inoculation technologie (1)

Adresseemail:[email protected](R.Deaker).
Motsclés:Inoculationdelégumineuses;Rhizobium;Dessiccation;Survie;Polymères;Enrobagedesgraines
00380717/$voirladocumentationpréliminaireq2004ElsevierLtd.Tousdroitsréservés.
estcequeje:10.1016/j.soilbio.2004.04.009
Biologiedessolsetbiochimie36(2004)12751288
Écoledessciencesdesterres,del'eauetdescultures,RossSt.BuildingA03,UniversitédeSydney,Sydney,NSW2006,Australie
www.elsevier.com/locate/soilbio
*Auteurcorrespondant.Tél.:þ61290369385;télécopieur:þ61293515108.
Cependant,l’applicationdequantitésplusélevéesd’inoculantn’estpaséconomiqueettechniquementdifficile.Alternativement,unnombreplusélevéderhizobiums
viablespargrainepeutêtreobtenuenaméliorantlasurviependantl'inoculationdesgraines.Malgrélareconnaissancedesfacteursaffectantlasurviedesrhizobiums
surlessemencesetunedemandeimportantedesemencesdelégumineusespréinoculéescommercialement,lafaiblesurvieresteunepréoccupationmajeure.La
dessiccation,latempératureetlatoxicitédel'enveloppedesgrainesinfluencenttouteslasurviedesrhizobiumssurlesgraines.Leurseffetsnéfastespeuventêtre
atténuésparlasélectiondesouchesrhizobiennestolérantesetdecultivarsdegrainesdelégumineusespeutoxiquesouartificiellement,parl'utilisationd'additifsdans
l'enrobagedesgraines.L'accumulationdutréhalose,unagentdessicantetprotecteur,danslessouchesderhizobiums,peutentraînerunemeilleuresurviesousun
stressdedessiccation.Demême,l’accumulationd’exopolysaccharide(EPS)peutagircommeunebarrièreréduisantlaperteexcessived’eau.Lesadhésifspolymères
telsquelagommearabique,laméthylcelluloseetlapolyvinylpyrollidone(PVP)ontaméliorélasurvie.Cependant,lesétudessurlesadditifsutilisésdansl'inoculationont
étéponctuellesetleurmoded'actionestmalcompris.Unemeilleurecompréhensiondesmécanismesimpliquésdanslaprotectiondesrhizobiumscontrelesconditions
défavorablesaideraàdéfinirlesconditionsoptimalesd'inoculationetdestockagedesgrainesafindegarantirunproduitdemeilleurequalitéauxagriculteursaumoment
dusemis.q2004ElsevierLtd.Tousdroitsréservés.
Abstrait
L'inoculationdegrainesdelégumineusesestunmoyenefficaceetpratiqued'introduiredesrhizobiumsefficacesdanslesoletparlasuitedanslarhizosphèredes
légumineuses.Cependant,sonpleinpotentieln’estpasencoreexploité.Àlasuitedemauvaisesrécoltesgénéralisées,lafabricationd’inoculantsdehautequalitéa
révolutionnélatechnologiedeslégumineusesenAustraliedanslesannées1960.Denombreusesaméliorationsapportéesauxinoculantsetl'avènementd'unservicede
contrôledesinoculantsontpermisd'optimiseretdemaintenirlaqualité.Desnormesminimalesconcernantlenombrederhizobiumspargraineontétéfixéesaprèsavoir
prisencompteplusieursfacteurs,notammentlatailledesgrainesetlapertedeviabilitépendantl'inoculation.Malgrélesrecommandationsdesfabricantsconcernantle
stockageetl'applicationdesinoculants,ilexisteunmanqueévidentdecontrôlesurleprocessusd'inoculation;parconséquent,lepleinpotentieldesproduitsdehaute
qualitén’estpastoujoursexploité.L'efficacitédel'inoculationvarieenfonctiondeplusieursfacteurs,quiaffectenttouslenombrederhizobiumsviablesdisponiblespour
l'infectiondesracinesdeslégumineuses.L’augmentationdunombrederhizobiumsviablespargrainegrâceàl’applicationd’inoculantaudessusdutauxcommercialement
recommandéentraîneuneaugmentationlinéairecontinuedelanodulationetdurendement.Plusieursétudesontrapportédesaugmentationsderendementallantjusqu'à25%.
