Les arbres fixateurs Les arbres fixateurs d’azote d’azote : :

une alternative à une alternative à l’amélioration biologique de l’amélioration biologique de

la fertilité des solsla fertilité des sols

Dr B. SOUGOUFARA Consultant

Que peut-on attendre des progrès de Que peut-on attendre des progrès de nos connaissances relatives aux nos connaissances relatives aux associations associations Sol – Micro organisme – Plante qui Sol – Micro organisme – Plante qui permettent d’ouvrir la voie à des permettent d’ouvrir la voie à des applications à court et moyen termes applications à court et moyen termes adaptées aux conditions locales souvent adaptées aux conditions locales souvent contraignantes ? contraignantes ? Si ce n’est rendre le système « Si ce n’est rendre le système « perseperse »  » attractif accessible aux organisations de attractif accessible aux organisations de producteurs qui en assureront la producteurs qui en assureront la diffusion à plus grande échelle. diffusion à plus grande échelle.

Depuis plusieurs années les recherches de Depuis plusieurs années les recherches de base effectuées dans ce domaine se sont base effectuées dans ce domaine se sont concrétisées par la mise au point de concrétisées par la mise au point de technologies nouvelles actuellement technologies nouvelles actuellement disponibles qui ont fait naître l’espoir que l’on disponibles qui ont fait naître l’espoir que l’on parviendrait rapidement à des applications au parviendrait rapidement à des applications au champ. Nous croyons en avoir convaincu les champ. Nous croyons en avoir convaincu les acteurs et décideurs du développement eu acteurs et décideurs du développement eu égard aux retombés importantes mais égard aux retombés importantes mais l’insuffisance de la démonstration et les succès l’insuffisance de la démonstration et les succès limités de certaines tentatives expliquent peut limités de certaines tentatives expliquent peut être l’atermoiement des efforts entrepris en être l’atermoiement des efforts entrepris en vue d’une large diffusion de cette pratique vue d’une large diffusion de cette pratique probante probante

Cet atelier vient assurément à son heure pour Cet atelier vient assurément à son heure pour encore avoir porté le débat autour de la encore avoir porté le débat autour de la technologie d’inoculation des plantes sur la technologie d’inoculation des plantes sur la place publique.place publique.N’oublions pas qu’en Mars 1986 dans le cadre N’oublions pas qu’en Mars 1986 dans le cadre d’un Colloque sur l’amélioration biologique de d’un Colloque sur l’amélioration biologique de la fertilité des sols qui a réuni 19 pays Africains la fertilité des sols qui a réuni 19 pays Africains un pareil débat a eu lieu ici à Dakar mais le un pareil débat a eu lieu ici à Dakar mais le manque d’encadrement d’accompagnement et manque d’encadrement d’accompagnement et de suivi après ce colloque n’a pas fait surgir la de suivi après ce colloque n’a pas fait surgir la nécessité d’une appropriation et d’une nécessité d’une appropriation et d’une adoption de la technologie par les adoption de la technologie par les organisations locales de producteurs.organisations locales de producteurs.

Aujourd’hui cette rencontre est une étape de Aujourd’hui cette rencontre est une étape de plus pour justifier encore l’intérêt qui s’attache plus pour justifier encore l’intérêt qui s’attache à l’utilisation des micro organismes à l’utilisation des micro organismes symbiotiques dans les applications symbiotiques dans les applications agroforestières. Je souhaite vivement qu’elle agroforestières. Je souhaite vivement qu’elle stimule le dialogue autour des stimule le dialogue autour des questionnements et les remises en cause de la questionnements et les remises en cause de la démarche d’adoption de la technologie démarche d’adoption de la technologie d’inoculation jusque là entreprise en vue de d’inoculation jusque là entreprise en vue de relever le défi de son usage à grande échelle.relever le défi de son usage à grande échelle.

