Soutenance mémoire
Au Sahel, la dégradation des écosystèmes est un constat établi (Pontie et Gaud, 1992). Dans ces écosystèmes, la densité des arbres a diminué considérablement sous les effets conjugués de l’anthropisation croissante (Grouzis et Albergel, 1989) et par les systèmes de partage de l’espace sol et les ressources. Ces facteurs (naturels ou anthropiques) sont les précurseurs et/ou les catalyseurs des épisodes de sécheresse. Pour optimiser la production végétale en vue d’améliorer les conditions de vie et d’auto suffire les populations, le reboisement et la reconstitution d’un couvert végétal durable s’imposent comme une nécessité.
Les problèmes majeurs rencontrés par les végétaux sont la disponibilité des ressources hydrominérales, l’absorption et la compétition pour l’espace vital. Le volume de sol explorable par les racines est contraignant avec une résistance variable à la pénétration. Cette résistance est souvent élevée dans les milieux secs. Dans le sol, de nombreuses interactions favorisent la complémentarité entre individus de même espèce ou d’espèces différentes ou provoquent la compétition interspécifique pour un élément donné (Caldwell, 1987). La compétition, fortement liée à la phénologie (racinaire qui, dans le temps, est couplée au développement foliaire), constitue un élément important dans les différents mécanismes de l’eau du sol et/ou de la plante. Si, en milieu non-contraignant (solution nutritive), quelques racines peuvent assurer les besoins en eau et en éléments nutritifs de la plante (Maertens et al., 1974), il n’en est pas de même au champ où un bon développement racinaire des arbres est un facteur essentiel de la productivité et surtout de la tolérance aux aléas, en particulier climatiques (Maertens et al., 1974 ; Chopart et Nicou, 1976).
La notion de racine
Définitions
La racine est l’organe souterrain d’une plante. Elle sert à fixer au sol ou sur un support (épiphyte) et à puiser les nutriments nécéssaires à son développement. La racine prolonge la tige vers le bas et le passage de l’une à l’autre n’est pas seulement lié au passage atmosphère/sol. Il existe des tiges qui poussent dans le sol (corne de taro, rhizomes). Les racines se décomposent en plusieurs constituants à différents niveaux d’organisation. A une échelle plus fine, la racine est une collection de métamères définis par le complexe entre-nœud/ramification/bourgeons racinaires. Ces métamères sont regroupés au sein d’une unité de croissance mis en place entre période de repos et d’arrêts de croissance à partir d’un même bourgeon racinaire. L’empilement des unités de croissance au cours des phases de croissances successives forme des axes racinaires (Russel 1977 ; Jenik 1978 ; Belgrand et al., 1987). Selon leurs positions, Belgrand et al., 1987 definissent le pivot ou les ramifications.
Différentes parties de la racine
Le pivot est l’axe provenant de l’allongement de la radicule issue de la germination des graines. Il est l’axe le plus important du système racinaire.
La racine latérale est élaborée à partir du pivot et ont une croissance variée
Le nœud correspond du point de vue macroscopique à la plus petite entité morphologique qui permet de construire le système racinaire. Il provient du fonctionnement des méristèmes apicaux. Il peut porter une ou des racines, un ou des bourgeons racinaires où naissent des racines latérales ;
L’entre-nœud : portion de racine comprise entre deux nœuds (Lüttage et al., 1992). Sa croissance éloigne les nœuds et favorise l’allongement de la racine ;
L’axe racinaire : succession de nœuds séparés par des entre-nœuds plus ou moins longs ou courts.
Architecture racinaire
Elle décrit comment les constituants de la racine se mettent en place dans l’espace et dans le temps. Elle est définie à un moment donné par une topologie et une géométrie. L’architecture est d’abord la conséquence d’un fonctionnement biologique, car elle est l’expression du programme génétique de la plante modulé par son environnement physique et chimique. C’est est un aspect fondamental de la productivité des arbres. L’architecture intervient dans l’efficacité de la plante à s’approvionner en eau et nutriments, dans la concurrence souterraine, dans l’interaction entre les racines, le sol et les micro-organismes (Lynch, 1995). L’architecture détermine la résistance au déracinement et la raideur de la tige (Balneaves et De La Mare, 1989).