Technologied’inoculationdesgrainesdelégumineuses:unexamen
RosalindDeaker*,RodneyJ.Roughley,IvanR.Kennedy
Ilestdevenudenotoriétépubliquequ'ilpouvaitêtrenécessaired'inoculer
deslégumineusesquin'avaientpasétécultivéesdansunsolparticulierou
depuisplusieursannées.CelaaétéparticulièrementlecasenAustralie,
oùleslégumineusescultivéesàdesfinsagricolesonttoutesétéintroduites
(DavidsonetDavidson,1993).Lesscientifiquesontensuitereconnuqu'il
existaitunerelationbeaucoupplusspécifiqueentrelessouches
bactériennesetleslégumineuseshôtesentermesdepouvoirinfectieux(la
capacitédenoduler)etd'efficacité(lacapacitédefixerleN2).Pour
améliorerl'établissementdespâturagesenAustralieetsoutenirune
industriedupâturageenconstantecroissance,desrecherchesontété
lancéesàpartirdesannées1930dansplusieursinstitutionspourisoler
dessouchesefficacesetdéterminerleursrelationsavecdeshôtes
spécifiques.Lebutdel'inoculationestdefournirunnombresuffisantde
rhizobiumsviablesetefficacespourinduireunecolonisationrapidedela
rhizosphèrepermettantàlanodulationd'avoirlieudèsquepossibleaprès
lagerminationetdeproduiredesrendementsoptimaux(Thompson,1988;
Catroux,1991).
Cesgroupesdelégumineuses(généralementétroitementapparentéssur
leplantaxonomique)sontnodulésparlamêmeespècedeRhizobium.
1.Introduction
Nouspassonsenrevuelalittératurerelativeàlatechnologie
d'inoculationdesgrainesdelégumineusesetproposonsdesdomainesde
recherchepouraméliorerlesrésultatsdel'inoculationdesgrainesde
légumineuses.En1887,HellriegeletWilfarthontmontrédansleurs
expériencesclassiquesquelafixationdeN2étaitassociéeauxracines
noduléesdeslégumineusesetétaitessentiellementlerôledesagents
infectieuxdesnodules.Cesagentsvariaientdansleurcapacitéànodulerdifférentsgroupesdeplantes.
Unanplustard,Beijerinckisolaitetdécrivaitlabactériedesnodules
racinaireset,en1896,ladéfinitiondes«groupesd'inoculationcroisée»
étaitutiliséedanslapratique(Fredetal.,1932).
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1276 R.Deakeretcoll./Biologiedessolsetbiochimie36(2004)1275–1288
Ilestintéressantdenoterquecetauxest1000foissupérieurautaux
recommandéparl’ALIRU.Deplus,Thièsetal.(1991a)ontsignaléuneffet
positifdel'inoculationsurhuitculturesdelégumineusesoùlapopulationde
rhizobiumsdusolétaitcompriseentre10et100g21desol.Ailleurs,ilsont
proposéunmodèlepourprédirelaréponseàl'inoculationetontconstatéque
59%delavariationdurendementpouvaits'expliquerparlenombrede
rhizobiumsprésentsdanslessolsaumomentdusemis(Thiesetal.,1991b).
Parconséquent,ilestnécessaired’inoculerungrandnombrederhizobiums
efficacespoursupplanterlespopulationsderhizobiumsinefficacesdansle
soloupourconstituerdespopulationslàoùlesconditionsdusolontlimité
leurpersistance.
Lesrhizobiapeuventêtreintroduitsdansleslégumineusesparinoculation
desgrainesoudusol.Lessemencespeuventêtreinoculéesparles
agriculteursimmédiatementavantlesemisouinoculéessurmesureparles
marchandsdesemenceslocauxdisposantd'installationsd'enrobagepour
êtreseméesdansundélaid'unesemaine.Alternativement,lesgrainesde
légumineusespeuventêtreinoculéescommercialementetstockéesavant
leurvente.Ceproduitestcommunémentappelégrainepréinoculée.Cependant,
Lesgrainesdelégumineusessontgénéralementinoculéesavecdes
culturesdetourbederhizobia.LeurproductioncommercialeenAustraliea
commencéen1953enutilisantdelatourbefinementmouluecommesupport
bactérien(DavidsonetDavidson,1993).Laqualitédesinoculantsaété
améliorée,suiteàdeséchecsgénéralisésdenodulation,grâceàl'amélioration
decinqfacteursprincipauxaffectantlasurviedanslatourbe(Roughleyet
Vincent,1967).Premièrement,l’originedelatourbes’estrévéléeimportante.
Lasurviedesrhizobiadutrèfle,delaluzerneetduniébévariaitselon
l'emplacementetlaprofondeurdelasourcedetourbe.Lestourbestestées
variaientselonleurcouleuretleurtexturemaisaucuneexplicationn'aété
donnéeparlesauteursquantàlacausedelavariationdesurvie.
Deuxièmement,lepHs'estrévélécritiqueetlestourbesacidespouvaient
êtreamendéesavecducarbonatedecalciumoudemagnésium.
Troisièmement,lastérilisationdelatourbe,depréférenceparirradiation
gamma,étaitconsidéréecommeessentielle,enparticulierpourlacroissance
etlasurviedesrhizobiumsàcroissancelente,leurpermettant
vraisemblablementdesupplanterlescontaminantsàcroissanceplusrapide.
