Sommaire du CHAPITRE 10 TUBERCULES ET RACINES

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Sommaire du CHAPITRE 10
TUBERCULES ET RACINES
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
La pomme de terre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Description de la plante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Origine, centre de domestication et évolution de la culture de la pomme de terre. . . . . . . . . . 4
Écologie et culture de la pomme de terre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Statistiques de production pour la pomme de terre (FAOSTAT 2001, révisé) . . . . . . . . . . . . . . . 9
Le manioc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Description de la plante de manioc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Origine et évolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Écologie, méthodes de culture et utilisation du manioc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Amélioration génétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Statistiques de production du manioc pour 2001 (FAOSTAT, révisé) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
La patate douce
Description de la plante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Origine et évolution de la patate douce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Écologie, méthodes de culture, variétés et utilisation de la patate douce . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Statistique de production pour 2001 (FAOSTAT, révisé) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

TUBERCULES ET RACINES
Introduction
Quelques 428 espèces de plantes appartenant à 63 familles ont été répertoriées comme plantes ayant été
cueillies ou étant présentement cultivées pour l'utilisation de leurs organes souterrains de réserve
comme aliment. Les réserves sont principalement des glucides (sous forme d'amidon) enfermées dans
une matrice riche en eau. Sauf pour quelques exceptions, les racines et les tubercules contiennent en général très
peu de protéines et des quantités réduites de vitamines, de minéraux et de lipides. Ces plantes ne peuvent fournir
tous les éléments nutritifs en concentrations suffisantes pour satisfaire les besoins de l'Homme. Plusieurs espèces
de ce groupe ont probablement été les premières à être cultivées dans les régions tropicales et sous-tropicales,
car elles peuvent être propagées végétativement. Ce moyen de propagation demande beaucoup moins d'efforts
que la plantation des graines. Dans le contexte et le temps alloué à ce cours, nous allons décrire les espèces les
plus importantes pour l'alimentation humaine directe telles que choisies par l'organisation pour l'Alimentation
et l'Agriculture des Nations-Unies (FAO). La pomme de terre, le manioc, la patate douce et les ignames sont les
espèces dont l'importance alimentaire, la production et la superficie cultivée sont, de loin, les plus importantes.
Ces plantes ont eu et continuent à avoir un impact sur le développement socio-économique global rattaché à l'a-
griculture des régions tempérées aux régions tropicales de tous les continents. Nous allons aussi faire mention
de la culture du taro qui, bien que d'une importance régionale et locale, est une culture qui a encore un impact
socio-économique important dans certaines régions tropicales du monde.
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La pomme de terre
Bien que les céréales majeures forment la base de l'alimentation humaine, la pomme de terre (
Solanum
tuberosum
L., famille des Solanacées) est aussi importante comme source alimentaire dans les régions tem-
pérées de l'hémisphère Nord du globe. Pourtant l'origine de sa culture se situe dans les régions montag-
neuses des zones tropicales et subtropicales d'Amérique du Sud et son adoption comme aliment en Europe et en
Amérique du Nord ne remonte qu'à environ 250 ans. L'intérêt de sa culture est dû à l'apport énergétique des
tubercules produits dans les portions souterraines des tiges de la plante. Comparée aux céréales des régions tem-
pérées, la pomme de terre produit un rendement plus élevé par unité de surface plantée et son apport en calo-
ries par hectare est plus de deux fois celui du blé et du riz et 1,5 fois celui de maïs.. Par contre la valeur nutri-
tive de la pomme de terre est inférieure à
celle des céréales car la teneur en pro-
téines, bien que de bonne qualité, est
très basse, entre 1% et 3% du poids des
tubercules. À part une quantité apprécia-
ble de vitamine C, concentrée dans la
région périphérique (périderme) des
tubercules, la teneur en vitamines est
réduite. L'atout principal de la pomme de
terre est sa richesse en glucides en forme
d'amidon (17 à 34 % du poids du tuber-
cule), lequel après cuisson, est facile-
ment digérable. Une alimentation basée
presque exclusivement de pommes de
terre conduit inexorablement à des prob-
lèmes graves de malnutrition.
Description de la plante :
La pomme de terre (
Solanum tubero-
sum
L. (2n = 48) est une plante
tétraploïde et allogame qui, du fait
qu'elle à la capacité de se propager végé-
tativement à partir de ses organes
souterrains, est considérée une plante
vivace. Les plantes peuvent être issues de
la germination de graines ou par propa-
gation végétative à partir des bourgeons
("yeux") situées sur les tubercules. La
plupart des plantations sont initiées
par propagation végétative, mais la pro-
duction de graines est importante pour
produire de nouvelles variétés issues de
croisements contrôlées. Suite à la germi-
nation des graines ou des bourgeons
végétatifs, les deux premières feuilles
produites sont simples et alternées tan-
dis que celles qui suivent sont com-
posées de 5-9 folioles de dimensions
variables. Lors du développement végé-
tatif les parties souterraines des tiges
A.
B.
C.
D.
E.
Figure 1. Solanum tuberosum (L.): Pomme de terre. Plante entière.
A.- Tige secondaire tubérisée; B.- Racines; C.- Feuille; D.- Fleur; E.- Fruit
(Adapté de Heiser 1990).

