[PDF] [PDF] Taille et forme des semences de maïs (Zea mays l): variabilité et

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AVERTISSEMENT

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est le fruit d'un long travail approuvé par le jury de soutenance et mis à disposition de l'ensemble de la communauté universitaire élargie. Il est soumis à la propriété intellectuelle de l'auteur. Ceci implique une obligation de citation et de référencement lors de l'utilisation de ce document. D'autre part, toute contrefaçon, plagiat, reproduction illicite encourt une poursuite pénale.

Contact : ddoc-theses-contact@univ-lorraine.fr

LIENS Code de la Propriété Intellectuelle. articles L 122. 4 Code de la Propriété Intellectuelle. articles L 335.2- L 335.10

INSTITUT DE LORRAINE

ET DES ALIMENT AIRES

Laboratoire d'Agronomie et d'Environnement -INRA

THESE présentée en vue de l'obtention du titre de

DOCTEUR DE L'I.N.P.L.

en Sciences Agronomiques par

Christian BOCKST ALLER

TAILLE ET FORME DES SEMENCES DE MAIS (Zea mays L.):

VARIABILITE ET EFFETS SUR LA CROISSANCE,

LE DEVELOPPEMENT ET LE RENDEMENT

Soutenue le 9 avril1993, devant le jury composé de:

A. GUCKERT

A. FLEURY

LE DEUNFF

R.

BOURDU

P. GIRARDIN

F. REBIFFE

Rapporteur

Rapporteur

Laboratoire d'Agronomie INRA de Colmar

2 3

AVANT-PROPOS

Ce travail a été réalisé au laboratoire d'Agronomie de l'INRA de Colmar dans le cadre d'une convention CIFRE, signée entre l'INRA et la société Pioneer France Maïs. Je tiens à remercier: _ Mr Ph. GIRARDIN pour m'avoir proposé ce sujet de thèse et pour avoir encadré le travail. Ses conseils, ses critiques et ses apports bibliographiques m'ont été utiles. _La société Pioneer France Maïs et plus particulièrement Mme F. REBIFFE, responsable du projet, pour tous les moyens mis à disposition, ainsi qu'Agnès GRIMAL pour sa disponibilité, son travail de laboratoire (test de germination, ... ) et sa relecture du document écrit, Marie-Véronique SACHOT du laboratoire Contrôle Qualité et Michel

GROSJEAN

et son équipe pour la mise en place des essais. _Le personnel du laboratoire d'Agronomie et plus particulièrement Jean-Louis MEYER et M. TRENDEL pour leur disponibilité dans la résolution de nombreux problèmes pratiques qui ont pu accompagner un tel travail, ainsi que mes collègues thésards Annie DUPARQUE et Eric LEBON pour leurs encouragements et leurs conseils. _Plusieurs stagiaires, Geneviève MULLER, Claudine BESSERER, Agnès

BLONDEAU, dont le sérieux

et l'endurance ont été appréciés, ainsi qu'Alexandra LEP PERT et Christiane REISSER qui en plus de sa participation aux expérimentations, a assuré la frappe et a participé à la mise en forme du mémoire. _ M. GUTHMANN, agriculteur, pour avoir mis à disposition une parcelle en 1991
et 1992. _MM. A. FLEURY et Y. LE DEUNFF qui ont accepté d'être les rapporteurs de la thèse, ainsi que MM. A. GUCKERT et R. BOURDU, menbres dujwy. Enfin, j'exprime ma profonde reconnaissance à mes parents, pour leur dévouement et les sacrifices consentis durant mes études, et à mon épouse dont la

présence à mes côtés au cours des derniers mois de rédaction, a été d'un grand soutien.

4 5

SOMMAIRE

Page

INTRODUCTION 9

ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE 11

I-LA SEMENCE DE MAIS 11

1. Anatomie 11

1.1. Le péricarpe 11

1.2. Le pédicelle 11

1.3. Le tégument interne 12

1.4.

L'albumen 12

1.5.

L'embryon

2. Développement et croissance de la semence 14

3. Aspects morphologiques 14

3.1.