Quatrièmement,lorsquedesrhizobiumsontétéajoutésàdelatourbe
préalablementséchéeà100°C,ilsontmalsurvécuenraisonàlafoisdela
chaleurdemouillagegénéréelorsdel'inoculationetdelaproductionde
substancesinhibitricesprovenantdutraitementthermique.Enfin,desteneurs
enhumiditéde40à50%sesontrévéléesoptimalespourlacroissanceetla
survied'unegammedesouchesrhizobiennespréparéescommeculturesde
tourbe.Plustard,l'accumulationdeseldanslesdépôtsdetourbe,provoquée
parplusieurssaisonssèches,s'estavéréenuireàlasurviedesrhizobiens
(SteinbornetRoughley,1975).Lamiseenœuvredecesrésultatsdansla
productiond'inoculantsétaitlerésultatdirectd'uneinitiativedecontrôledela
qualitédesinoculantsentrepriseconjointementparl'UniversitédeSydneyet
leServicedelaboratoireduDépartementdel'agriculturedeNouvelleGalles
duSud(UDALS).En1971,cettefonctionaététransféréeauService
australienderechercheetdecontrôledesinoculantsàl'échelledel'Australie.
contaminantsdifficilesàdétecterdansdesconditionsaussiconcentrées
2.Inoculationdelégumineuses
Ladécisiond'inoculerestgénéralementbaséesurunbesoindémontréà
partirdeparcellesexpérimentalesoucommeassurancecontreunemauvaise
récolteouunpâturage.Lesrésultatsd'uneenquêtesurl'inoculationde
Trifoliumsubterraneum,cultivédansdessolsdeNouvelleGallesduSudoù
deséchecsdenodulations'étaientproduits,ontsoulignéladifficultéde
prédirelanécessitéd'inoculer(RoughleyetWalker,1973).Surles32sites
testés,14n’ontmontréaucuneréponseàl’inoculationetdessouchesde
rhizobiumsefficacessesontrévéléesnaturelles.
2.2.Lanécessitédelavaccination
(AIRCS),rebaptisédepuis2000AustralianLegumeInoculantsResearchUnit
(ALIRU)(Date,1983;Roughleyetal.,1984;Herridgeetal.,2002).Les
inoculantsdoiventsatisfaireauxnormesALIRUbaséessurlenombrede
rhizobiumsefficacesdanslatourbe,cequientraîneraunnombreminimum
decellulespargraineaprèsapplicationautauxrecommandéparlefabricant.
Cesnormesminimalessontde500pourletrèfleblanc,de103pourles
légumineusesàpetitesgraines(parexempleluzerne,trèflesouterrain),de
104pourlesgrainesmoyennes(parexempleharicotmungo,poisd'Angole)
etde105pourlesgrossesgraines(parexemplelupinetsoja).Ils'agitde
normesminimaleslargementacceptées,mêmesiellespeuventvarier
légèrementdanscertainspays(Lupwayietal.,2000).Ilexisteégalementdes
normesconcernantlenombredecontaminantsdanslesculturesdetourbe
commerciales.EnAustralie,lescontaminantsdoiventêtreinférieursà107
ufcpargrammedetourbetandisqu'enFranceilnedoityavoiraucune
contaminationpendantlestockage(Lupwayietal.,2000;Catroux,1991).
Cependant,unsurpeuplementdesboîtesàdesdilutionsinférieuresà1026
rendrait
2.1.Productionetcontrôlequalitédesinoculantspourlégumineuses
Aucunerelationévidenten’aétéobservéeentrelestypesdesolsetla
présencedesouchesefficaces.Cependant,surles18autressites,aumoins
unedesméthodesd'inoculationtestéesaaméliorélanodulation.
Généralement,legranulageàlachaux(ajoutdecalcaireultrafin)aproduit
desrésultatsplusfiablesets'estrévélésupérieuràl'inoculationaulisierdans
lessolsoùlepHétaitinférieurà5,5.
2.3.Techniquesd'inoculation
suspensions.Lesorganismesderéglementationdesinoculants
peuventêtresoutenusparlalégislation,commeauCanada,au
Brésil,enFranceetenUruguay,oubénéficierdelaparticipation
volontairedesfabricants,commeenAustralie,enAfriqueduSud
etenNouvelleZélande.AuRoyaumeUnietauxÉtatsUnis,la
qualitédesproduitsestlaisséeàladiscrétiondesfabricants(Gault,
1978;Lupwayietal.,2000;Catrouxetal.,2001).
IrelandetVincent(1968)ontmontréqu'unnombreélevédeR.
leguminosarumbv.trifolii,efficacesurletrèfleblancmaispassurletrèfle
souterrain,asévèrementrestreintlanodulationdutrèflesouterrainparune
soucheefficaceintroduite.Dansunsolcontenant105rhizobiumsinefficaces
parg21,lerendementaétédoubléavecunemultiplicationpar10dutaux
d'inoculationdelasoucheintroduite.L'applicationde106rhizobiumspar
graineétaitnécessairepourassurerunenodulationefficaceà90%.