Ma communication sera de 3 ordres et Ma communication sera de 3 ordres et portera sur :portera sur :

Rappel du rôle écologique et socio économique des arbres fixateurs d’azote ;

Résultats d’essais illustrant l’effet positif de l’inoculation au champ de C. equisetifolia et A. senegal en ayant recours à des cultures pures de Frankia et Rhizobium;

Approches permettant d’optimiser l’efficience de ces symbioses.

Rappel du rôle écologique et socio Rappel du rôle écologique et socio économique des arbres fixateurs économique des arbres fixateurs

d’azoted’azoteRappelons que chez les plantes ligneuses, on peut distinguer

2 types de symbiose :

Les symbioses avec Rhizobium, bactérie associée à un grand nbre d’espèces appartenant à la famille des légumineuses;

Les symbioses avec Frankia, bactérie classées dans le groupe des actinomycètes, associée à des espèces végétales pour la plupart ligneuses désormais désignées sous le nom de plantes actinorhiziennes .

Dans les 2 cas, l’infection de la plante hôte par la bactérie a eu

lieu au niveau des racines provoquant une prolifération des cellules de la plante hôte pour former un nodule

Ces espèces ligneuses fixatrices d’azote sont Ces espèces ligneuses fixatrices d’azote sont appelées à jouer un rôle de plus en plus appelées à jouer un rôle de plus en plus important non seulement en tant que important non seulement en tant que producteurs de bois et de biomasse, mais producteurs de bois et de biomasse, mais aussi en tant qu’auxiliaires ou même parfois aussi en tant qu’auxiliaires ou même parfois composants majeurs des systèmes de composants majeurs des systèmes de production agricole.production agricole.

Leur emploi s’impose en raison de leur Leur emploi s’impose en raison de leur aptitude à coloniser les sols infertiles aptitude à coloniser les sols infertiles inutilisables pour l’agriculture et à les inutilisables pour l’agriculture et à les protéger contre l’érosion éolienneprotéger contre l’érosion éolienne

A titre d’exemple nous pouvons citer les cas A titre d’exemple nous pouvons citer les cas suivants :suivants : A. senegal A. senegal est doté d’une plasticité édaphique est doté d’une plasticité édaphique et climatique qui en a fait une essence et climatique qui en a fait une essence privilégiée dans les reboisement de protection privilégiée dans les reboisement de protection en zone sahélienne et constitue en période en zone sahélienne et constitue en période sèche la seule source fourragère par le sèche la seule source fourragère par le feuillage vert conservé ou encore par les fruits feuillage vert conservé ou encore par les fruits verts ou secs. La gomme arabique qu’il verts ou secs. La gomme arabique qu’il produit joue un rôle non négligeable dans la produit joue un rôle non négligeable dans la consommation locale et les industries liées à consommation locale et les industries liées à l’économie mondialel’économie mondiale

Les exploitations agro sylvicoles Les exploitations agro sylvicoles expérimentales mises en place par expérimentales mises en place par l’ISRA/CNRF à Mbiddi ont révélé des l’ISRA/CNRF à Mbiddi ont révélé des différences de rendements sur le haricot différences de rendements sur le haricot (niébé) et sur le pastèque non sucré entre (niébé) et sur le pastèque non sucré entre système de culture intercalaire et culture système de culture intercalaire et culture pure. De plus le développement des pure. De plus le développement des gommiers (croissance et biomasse) n’est pas gommiers (croissance et biomasse) n’est pas affecté en système de culture intercalaire affecté en système de culture intercalaire ((Dione, 1986Dione, 1986).).Signalons dans le cas de cet exemple Signalons dans le cas de cet exemple qu’aucun inoculum de Rhizobium n’a été qu’aucun inoculum de Rhizobium n’a été appliqué au gommier au début de appliqué au gommier au début de l’expérimentation . Probablement des micro l’expérimentation . Probablement des micro organismes symbiotiques compatibles natifs organismes symbiotiques compatibles natifs se sont exprimés spontanément.se sont exprimés spontanément.Ce qui justifierait l’accroissement constaté de Ce qui justifierait l’accroissement constaté de la productivité des plantes cultivées. la productivité des plantes cultivées.