La forme 15

3.2. La taille 15

3.3. Densité 17

4. Hétérogénéité morphologique 17

II-CARACTERISTIQUES DE LA SEMENCE ET

IMPLANTATION DE LA CULTURE

1. Germination sensu stricto 20

2. Levée 21

III-CARACTERISTIQUES DE LA SEMENCE ET

CROISSANCE ET DEVELOPPEMENT 22

1. Phase juvénile 23

2. Suite du cycle 24

N-CARACTERISTIQUES DE LA SEMENCE ET

PRODUCTION DE GRAINS 26

V-INTERACTIONS CARACTERISTIQUES DE LA

SEMENCE-29

VI-

CONCLUSION 31

QUESTIONS ET METHODES 35

I-QUESTIONS 35

II-DECOUPAGE DE L'ETUDE 36

III-METHODES 36

1. Etude grain à grain à prutir de l'épi 36

2. Etude à prutir d'un lot bmt 37

3. Interactions cru·actéristiques morpholog. de la semence-facteurs du milieu 37

4. Choix variétal 38

IV-TRAITEMENTS STATISTIQUES 39

6

RESULTATS

ETUDE GRAIN A GRAIN A PARTIR DE

L'EPI

I-MATERIEL ET METHODES

1. Caractérisation de l'hétérogénéité

1.1. Repérage de la position des grains

1.2. Caractérisation morphologique

1.3. Détermination du volume des grains

1.4. Détermination du poids sec de l'embryon

2. Formation des classes de semences

2.1. Année

1990

2.2. Année 1991

3. Comparaison des classes au champ

3.1. Dispositif

et mise en place

3.2. Mesures

II-

RESULTATS

1. Caractérisation de l'hétérogénéité morphologique

1.1. Variabilité intra-épi

1.2. Variabilité inter-épi

1.3. Autres caractéristiques morphologiques

1.3.1. Volume

de la semence

1.3.2.

Poids de l'embryon

2. Comportement au champ

2.1. Développement

2.1.1. Levée

2.1.2.

Stade foliaire

2.1.3. Floraison

2.2. Croissance

2.3. Rendement en grain

III-

CONCLUSION

DEUXIEME A PARTIR

DE SEMENCES

I-MATERIEL ET METHODES

1. Séparation en fraction

1.1. Année

1990

1.2. Année 1991

1.3. Année 1992 41

41
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41
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85
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7

2. Caractérisation des fractions

2.1. Liaisons calibre-caractéristiques de la semence

2.2. Caractérisation morphologique

2.3. Qualité semencière

3. Comparaison des fractions au champ

3.1. Année 1990

3.1.1. Le dispositif

3.1.2. Mise en place

3.1.3. Mesures

3.2. Années 1991 et 1992

3.2.1.

Le dispositif

3.2.2. Mise en place

3.2.3. Mesures

II-RESULTATS

1. Caractérisation des fractions

1.1. Liaisons calibre-caractéristiques semencières

1.1.1. Calibre et taille de semence

1: 1.2. Calibre et forme de la semence

1.2. Caracté1isation des fractions

1.3. Qualité semencière

2. Comportement au champ

2.1. Conditions météorologiques

2.2. Mesures

de contrôle

2.2.1. Profondeur de semis

2.2.2. Date de levée et de floraison

2.2.3. Densité de peuplement et croissance

2.2.4. Densité de peuplement et rendement

2.3. Développement

2.3.1. Levée

2.3.2. Stade foliaire

2.3.3. Date de floraison femelle

2.3.4. Nombre de racines

2.4. Evolution du poids de semence

2.5. Croissance

2.5.1. Croissance en matière sèche

2.5.2. Surfaces foliaires

2.5.3. Hauteur des plantes

2.5.4. Vitesse de croissance

2.5.5. Discussion

2.6. Rendement en grain

III-

CONCLUSION

88
88
89
89
90
91
92
92
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95
95
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113
113
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118
122
125
125
135