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Description
Saupoudrage
Inoculationdesgraines
L'inoculantdetourbeestmélangéàlagrainesans
réhumidification
Imprégnationsousvide
R.Deakeretcoll./Biologiedessolsetbiochimie36(2004)1275–1288
Inoculationdusol
Lesgrainessontmélangéesavecunesolutionaqueusede
tourbe,souventadditionnéed'unadhésif.
Inoculationliquide
1277
Inoculationgranulaire
RésumédeBrockwell,J.,1977;BioCareTechnologyPty.
GranulationdechauxoudephosphateLesgrainessonttraitéesavecuninoculantdetourbeen
suspensionsuivid'unecouchedecarbonatedecalcium
(calcairesuperfin)oudephosphatenaturel
Lesrhizobiumssontintroduitsdansousousle
tégumentsousvide.
Tableau1
Brochuresurlesinoculants1998;Thompson,J.,1988).
Techniquesd'inoculationdeslégumineuses
Culturedetourbemélangéeàdel'eauouàuninoculant
liquideappliquésurlelitdesemenceaumomentdusemis
(desinoculantsliquidespeuventégalementêtreappliqués
surlessemences)
Technique
Granuléscontenantdel'inoculumsemésavecdes
grainesenlitdesemence
Boue
Desgranulesdetourbeetd'argileétaientutilisésauxÉtatsUnis(Gault,
1978).Lesgranulésdetourbeontétéspécialementdéveloppéspour
êtreutilisésdansl’industriedel’arachide.L'équipementdesemis
pourraitêtreajustépourplacerlesgranulésàcôté,avecouendessous
desgrainesdanslelitdesemence.Gault(1978)affirmequel'inoculant
granulairen'estpasunetechnologieacceptéeenAustralie.
L'enrobageàlachauxdesgrainesdelégumineusesinoculées
avecducalcaireultrafin(CaCO3)aétéintroduitpourcontrecarrerles
effetsacidesdusoloudusuperphosphatesurlasurviedesrhizobiums.
PlusieursespècesrhizobiennesdontR.leguminosarumbv.trifolii
(Jensen,1943)etSinorhizobiummeliloti(Amarger,1980)sont
particulièrementsensiblesauxconditionsacides.CassSmithet
Pittman(1939)ontneutralisélesuperphosphateenforantavecdu
calcaire.Loneraganetcoll.(1955)ontdécouvertquel'enrobagedes
grainesavecducalcairesuivid'unsaupoudragedetourbepouvaitêtre
aussiefficacequelesemis.
malgréunedemandecroissantedesemencespréinoculéesdepuis
leurintroductionenAustralieen1971,lestestseffectuésen19721974
eten19992002ontrévéléunefaiblesurviedel'inoculumrhizobien,
soulevantdesquestionsquantàlavaleurdecettetechnologie
(Brockwelletal.,1975;Gemmelletal.,2002).Lesméthodes
alternativesàl'enrobagedessemencescomprennentl'inoculation
directedusolàl'aided'inoculantsdetourbeensuspensiondansl'eau
oud'inoculantsformuléssousformedeliquidesoudegranulés.
Norris(1972)arecommandéd'enroberlesgrainesdelégumineuses
tropicalesavecduphosphatenaturel,carlesrhizobiumsquinodulent
ceslégumineusesétaientsusceptiblesd'êtresensiblesàunpHélevé.
inoculédesgrainesavecducalcaireetétaitbeaucouppluséconomique.
Brockwell(1962)aamélioréceprocédéenincorporantl'inoculumdans
unadhésifsouslacouchedecalcaire.Roughleyetcoll.(1966)ont
rapportéqueleplacementdel'inoculumdansunepastilleoffraitde
meilleuresconditionspourlasurviedesrhizobiumsquel'inoculation
parbouillie.Nonseulementcelaprotégeaitlesrhizobiumscontre
l'aciditédusoletdesengrais,maisl'enrobageàlachauxprésentait
égalementplusieursautresavantages.Ceuxcicomprenaientune
balistiqueamélioréedesgrainesseméesparvoieaérienne,une
meilleuresurviedesrhizobiumslorsqu'ilyavaitdesdélaisentre
l'inoculationetlesemis(ilyavaituneaméliorationde10foislasurvie
parrapportauxgrainesinoculéesavecdulisierconservéesà
températureambiantependant1semaine)etunenodulationrapide.
lorsquelagerminationétaitretardée.Date(1968)aétudiél'effetdu
calcairesurlasurviedeR.leguminosarumbv.trifoliiTA1etont
découvertquelagommearabiqueetlaméthylcelluloseseulesétaient
meilleuresquelorsquelesgrainesétaientenrobéesdecalcairejusqu'à
42joursaprèsl'inoculation.IlaconcluquelefaiblepHdelacolleétait
moinspréjudiciableàlasurviequelepHélevéducalcaire.