Une série d’opérations de fixation des dunes vives Une série d’opérations de fixation des dunes vives du littoral sénégalais par la reforestation avec du littoral sénégalais par la reforestation avec C. C. equisetifolia equisetifolia a pu être menée à bien grâce à a pu être menée à bien grâce à l’inoculation systématique des jeunes plants en l’inoculation systématique des jeunes plants en pépinière ; celle-ci étant réalisée par aspersion pépinière ; celle-ci étant réalisée par aspersion des jeunes semis avec une suspension de broyats des jeunes semis avec une suspension de broyats de nodules. de nodules.

Aujourd’hui de Dakar à St Louis les dunes vives Aujourd’hui de Dakar à St Louis les dunes vives sont entièrement stabilisées grâce à ce procédé.sont entièrement stabilisées grâce à ce procédé.

Un autre exemple que l’on peut utilement Un autre exemple que l’on peut utilement associer à ce que nous venons de rapporter et associer à ce que nous venons de rapporter et celui celui dd’A. cynophylla , ’A. cynophylla , qui, introduit par le qui, introduit par le service des Eaux et Forêts de Tunisie dans les service des Eaux et Forêts de Tunisie dans les pâturages très dégradés de la région d’Enfidha, pâturages très dégradés de la région d’Enfidha, a permis de multiplier par 4 la charge de bétail.a permis de multiplier par 4 la charge de bétail.

Résultats d’essais illustrant l’effet Résultats d’essais illustrant l’effet positif de l’inoculation au champ de positif de l’inoculation au champ de C. C.

equisetifolia equisetifolia et et A. senegalA. senegal en ayant recours à des en ayant recours à des

cultures pures de cultures pures de FrankiaFrankia et et Rhizobium;Rhizobium;

Bien que les résultats obtenus grâce à la méthode simple faisant appel ou non à une suspension de broyat de nodules aient été satisfaisants, cette pratique doit être évitée non seulement à raison du danger d’introduire des pathogènes mais aussi en raison du fait que l’on ignore l’effectivité des sources apportées avec les nodules ou préexistantes

(natives)

Grâce au développement des collections de

souches de Frankia et Rhizobium dans les labo

de référence, nous disposons désormais d’un

assez grand choix de souches spécifiques

dont certains présentent un intérêt forestier

de tout premier plan.

A titre d’exemple nous allons vous A titre d’exemple nous allons vous rapporter les résultats de 2 essais rapporter les résultats de 2 essais conduits au champ:conduits au champ:

Le premier essai porte sur l’effet positif de l’inoculation avec un inoculum polymérique de Frankia (billes d’alginates séchées) stocké pendant 2 ans au labo. Pour chaque plant de C. equisetifolia on a apporté l’équivalent de 50mg de cet inoculum polymérique. L’idée était de vérifier la qualité de l’inoculum et l’efficacité rémanente de la souche utilisée.

Le 2Le 2èmeème essai porte sur l’effet de l’inoculation avec essai porte sur l’effet de l’inoculation avec Rhizobium Rhizobium sur la croissance de sur la croissance de A. senegal A. senegal en en relation avec la production de gomme arabique . relation avec la production de gomme arabique . Deux types d’expérimentation ont été initiés au Deux types d’expérimentation ont été initiés au cours de l’hivernage 2002 dans les régions de cours de l’hivernage 2002 dans les régions de Louga (Dahra) et de Dakar (Bel Air). Dans les Louga (Dahra) et de Dakar (Bel Air). Dans les parcelles d’arbres d’parcelles d’arbres d’A. senegal A. senegal adultes âgés de 8 adultes âgés de 8 ans, des inoculations ont été pratiquées sur ans, des inoculations ont été pratiquées sur différents blocs. A la période de saignée (2différents blocs. A la période de saignée (2èmeème quinzaine d’octobre), l’ensemble des arbres a été quinzaine d’octobre), l’ensemble des arbres a été saigné à la même intensité. Le suivi de la période saigné à la même intensité. Le suivi de la période de production de gomme a permis de constater de production de gomme a permis de constater une production gommière bcp plus élevée chez une production gommière bcp plus élevée chez les inoculés ( 600g/arbre) contre 400g/arbre chez les inoculés ( 600g/arbre) contre 400g/arbre chez les non inoculés. Ce résultat montre le bénéfice les non inoculés. Ce résultat montre le bénéfice que que A. senegal A. senegal à un stade avancé de son à un stade avancé de son développement peut tirer de l’inoculation avec développement peut tirer de l’inoculation avec une bactérie spécifique permettant d’améliorer la une bactérie spécifique permettant d’améliorer la gommose.gommose.