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produisent des ramifications
latérales qui portent des tubercules
en position terminale. La croissance
des tubercules est complétée vers la
fin de l'été, à mesure que les
journées raccourcissent. La crois-
sance de la plante est de type déter-
minée et une inflorescence en forme
de cyme est produite à l'apex de la
plante environ 4 à 5 mois après la
germination. Dans les régions de cli-
mats tempérés froids au Nord du
42ème degré de latitude Nord, les
plantes fleurissent rarement à la fin
de la saison de croissance. Les fleurs,
au nombre de 8 à 15, sont régulières
(actinomorphes), composées de 5
sépales et 5 pétales soudés (gamosé-
pales et gamopétales), de 5 (parfois
4-6) étamines ancrées à la base de la
corolle, d'un pistil dimère et d'un
ovaire à deux loges contenant de
nombreux ovules. Suite à une
pollinisation croisée entomophile, il
y a production d'une baie trilocu-
laire. Les plantes atteignent entre 80
cm et 1m 40 de hauteur lorsqu'elles
complètent leur développement
(FFiigguurreess 11 && 22).
Origine, centre de domestication et évolution de la culture de la pomme de terre
Le genre
Solanum, auquel appartient la pomme de terre, contient plus de 1500 espèces d'origine américaine
distribuées dans les régions montagneuses de l'Amérique centrale, de l'Amérique du Sud, du Mexique au Chili.
Solanum tuberosum (2n = 48) a été placée dans la section Tuberarium , de la série Tuberosum, du genre qui
contient les espèces capables de produire des tubercules à partir des tiges souterraines. La section
Tuberarium
comprend un grand nombre d'espèces tellement variables morphologiquement qu'il est difficile de se mettre
d'accord sur le nombre d'espèces. Certains, comme Corell (l962) et Hawkes (1966) en classifient près de 159
espèces distribuées dans 17 séries différentes, tandis que d'autres, comme Ugent (1966), n'en reconnaissent que
36 espèces. Il est maintenant accepté que seulement une quinzaine de ces espèces soit impliquée dans l'évolu-
tion de la pomme de terre. Nous nous rapportons à la synthèse de Grun (l990) et aux recherches évolutives rap-
portées par Gepts 1993 qui sont basées sur la biologie moléculaire, qui proposent l'évolution indépendante de
deux sous-espèces de pomme de terre cultivées, la première
S. tuberosum ssp. andigena (2n=48) dans l'Altiplano
bolivien-péruvien, l'autre
S. tuberosum ssp. tuberosum (2n=48) au sud du Chili, dans les régions de l'île de
Chiloe ((SScchhéémmaa àà llaa FFiigguurree 33).
Des espèces diploïdes (2n=24) placées dans le complexe
S. brevicaule se seraient hybridées naturellement
entre elles et auraient été impliquées dans l'évolution de
S. stenotomum , une espèce diploïde qui pourrait être
la première à être cultivée de façon primitive dans le Plateau Andéen. Deux autres espèces diploïdes, dérivées de
l'hybridation des espèces du complexe
S. brevicaule, auraient été cultivées pendant de brèves périodes: S. gonio-
calyx
dans les régions andéennes et S. phureja dans les basses terres côtières sur le versant du Pacifique. La cul-
ture de ces espèces aurait été abandonnée au profit des espèces tétraploïdes cultivées par la suite. Un croise-
Figure 2 . Formation d'un tubercule de pomme de terre.
Graine de pomme de terre
Jeune
tubercule
Noeud Rhizome
Bourgeon terminal
Jeune tubercule
Germe (oeil)
Épiderme
Tissu
vasculaire
Moëlle

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ment entre S. stenotomum et l'espèce spontanée diploïde S. sparsipilum aurait produit un hybride qui aurait
subit par la suite un processus d'autopolyploïdisation et une série de croisements et d'introgressions supplé-
mentaires. Les formes introgressées de
S. tuberosum ssp. andigena (2n=48), auraient produit des tubercules plus
volumineux et auraient été cultivées dans les régions intra montagneuses et les hauts plateaux des Andes, dans
une période aussi lointaine que 4000 à 6000 années A.P. Bien plus tard, au cours de l'expansion de la civilisa-
tion inca, vers ll00 de notre ère, des variétés cultivées de cette sous-espèce auraient été transportées et cultivées
dans les régions du sud du Chili et en Argentine. Les plantes se seraient croisées naturellement avec des espèces
diploïdes spontanées locales produisant l'hybride
S. tuberosum ssp. tuberosum (2n = 48). Cette plante aurait
été cultivée par la suite dans cette région qui avait déjà été proposée comme centre secondaire d'origine de la
pomme de terre par Vavilov (l928).
Figure 3. Évolution de la pomme de terre (Tiré de Grun, P. (1990) The evolution of cultivated
potatoes. Econ. Bot. 44: 39-55. et Gepts, P. (1993) Evol. Bot. 27:51-94.)
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