ContrairementauxÉtatsUnis,oùl'équipementdesemisaétémodifié
pourl'applicationd'autrestechnologiesgranulairestellesqueles
pesticidesetlesherbicides,iln'étaitpasnécessaired'utiliser
Bienquelestechniquesd'inoculationsoienttrèsvariables,les
pratiquesfondamentalessonténuméréesdansletableau1.Après
l'inoculationdesgrainesparsaupoudragedeculturedetourbe,la
majeurepartiedel'inoculantestéliminéelorsquelesgrainespassent
danslesmachines.Lorsquel'inoculumhumidesèche,ilsedétache
facilementdelagraineetsedéposeaufonddelatrémie(Gault,1978).
Detouteévidence,lecalcaireutilisédanscesétudesavaitunpH
élevé.Uneenquêterécentesurlesmatériauxdegranulationenpoudre
arévéléquelepHdedifférentscalcairespeutvarierde6,5à9,7(Gary
Bullard,comm.pers.).L’utilisationd’uncalcaireayantunpHplus
neutrepeutatténuerleproblèmedesensibilitéaupH.
Cependant,lorsquel’inoculantdetourbeestappliquéavecunadhésif,
davantagedetourbeestretenuesurletégument.L'adhésifdoitêtre
capabled'empêcherledécollementdumatériauderevêtement,
empêchantainsilesblocagesdansl'équipementdesemisetnepas
endommagerlescotylédons(Brockwell,1977).Lanodulationdusoja
aprèsaspersiond'inoculantsurlesgrainesdanslatrémiedusemoir
peuavantlesemisétaitsystématiquementinférieureàcellede
l'inoculationavecdulisier(Brockwelletal.,1988).
L'inoculationdirectedulitdesemenceaumomentdusemisàl'aide
d'inoculantsliquidesetgranulairesévited'endommagerlestéguments
fragilesetsurmonteleseffetsnéfastesdespesticidesetdesfongicides
appliquéssurlessemencessurlesrhizobiums.Celaréduitégalement
lerisquedepertedebactériesviablesàcausedumatérieldesemis
oulorsquel'enveloppedelagraineestsoulevéedusolpendantla
germination.Leslégumineusesàpetitesgrainesontbénéficiéde
l'inoculationliquideenpermettantdestauxd'applicationd'inoculum
plusélevésqueceuxpossiblesavecl'inoculationdesgraines
(Brockwell,1977).L'inoculationliquidedusojaaumomentdusemisa
ététoutaussiefficacequel'inoculationdesgrainesenbouillie;
cependant,l'inoculationdulisieraproduitunenodulationplusprécoce
(Brockwelletal.,1988).Ilsontattribuécelaàlaconcentrationplus
élevéederhizobiumsàproximitédelagraine,conduisantàune
colonisationplusrapidedelarhizosphèrequelorsquelesrhizobiums
étaientdistribuésdanstoutlelitdesemenceparinoculationliquide.
UninoculantgranulairepourlaluzerneaétébrevetéenNouvelle
Zélandeen1971utilisantunnoyaudecopeauxdemarbreenrobédeculturedetourbe.
Machine Translated by Google

1278 R.Deakeretcoll./Biologiedessolsetbiochimie36(2004)1275–1288
Lamortdetouteslesespècesderhizobiasurgrainesinoculéesseproduit
rapidement,enparticulierlorsquelesconditionsenvironnementalessontdéfavorables
(BowenetKennedy,1959;Marshall,1964;Diatloff,1967;Brockwelletal.,1987).
Audébutdu20èmesiècle,leschercheursontreconnuleproblèmedelafaible
surviedesrhizobiumssurlesgrainesdelégumineusesetsonaméliorationpartielle
grâceaustockageàbassetempératureetàl'utilisationd'additifs(Fredetal.,1932).
Lestechniquesd'inoculationétaientgénéralementévaluéesentermesdenodulation
résultantd'essaisde«croissance»,etuneaugmentationdelanodulationétait
souventattribuéeàunesurvieaméliorée(JAThompson,nonpublié.
Danslesfermes,avantlesemis,lesgrainessontgénéralementsaupoudrées
d'inoculumdetourbeoumélangéesàdel'eauouàunesuspensionadhésive,
souventsuiviesdecalcaireultrafinpourlesgrainesdepâturageetlaisséessécher.
Ici,laméthoded'applicationdel'inoculantvarieenfonctiondespratiquesindividuelles
etdesespècesdelégumineuses.Bienquelemélangesoitprincipalementeffectué
manuellementdanslatrémieàgrainesoudanslabétonnière,l'inoculationde
légumineusesàgrossesgrainespeutégalementêtreautomatiséeàl'aidede
semoirséquipésd'unréservoird'inoculant,d'unepompeetd'unechambrede
mélangedegraines/inoculants.