Approche permettant Approche permettant d’optimiser l’efficience de ces d’optimiser l’efficience de ces

symbiosessymbiosesL’exploitation optimale de ces symbioses ne peut se concevoir que si l’on parvient à maîtriser l’association Sol – Micro organisme – Plante ; ce qui implique nécessairement des recherches correspondantes portant sur le micro symbionte, comme c’est le cas général, mais aussi et surtout sur la plante hôte, la correction des carences minérales et l’élimination des pathogènes par la stérilisation.

S’agissant du micro symbionte, j’ai déjà S’agissant du micro symbionte, j’ai déjà rappelé dans mes propos qu’il existe des rappelé dans mes propos qu’il existe des souches hautement spécifiques dans les souches hautement spécifiques dans les collections de référence. Pour en facilité collections de référence. Pour en facilité l’utilisation, un procédé fondé sur l’utilisation, un procédé fondé sur l’inclusion des bactéries dans un gel de l’inclusion des bactéries dans un gel de polymère a été proposé et a déjà fait ses polymère a été proposé et a déjà fait ses preuves. Le problème qui se pose preuves. Le problème qui se pose désormais est sa fabrication industrielle et désormais est sa fabrication industrielle et sa mise à disposition sur le marché à un sa mise à disposition sur le marché à un prix de revient à l’ha faible même si l’on prix de revient à l’ha faible même si l’on applique des doses élevées (30 – 50 mg applique des doses élevées (30 – 50 mg poids sec de l’inoculum) à chaque plante poids sec de l’inoculum) à chaque plante en pépinière.en pépinière.

S’agissant de la plante hôte, il est clair qu’il S’agissant de la plante hôte, il est clair qu’il existe entre les espèces et au sein d’une existe entre les espèces et au sein d’une même espèce de grande différence en ce qui même espèce de grande différence en ce qui concerne leur potentiel fixateur d’azote. En concerne leur potentiel fixateur d’azote. En réalité, ce qui nous intéresse plus réalité, ce qui nous intéresse plus particulièrement ici n’est pas tant la particulièrement ici n’est pas tant la variabilité inter spécifique mais la variabilité variabilité inter spécifique mais la variabilité intra spécifique au demeurant très marquée intra spécifique au demeurant très marquée chez les arbres. Cette variabilité intra chez les arbres. Cette variabilité intra spécifique porte un nbre de caractère dont spécifique porte un nbre de caractère dont les plus importants en dehors de l’aptitude à les plus importants en dehors de l’aptitude à fixer l’azote en symbiose sont : la vitesse de fixer l’azote en symbiose sont : la vitesse de croissance, la résistance aux pathogènes et croissance, la résistance aux pathogènes et la tolérance à l’aridité ou à la salinité du sol.la tolérance à l’aridité ou à la salinité du sol.

La possibilité d’exploiter cette variabilité intra La possibilité d’exploiter cette variabilité intra spécifique pour accroître la fixation d’azote a spécifique pour accroître la fixation d’azote a été proposée depuis très longtemps pour les été proposée depuis très longtemps pour les plantes annuelles. Dans le cas des arbres et plantes annuelles. Dans le cas des arbres et particulièrement dans le cas de la symbiose particulièrement dans le cas de la symbiose C. C. equisetifolia – Frankia , equisetifolia – Frankia , je suis arrivé à la je suis arrivé à la conclusion suivante qu’il est possible de conclusion suivante qu’il est possible de sélectionner séparément les souches sélectionner séparément les souches microbiennes et les clones, la meilleure microbiennes et les clones, la meilleure combinaison combinaison clone x souche clone x souche étant constituée étant constituée par l’association : le meilleur clone avec la par l’association : le meilleur clone avec la meilleure souche.meilleure souche.