136 139 142

146
151
8 TROISIEME PARTIE : INTERACTIONS TAILLE DE LA SEMENCE-

CONDITIONS 153

1-MATERIEL ET METIIODES

1. Etude en chambre de culture

1.1. Protocoles

1.2. Mise en place

1.3. Mesures

2. Etude au champ

II. RESULTATS

1. Etude en chambre de culture

1.1. Mesures de contrôle

1.1.1. Suivi de l'humidité du sol

1.1.2. Eclairement

1.2. Traitement froid

1.2.1. Développement de la plante

1.2.2. Croissance

1.3. Traitement sec

1.3.1. Développement

1.3.2. Croissance

2. Suite du cycle

2.1. Date de levée des plantes repiquées

2.2. Traitement froid

2.2.1. Date de floraison femelle

2.2.2. Rendement

en grain

2.3. Traitement sec

2.3.1. Date de floraison femelle

2.3.2. Rendement en grain

III-

CONCLUSION

CONCLUSION GENERALE

Références bibliographiques

ANNEXES 153

153
155
157
157
159
159
159
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176
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189
l-XXVI 9

INTRODUCTION

Comme chez beaucoup d'espèces végétales sauvages et cultivées, il existe chez le maïs une variabilité morphologique intraspécifique des semences qui se retrouve entre différents génotypes, mais aussi à l'intérieur d'une variété, et même pour une plante

donnée au sein de l'épi. Cette hétérogénéité concerne la taille des semences mais aussi la

forme, qui chez le maïs peut être plate ou ronde. Pour beaucoup de cultures, les agriculteurs ont appris à trier leurs semences et à

écarter les plus petites mal développées, de mauvaise qualité germinative. De là, il s'est

répandu un soupçon quant au potentiel de production de plantes issues de petites graines, soupçon qui est plus ou moins fondé empiriquement sur des observations chez certaines espèces (WOOD et al. 1977). L'introduction des variétés hybrides chez le maïs a rendu obligatoire ·l'achat par les agriculteurs de nouvelles semences chaque année. La

production de semences hybrides nécessite une technicité et des investissements, réservés

à des entreprises semencières possédant le matériel génétique. Les producteurs de semences sont aussi obligés de nier les semences en fonction de la taille pour permettre un semis régulier, et en fonction de la forme lorsque les semences sont destinées à être utilisées avec des semoirs mécaniques. L'utilisation des semoirs pneumatiques a diminué le travail en usine et ne nécessite plus, en particulier, de séparation des grains plats et

ronds. En tout cas, cette dépendance des agriculteurs vis à vis des firmes, les a amené à

p011er une attention particulière à l'aspect et à la qualité germinative des semences, et, à

leur potentiel de rendement. Si les premiers font l'objet de contrôles réglementés et ne prêtent pas à discussion, il reste le troisième aspect quant aux performances des plantes issues de semences de taille et forme variables. Les agriculteurs marquent ainsi une préférence pour les grains plats moyens ou gros, au détriment des petites semences ou des rondes. Cette question des liens entre caractéristiques des semences et comportement au champ intéresse les agronomes depuis plus d'un siècle (GALLOWAY 1894 dans STANTON 1984, JETHRO 1733 dans ABD EL RAHMAN et BOURDU 1986). Ces études ont été entreptises la plupart du temps avec une optique d'optimisation des rendements. Plus récemment, la construction de modèles de croissance chez le maïs en particulier, a amené ce1tains chercheurs à s'intéresser à ce problème (POMMEL Par ailleurs, les agronomes et les physiologistes sont aussi confrontés dans leurs u·avaux à cette variabilité morphologique des semences, qui peut constituer une source de variance résiduelle dans leurs expérimentations. Pour limiter d'éventuels biais, certains chercheurs travaillant sur le maïs ont été amenés à peser leurs semences et à ne choisir 10 que les grains dans une gamme restreinte de poids (MARCELLIN 1979, BRUCKLER

1983).

Ces considérations, nous conduisent

à la question de base de cette étude : Quels sont les effets de la taille et de la forme de la semence sur la croissance, le développement(!) et le rendement en grain du maïs ?quotesdbs_dbs22.pdfusesText_28

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