L'inoculantestappliquésurletégumentdelagraineavecunadhésifetunecouche
finaledecalcaireultrafinoud'unautrematériauparticulaireestensuiteajoutéeau
tambouretpeutêtresurpulvériséeavecdel'adhésif.Danslescasoùlesgraines
enrobéessontpréparéesavantlesemis,ellessontséchéesàl'airencouchespeu
profondesouenutilisantdel'airpulsé(environ25°C)surunmatelaspneumatique.
accessoiresgranulairessuréquipementdesemoirenAustralie.Laproduction
d'inoculantsenAustralieétaituneindustrierelativementmineureetlaproduction
d'inoculantsgranulairesnécessiteraituninvestissementéconomiqueimportant,en
particulierpourunedistributionsurdegrandesdistances.Ilexistenéanmoinsun
regaind’enthousiasmepourlatechnologiedesinoculantsgranulairesenAustralie.
Bienqueceuxcisoientbienadaptésàl’applicationderevêtementschimiquessur
lessemences,leuraptitudeàêtreutiliséeavecdesrhizobiumsvivantsestincertaine.
2.4.Processusd'enrobagedesgraines
3.Surviedesrhizobiumssurgraines
3.1.Preuved'unefaiblesurviesurlessemencesetsonimpactsurle
rendementdeslégumineuses
Leprocessuspermettantdeproduiredesgrainesuniformémentenrobéesdoit
êtrecontrôléetreproductible.Lesgrainessontenrobéesàl'aidedediverses
machines,dontquelquesexemplessontprésentéscidessous.Lesprocédésutilisés
parlesagriculteursindividuelsetlesenrobeursdesemencescommerciauxpeuvent
varier,maislesprincipessontessentiellementlesmêmes(pouruneétude
approfondiedesprocédésetdesmachinesd'enrobagedessemences,voirGault
(1978)).
Laplupartdesgrainesdelégumineusesdepâturagesontenrobéesàl'aide
d'untambourrotatif,enraisondeleurcoûtrelativementfaibleetdeleursimplicité
(Scottetal.,1997).Lesgrandsmélangeursdepâteoudecimentsontsouvent
utilisésparlespréinoculateurspourlegranulationàlachauxdesgraines.
Letempsnécessaireaumélangeetlesquantitésd’adhésifetdegranulation
affectenttouslespropriétésphysiquesdelagrainegranulée.Desétudessurla
granulationdechauxontrévéléqu'unbongranulédevaitavoirunecoucheuniforme
decalcaireetparaîtresec,sanscalcairemeubleàlasurface(Roughleyetal.,1966;
Roughley,1970).Silesgrainesenrobéesontunaspectbrillant,ellesont
probablementétémélangéestroplongtempsousanssuffisammentdecalcaire.Les
grainesengranulésdechauxdoiventêtresuffisammentfermespourrésisteràun
impactléger(commeunechutesurlesoletunlégerroulemententrelesdoigts).
Thèsededoctorat,UniversitédeSydney,1964).
Cependant,lesconditionsrequisespourobtenirdespelletsdehauteintégrité
peuventcompromettrelaviabilitédel'inoculantrhizobien.Denouveauxmatériaux
etméthodesdevraientêtretestéspourpermettrelaproductiondepelletsdehaute
qualitésansexposerlescellulesàdesconditionsdifficiles.
Lasurviesurlesgrainesaffectedirectementlerendementdeslégumineuses
quienrésulte.Roughleyetcoll.(1993)ontidentifiéunfacteurdemortalitéimportant
surlesgrainesdelupinentrel'inoculationetlesemis.Lorsquel'inoculationafourni
log105,15bradyrhizobiaviablespargraine,seulement4,8%(log103,83)de
l'inoculumétaitencoreviableausemis(3,75haprèsl'inoculation)etseulement
0,83%(log103,07)après22,5hdanslesol.Deplus,l'augmentationdutaux
d'inoculationdelog104,27à6,27et7,28aconsidérablementaugmentéla
colonisationdesracines,lanodulationprécoceetlamassedesnodules.Letaux
d'applicationrecommandédel'inoculantdelupinfournitlog105,55rhizobiapar
graine.
L'applicationdelatechnologiedeslitsfluidisésàl'enrobagedesgrainesde
légumineusesestmoinscourante(Mullettetal.,1973).Ceprocessuspermetun
contrôleplusfinensuspendantlesgrainessuruncoussind'airsouspressioneten
pulvérisantl'inoculantparlehaut.HerridgeetRoughley(1974)ontcomparéles
semencesgranuléesenutilisantunlitfluidiséaveclatechniqueconventionnelledu
tambourrotatif.Lelitfluidiséaproduituneboulettefermemaislasurviede
l'inoculumétaitfaible,probablementenraisondelatempératuredel'airatteignant
occasionnellement35°C.L'intégritédugranuléestimportantepourgarantirquela
poudrenesedélogepaspendantlesemis,provoquantdesblocagesdansleslignes
desemis.
