noticed on the parameter related to the growth phenomenon, the releasing of four periods of growth were recorded. However for the two techniques of seedlings (direct seedling and seedling in polyethylene bag), it was remarked that it is possible to use either, the direct seedling, or seedling in polyethylene bag, but these later should not exceed six months.

In conclusion, we noticed that the spider shows effectively features of morpho – physiological adaptation in drought conditions, with a good behavior to pedoclimatic conditions of the M’doukel site, therefore a possibility of the introduction of argan tree in this area.

Kay words: Argania spinosa, water stress, tolerance, osmotic adjustment, morpho -physiological traits, arid zone.

Source:

BEZZALA ADEL 2005 .

Essai d’introduction de l’arganier (Argania spinosa (L.) Skeels) dans la zone de M’doukel et évaluation de quelques paramètres de résistance à la sécheresse .

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