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Swiss Federal Institute of Technology (Zurich) (1992)

Agronomic and physiological aspects of postflowering drought tolerance of pearl millet (Pennisetum glaucum (L.) R.Br.) in the Sahel

Bieler, Peter

Titre : Agronomic and physiological aspects of postflowering drought tolerance of pearl millet (Pennisetum glaucum (L.) R.Br.) in the Sahel

Auteur : Bieler, Peter

Etablissement de soutenance : Swiss Federal Institute of Technology (Zurich)

Grade : Doctor of Natural Sciences 1992

Résumé
Le mil (Pennisetum glaucum (L.) R.Br.), la plus importante culture dans I’agriculture de subsistance au Sahel, rencontre diverses contraintes a la production de nature biotique et abiotique. Une des plus citées et des plus craintes est la sècheresse post-florale due a l’irrégularité des pluies, entre les saisons et au sein des saisons. Le stade du remplissage des grains a déjà été décrit comme le plus sensible a la sècheresse dans le cycle de développement du mil. On a donc réalisé la nécessité d’inclure la resistance a la sècheresse post-florale dans programmes de selection. Une technique sure de criblage doit donc être mise au point. Une premiere demarche a consiste a décrire les effets de la sècheresse et a classer des genotypes de mil, selon leur reaction a la sècheresse, et de décrire des paramètres agronomique et physiologique responsable des reactions des genotypes différents. Différents essais ont été décrits dans la littérature. Une demarche visant a identifier les paramètres permettant une reaction positive a la sècheresse (resistance) a été faite a partir des regressions multiple ; elle a conduit a classer des genotypes selon leurs reactions spécifiques a la sécheresse. Trois essais en saison-seche chaude sur le site experimental du centre sahélien de L’institut International de Recherche sur les Cultures des Zones Tropicales Semi-Arides (ICRISAT) a Sadore (Niger, Afrique de I’Ouest) ont été menés avec un grand nombre de genotypes de mil provenant de I’Afrique de I’Ouest. Le rendement en grains, dans des conditions de sécheresse, a diminue de presque 50% comparativement aux témoins. Une analyse.de correlation a montre que le rendement en grains par panicule individuelle dans des conditions de sécheresse de post-floraison peut servir de paramètre pour sélectionner des genotypes résistants a la sècheresse. Les problèmes de variation de la reaction a la sécheresse pourraient être expliques a travers une analyse de stabilité simple a partir des données sur trois ans. Des recherches plus poussées ont été faites sur le rendement par panicule en fonction du nombre des grains et de leur masse. En suivant 1’evolution pondérale des grains, on a pu caractériser un grand nombre de genotypes de mil dans leurs modalités de remplissage des grains sous des conditions sub-optimales ainsi que dans leurs reactions a la sécheresse post-florale. II a été découvert que le taux d’accumulation de matière sèche dans les grains demeure inchangé dans des conditions de sécheresse. Cependant la durée de remplissage des grains est notoirement réduite avec pour consequence, des grains moins gros. De plus, en cas de sècheresse, L’avortement des grains après la floraison en réduit le nombre. Le contexte physiologique a été étudié pour déceler d’éventuelles differences au niveau des genotypes pour la devolution des photosynthates lors du remplissage des grains. Ceci a amené a analyser les hydrates de carbone solubles pour trois genotypes dans des conditions d’irrigation et de sécheresse post-floraison. L’accumulation totale de matière sèche de la plante entière, après I’anthese, était due pour 75 a 100% a (’augmentation de la matière sèche du fait du développement des panicules. Trois genotypes choisis en fonction de leurs reactions différentes a la sécheresse n’ont pas montre de differences pour ce qui est de la devolution des hydrates de carbone, dans de très bonnes conditions d’irrigation. La quantité des reserves d’hydrates de carbone avant L’anthèse n’a pas varie pendant le remplissage des grains. Done, la plupart des assimilats jouant un role dans le remplissage des grains proviendraient de la photosynthèse courante. Les capacités a maintenir la photosynthèse sous conditions de sécheresse et de mobiliser les hydrates de carbone accumules sont importantes pour assurer le remplissage des grains et pour que le grain puisse concurrencer d’autres facteurs comme la respiration. Des differences ont été décelées au niveau des genotypes dans leurs capacités de repartition des hydrates de carbone, mais n’ont pas pu être expliquées de manière appropriée, avec les informations disponibles. D’autres aspects de la croissance de la plante sous des conditions de sécheresse, ont été examines et compares a la situation dans des conditions d’irrigation. II a été constate que les talles contribuaient pour 33% au rendement total en grains dans des conditions sub-optimales et pour 21% seulement dans des conditions de sécheresse. La simultaneity de floraison entre les panicules des talles et celles de la tige principale est importante pour le rendement en grains dans des conditions de sècheresse. L’examen du système racinaire a la floraison et (’observation de L’utilisation de L’eau après L’anthèse n’ont pas donne une idée precise du comportement des genotypes en relation avec L’environnement. Le point de flétrissement pour le mil se situe entre 6 a 7% de contenu en eau volumétrique dans les sols sablonneux de la station de recherche. Bien que la resistance du mil a la sécheresse post-florale n’ait pas pu être quantifiée dans ces travaux de recherche, ceux-ci ont permis de dégager la nécessité de mener un criblage de genotypes dans une pépinière sous conditions de sécheresse. Le rendement en grains par panicule individuelle comme critère de selection ainsi qu’une analyse de stabilité constitueront une base pour la selection dans le future. Cependant les mécanismes physiologiques du remplissage des grains sous influence notamment de la photosensibilité et de la repartition de la matière sèche, doivent faire L’objet de recherches plus avancées.

Mots clés : PEARL MILLET, CROP PRODUCTION, PLANT DAMAGE BY DROUGHT, PLANT PATHOLOGY, CROP YIELD PHYSIOLOGY, CROP PLANTS, SAHEL REGION, AFRICA, BOTANY, DROUGHT

Présentation

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Page publiée le 6 octobre 2010, mise à jour le 12 mars 2017