Desessaisrécentssurleterrainoùdesgranulesd'argileappliquésàraisonde10
kgha21ontdonnédesrésultatsréussisenmatièredenodulationauchampetde
fixationdeN2danslesarachides,leslupins,lespoisetlesféveroles(GaryBullard,
comm.pers.).
DesenquêtessurlesemoirFlexicoilwontrévéléqu'uneforceexcessivedélogeait
unepartiedel'inoculantrhizobiendesgraineslorsdeleurpassagedansleslignes
desemis(GaryBullard,comm.pers.).Lesentréesd’airsituéesàproximitéde
moteurschaudsprésententégalementunproblèmepuisquelestempératures
élevéesdel’airnuisentàlasurviedesrhizobiens.
Ilestclairquelestechniquesd’inoculationdessemencesetdusolprésentent
desavantagesetdesinconvénients.Lechoixd'uneméthodedépenddela
disponibilitédel'équipement,delatailledesgrainesetdelafragilitédescotylédons,
delaprésencedefongicidesappliquéssurlesgrainesetdelacommodité.Les
recherchesactuellesseconcentrentsurl'optimisationdecestechniques
fondamentalesd'administrationafind'améliorerlasurviedesrhizobiumsetla
nodulationultérieure.
Machine Translated by Google

R.Deakeretcoll./Biologiedessolsetbiochimie36(2004)1275–1288 1279
YoungetPaterson(1980)ontdécouvertquelesgrainesdeM.sativa
contenaientdelacyanidine,quin'étaitpastoxiquepourlesrhizobiums,etont
suggéréquelasélectiondegénotypesnontoxiquespourraitêtreutilepour
favoriserlasurvielorsdel'inoculationdesgraines.MateronetWeaver(1984a)
onttestécettehypothèseenutilisantdesgrainesnontoxiquesdetrèfleà
feuillesfléchées.Ilsontconstatéquelesgrainesnontoxiquesmaintenaient
unepopulationrhizobienneplusimportantequ’unevariététoxique.Thompson
(1964)aconstatéquelatoxicitédesextraitsaqueuxdegrainesdetrèfleétait
plusélevéeaprèsuneextractionde6à8heuresqu'après24heures.Ila
émisl’hypothèsequeladisparitiondessubstancesinhibitricesaufildutemps
pourraitêtredueàuneinactivationenzymatiqueouàunmasquagepardes
substancesnoninhibitricesproduitesaucoursdesdernièresheures.
Thompson(1960),Bowen
Ladessiccationestunfacteurmajeurcontribuantàlafaiblesurviesur
graines(Vincentetal.,1962;Thompson,1964).
Ilsontconcluquecesobservationssoulignentlanécessitédemanipuleravec
précautionlesgrainesinoculéesafinderéduirelestauxdemortalitédes
rhizobiumsetlanécessitédenouvellesnormesplusélevéespourles
inoculantscommerciaux.ElegbaetRennie(1984)ontconstatéquele
rendementdusojaaugmentaitlorsque106rhizobiumsétaientappliquéspar
graineaulieudunombrerecommandéde105.Demême,HumeetBlair
(1992)ontsignaléuneaugmentationdurendementengrainsdesojade15à
25%avecuneaugmentationdutauxd'inoculationdelog105,0à6,0.Ilest
clairqu'unemeilleuresurviedel'inoculantsurlesgrainesaffecterait
directementlanodulationetlerendementultérieurdelaplante.Tousces
résultatsremettentenquestionlesnormesactuellesfixéespourlesinoculants
etlefaitqu'ildevraityavoiruneaugmentationdunombrederhizobiums
viablesappliquéspargraine.
3.2.Facteursaffectantlasurviedesrhizobiumssurgraines
Thompson,nonpublié.Thèsededoctorat,UniversitédeSydney,1964)etles
cultivarsdetrèfleàfeuillesfléchées(MateronetWeaver,1984a,b)variaient
considérablemententermesdetoxicité.Bowen(1961)adémontréune
hautetoxicitédesexsudatsdegrainesdeCentrosemapubescensetune
faibletoxicitédeceuxdeMedicagosativacv.RivièreHunter.
L'humiditérelativeatmosphériqueaeuunimpactdifférentielsurles
souchesdeS.melilotietdeBradyrhizobiumjaponicumimmobiliséessurdes
filtresdecellulose.Lavitessedeséchagedescellulesétaitundéterminant
importantdeleursurvie,favoriséeparunséchagelent(Maryetal.,1994,
1985).
LescellulesviablesLog102.0deS.melilotiontsurvécuaprèsunstockagede
100joursàdeshumiditésrelativesde22,43,6et67,8%etaucunecellule
viablen'aétédétectéeaprèsunstockageà3et83,5%.
Lescomposésactifsétaientanaloguesauxcomposéspolyphénoliques
comportantlegroupementtrihydroxyliquesurlecycleBphénolique,telsque
ladelphinidine,laquercétine,lamyricétineetlestanins(Fottrelletal.,1964;
Thompson,1964;Masterson,1965).