S’agissant de la correction des carences S’agissant de la correction des carences minérales ou de l’acidité du sol, nul n’ignore minérales ou de l’acidité du sol, nul n’ignore que bon nbre de sols tropicaux présente des que bon nbre de sols tropicaux présente des carences parfois importantes en macro elts carences parfois importantes en macro elts (P notamment mais aussi Ca et K) ou oligo (P notamment mais aussi Ca et K) ou oligo elts (Mo dans les sols acides ; Fe, Zn, Mn, B elts (Mo dans les sols acides ; Fe, Zn, Mn, B dans les sols alcalins ou dans les sols très dans les sols alcalins ou dans les sols très organiques). Ces carences correspondantes organiques). Ces carences correspondantes peuvent, dans certains cas, limiter peuvent, dans certains cas, limiter l’établissement et le fonctionnement de la l’établissement et le fonctionnement de la symbiose. C’est pourquoi il est indispensable symbiose. C’est pourquoi il est indispensable d’apporter aux plantes au moment de leur d’apporter aux plantes au moment de leur mise en place un complément minéral de mise en place un complément minéral de l’ordre de 100 à 150 g / trou de plantation l’ordre de 100 à 150 g / trou de plantation

S’agissant de la stérilisation du sol de S’agissant de la stérilisation du sol de pépinière, elle est indispensable lorsque pépinière, elle est indispensable lorsque celui-ci renferme les organismes pathogènes. celui-ci renferme les organismes pathogènes. Une stérilisation totale est impossible à Une stérilisation totale est impossible à obtenir. Par contre, il est possible de stériliser obtenir. Par contre, il est possible de stériliser partiellement le sol des pépinières par la partiellement le sol des pépinières par la vapeur ou l’application de fumigants ou vapeur ou l’application de fumigants ou désinfectants tels que le bromure de désinfectants tels que le bromure de méthyle, le dazomet ou par une méthode peu méthyle, le dazomet ou par une méthode peu onéreuse dont l’usage est appelé à se onéreuse dont l’usage est appelé à se répandre : la solarisation (répandre : la solarisation (Stapleton et Stapleton et Devay, 1986Devay, 1986))

Conclusion Conclusion En guise de conclusion, nous formulerons 2 remarques, l’une concernant l’orientation des recherches, l’autre précisant les domaines d’application de la fixation biologique de l’azote. Le perfectionnement des acquis et l’approfondissement de la maîtrise du contrôle de ces symbioses devraient permettre l’obtention de systèmes caractérisés à la fois par un potentiel fixateur d’azote élevé et par une bonne tolérance aux contraintes de l’environnement. Les recherches correspondantes impliquent donc le recours à des disciplines aussi diverses que la BM, la Physiologie, l’Ecologie et les Structures de valorisation . Il est, dans ces conditions, indispensable que les spécialistes de ces différentes disciplines conjuguent leurs efforts pour préparer le transfert de leurs découvertes aux utilisateurs potentiels.

Il est évident que le processus de fixation biologique de l’azote peut contribuer puissamment à accroître la production végétale. Mais c’est dans les régions tropicales, et plus particulièrement dans le cas des plantes pérennes, que l’exploitation de la fixation biologique de l’azote est appelée à se développer. Toute fois, il faut être bien conscient du fait que, dans le cas d’une agriculture intensive l’azote fixé par voie biologique ne pourra, en général, pas remplacer totalement les engrais azotés, qui, malgré leurs inconvénients continueront d’être indispensables à nbre de productions végétales annuelles ou à certaines cultures pérennes particulières. Dans ces 2 derniers cas, l’idéal consisterait à une agriculture fondée sur l’utilisation intégrée de l’azote industriel et de l’azote d’origine biologique.