Fonction des racines
Les racines sont des organes de stockage, des lieux de synthèse des régulateurs de croissance (hormones, métabolites secondaire…). Elles assurent le transport de l’eau et des éléments minéraux, hormones… Ce sont des organes de propagation et de dispersion de la plante, d’associations symbiotiques (fixation d’azote mycorhizes, cyanophycées…), communication entre plantes (anastomoses), contrôle de l’environnement rhizosphérique physique (microporosité, miro-compaction), biochimique exudats chimique (H+, acides organiques, acides aminés, hydrates de carbone, flavonoïdes, allelochimique, mucilage,…), écologique : microflore et microfaune.
Croissance racinaire
La croissance racinaire est une fonction du méristème apicale localisé dans la zone d’élongation. Les cellules méristématiques se divisent plus ou moins de façon continue et produisent d’autres méristèmes : les cellules de la coiffe et les cellules souches indifférenciées. Ces dernières forment les tissus primaires de la racine. Les racines vont généralement croître dans toutes les directions pour assurer les besoins de la plante en air, nutriments et eau. A la germination, les racines croissent vers le bas sous l’effet du géotropisme. La plupart des plantes croissent par leur partie apicale. La croissance primaire ou principale permet la croissance verticale. La croissance secondaire assure la croissance en diamètre des racines. Elle se produit à partir du cambium vasculaire et du cambium cortical.
Hétérorhizie et différenciation des axes
L’hétérorhizie est l’aptitude du système racinaire des plantes ligneuses à développer des types d’axes qualitativement différents chez les racines : les macrorhizes et les brachyrhizes (Kubikova, 1967) constituent les deux types d’axes différents. Tous les intermédiaires sont observables et un axe est susceptible de passer d’une structure morphologique, anatomique et fonctionnelle à une autre (Horsley et Wilson, 1971). Les brachyrhizes (Kahn, 1983) possèdent une extension réduite et assurent essentiellement les prélèvements d’eau et de nutriments. Ils renferment un apex court et rond de petit diamètre souvent dépourvu de coiffe et comportent un petit nombre de pôles ligneux (1 à 2). Les tissus primaires sont différenciés à une faible distance du méristème et leur allongement est limité et lent. Le cambium est peu ou pas fonctionnel. Les brachyrhizes sont caducs et peuvent se transformer en ectomycorhizes. Les macrorhizes forment l’ensemble des axes longs qui élargissent la surface du sol par l’appareil souterrain. Ils comportent un apex volumineux, pointu et recouvert par une coiffe très développée. Il est médullé et renferme un diamètre et un nombre de pôles ligneux élevé. Les tissus primaires sont différenciés à une grande distance du méristème, leur croissance longitudinale est rapide et importante. Les tissus secondaires sont présents en quantité variable et le cambium qui leur donne naissance commence à fonctionner à une grande distance du méristème. Les macrorhizes développent des brachyrhizes par ramification et ne se transforment jamais en ectomycorhyzes.
Structure de la racine
Morphologie
En partant de l’extrémité, la racine présente une zone embryonnaire qui constitue le pôle de croissance.
Cette zone embryonnaire est protégée par une coiffe conique composée de cellules subérifiées se renouvelant constamment (Fig. 1). La coiffe par sécrétion de polyosides a un rôle lubrifiant. Elle permet une meilleure pénétration de la racine dans le sol. Suivent la zone d’allongement limitée à quelques millimètres et la zone pilifère (ou assise pilifère). Chaque poil absorbant (radicelle) de la zone pilifère est constitué d’une cellule allongée à grande vacuole dont les parois nues permettent l’absorption des nutriments par osmose. La surface d’absorption est augmentée par la présence de nombreux poils. Les poils absorbants meurent très vite et sont remplacés par d’autres au fur et à mesure de la croissance racinaire. Ainsi la zone pilifère est toujours de la même taille.