LenombredecellulesviablesdeB.japonicumadiminuérégulièrement
jusqu'àzéroauboutde100jours,quellequesoitl'humiditérelative.
Réhydratationlente,lorsquelescellulesséchéesétaientéquilibréesdansl'eauintermédiaire
Lesdommagesauxprotéinesprovoquéspardesréactionsd'oxydation
catalyséespardesmétaux(Fe3þ)etparlaperoxydationlipidiqueentraînent
unepertedesemiperméabilitémembranaireet,finalement,unelyse
cellulaire.L'accumulationdecassuresdanslamoléculed'ADNs'estproduite
lorsdel'expositiondescellulesbactériennesauradicalanionsuperoxyde(O2
2)etauperoxyded'hydrogène(H2O2).L'O2auneffetnéfastesurlasurvie
desbactérieslyophilisées(Williams,1954;Mellor,1978).Enconséquence,
lescultureslyophiliséessurviventmieuxlorsqu'ellessontconservéessous
videousousN2quelorsqu'ellessontconservéesàl'air(Mellor,1978).
UneétudedelasurviedeR.leguminosarumbv.trifoliisurdesbillesdeverre
dansdesconditionssèchesontindiquéqu'ilyavaitdeuxphasesdistinctes
demort(Vincentetal.,1962).Aprèsunepremièrediminutionrapidedu
nombredecellulesentre0et24heuresquiacoïncidéavecuneperterapide
d'eau,s'ensuitunepériodependantlaquellelaperted'eauetletauxde
mortalitéontdiminué.Lescellulesontmieuxsurvécuàunehumiditérelative
de100%etaucunecelluleviablen'aétédétectéeaprès27hàunehumidité
relativeinférieureà60%. Exsudatsdegrainesdelégumineusesdedifférentsgenres(JA
Watersadémontréunerelationdirecteentrelaperted'eaudanslatourbeet
lasurviedesrhizobiums(donnéesnonpubliées,citéesdansVincent(1958)).
Desrecherchesplusapprofondiesontindiquéquelatoléranceàla
dessiccationvarieselonlessouchesderhizobium.BushbyetMarshall
(1977b)ontdécouvertquelessouchesderhizobiaàcroissancelente
survivaientmieuxquelessouchesàcroissancerapideaprèsdessiccation
dansunsolsableux.Dansleursexpériences,dusolséchéàl'air(10g)aété
inoculéavec4mlderhizobiumàcroissancerapideoulentepourfournir106
cellulesg21desol.Aprèsséchagedansuneétuveàairsouffléà28°C
pendantunenuit,seuls102rhizobiumsàcroissancerapideontsurvécu,
contre105rhizobiumsàcroissancelenteg21desol.
Lessubstanceshydrosolublesprésentesdansletégumentdelagraine
peuventinhiberlesrhizobiums.Uneétudenonpubliéearévéléquedavantage
derhizobiumsmouraientsurlesgrainesquesurlesbillesdeverre,
probablementenraisondediffuseursinhibiteursdel'enveloppedesgraines
(RWMcLeod,citédansVincent(1958)).Vincentetcoll.(1962)ontrépétéces
expériencesenutilisantdesgrainesdeT.subterraneumcv.Woogenellup.
Destauxdemortalitévariablesontindiquéquel'étapedeséchage(0à27h)
pouvaitêtresubdiviséeendeuxétapes,0à5het5à27h.Destauxde
mortalitéplusélevésaucoursdes5premièresheuressuggèrentqueles
substancesinhibitricesétaientplusactiveslorsquelagrainecontenaitde
l'humiditéfacilementdisponible.
Lesactivitésavantlaréhydratationcomplèteentraînaientunemeilleuresurvie
quelorsquelesbactériesétaientrapidementréhydratées(Kosankeetal.,
1992).
Lamortdesrhizobiumsestcommuneàtouteslesprocéduresd'inoculation
connuesetaétéattribuéeàtroissourcesprincipales:ledessèchement,la
naturetoxiquedesexsudatssolublesdel'enveloppedesgrainesetdes
températuresdestockagedéfavorables(Date,1968;TayloretLloyd,1968;
Thompsonetal.,1975).;Vincentetal.,1962).
Lestressdeladessiccationestencorecompliquéparlanaturetoxique
del'O2(examinédansHVABushby,thèsededoctoratnonpubliée,Université
deTasmanie,1974).Deuxétapesdedessiccationontétéidentifiées;
déshydratationpartiellelorsqueleshumiditésrelativesétaientencoreélevées
suivied'unedéshydratationlorsqueleshumiditésrelativessontinférieuresà
70%etoùl'O2devienttoxique.Lesciblesdesdommagescausésparl'O2
sontlesprotéines,lesmembranesetlesacidesnucléiques(examinéspar
Potts(1994)).
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