Ramification
Elle est constituée de la racine primaire qui constitue la racine dominante par rapport aux racines d’ordre inférieur ; et des racines secondaires, tertiaires etc. Ces dernières sont créées à partir d’un tissu spécialisé de la racine, le péricycle. C’est une masse de cellules méristématiques qui se différencie et prolifère vers l’extérieur de la racine pour former une racine secondaire. De nouveaux faisceaux conducteurs de sève se forment ensuite dans cette nouvelle racine. Les racines adventives apparaissent sur les tiges, soit sur les nœuds, soit sur les entre nœuds, voire sur les feuilles. Les tiges souterraines émettent des racines adventives, de même que les tiges rampantes appelées stolons.
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Table des matières
Introduction
Chapitre 1 : ETAT DES CONNAISSANCES
1.1- La notion de racine
1.1.1-Définitions
1.1.1.1- Différentes parties de la racine
1.1.1.2- Architecture racinaire
1.1.1.3- Fonction des racines
1.1.1.4- Croissance racinaire
1.1.1.5- Hétérorhizie et différenciation des axes
1.2- Structure de la racine
1.2.1- Morphologie
1.2.2- Ramification
1.2.3- Anatomie
1.2.3.1- Structure primaire
1.2.3.2- Structure secondaire
1.3- Le vocabulaire utilisé
1.3.1- Réitération
1.3.2- Plasticité
1.3.3- L’Architecture racinaire
Elle recouvre les notions de forme et de structure
1.3.4-La topologie
1.3.5-La géométrie
1.3.6- Mise en place et définition des types de racines
1.4- Méthodes de mesures d’architecture racinaire
Chapitre 2 : LE MILIEU D’ETUDE
2.1- Milieu naturel
2.1.1- Saison pluvieuse
2.1.2- Saison sèche
2.1.3- Conditions géo-édaphiques
2.1.3.1- Géologie
2.1.3.2- Gémorphologie
2.1.3.3- Sols
2.1.3.4- Ressources en eau du sol
2.1.4- Végétation
2.1.5- gestion de l’espace
2.2- Station expérimentale
2.2.1- Saison pluvieuse
2.2.2- Saison sèche
2.2.3- Vents
2.2.4- Conditions géo-édaphiques
2.2.4.1- Géologie
2.2.4.2- Géomorphologie
2.2.4.3- Sols
2.2.4.4- Ressources en eau
2.2.5- Végétation
Chapitre 3 : MATERIEL ET METHODES
3.1- Le matériel végétal
3.1.1-Acacia tortiIis (Forsk)
3.1.1.1- Position systématique
3.1.1.2- Description de l’espèce
3.1.1.3- Répartition et écologie
3.1.1.4- Caractères ethnobotaniques
3.1.2- Balanites aegyptiaca (L) Del
3.1.2.1- Position systématique
3.1.2.2- Description de l’espèce
3.1.2.3- Répartition et Habitat
3.1.2.4.- Caractères ethnobotaniques
3.1.3- Zizyphus mauritiana Lam
3.1.3.1-Position systématique
3.1.3.2- Description de l’espèce
3.1.3.3- Répartition et habitat
3.1.3.4- Caractères ethnobotaniques
3.1.4- Importance des espèces
3.2- Dispositif expérimental
3.2.1- Plantation naturelle
3.2.2- Plantation expérimentale
3.3- Collecte des données
3.6- Traitement des données
3.6.1- Codification et transformation des données
3.6.1.1- Typologie racinaire
3.6.1.2- Construction des objets géométriques
3.6.1.3- Extraction des données
3.6.1.4- Données topologiques
3.6.1.5- Données géométriques
3.6.1.6- Données fractales
3.6.2- Méthode de cartographie des racines
3.6.2.1- Cartographie des impacts racinaires
3.6.2.2- Paramètres mesurés
3.6.3- Paramètres de production de la plante
3.6.3.1- Détermination de la hauteur, du diamètre basal et du nombre de nœuds
3.6.3.2- Biomasses aériennes et racinaires
3.6.4- Disponibilité en eau du sol
3.6.5- Traitement proprement dit des données
Conclusion
