Analyse de la réponse de quelques génotypes de blé dur ( Triticum turgidum ssp durum ) à la contrainte saline dans trois Gouvernorats du centre de la Tunisie

Liste des photos

Planche 1 : vue général de la parcelle expérimentale. Planche 2 : Vue générale du système d'irrigation.

VIII

Liste des abréviations

(1) : Aoudhay

(2) : Jneh Khottifa

(3) : Beskri Pubescent

(4) : Agili

(5) : Bidi AP4

(6) : Azizi

(7) : Bayadha

(8) : Swebei Algia

(9) : Derbessi

(10) : Mahmoudi

(11) : Souri

(12) : INRAT69

(13) : Ward Bled

(14) : Arbi

(15) : Hamira

(16) : Sbay

(17) : Chili

(18) : Agili Glaber

(19) : Richi

(20) : Razzak

(21) : Karim

(22) : Om Rabia

(23) : Nasr (24): Maali (25) : Khiar

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APX : Ascorbate peroxydases

ABA : Acide abscissique

ATP : Adénosine triphosphate

AtNHX : Antiport Na⁺ /H⁺ vacuolaire

ACP: Analyse en composantes principales

BNG: Banque Nationale des gènes (Tunis)

BAFLO : Biomasse au stade floraison

BAMAT : Biomasse au stade maturité

Cl^-: Ion chlorure

Ca²⁺: Ion calcium

CAT: catalases

CO2 : Hydroxyde de carbone

°C : Degré Celsius

CE: Conductivité électrique

FAO: Organisation des Nations Unies pour l'Alimentation et l'Agriculture

GST: Glutathion-S-transférases

GPX : Glutathion peroxydases

g/l: Gramme par litre

HKT1: High-Affinity K⁺ Transporter 1

HKT2: High-Affinity K⁺ Transporter 2

H⁺-ATP ase : Pompe H⁺ ATP ase

HNO^- 3: Nitrate K+ : Potassium

X

Kna1 : Locus

Kg/ha: Kilogramme par hectare

Mha : Million hectare

m² : Mètre carré

m: Mètre

Mg: Milli gramme

mM : Milli molaire

mS cm^-1: Milli siemens par centimètre

ml : Milli litre

mg/g MS: Milligramme par gramme de matière sèche

Na⁺: Sodium

NO3^-: Nitrate

NADPH : Nicotinamide dinucléotide phosphate

NaCl: Chlorure de sodium

Nax1 : Gène d'exclusion de sodium

Nax2 : Gène d'exclusion de sodium

NE : Nombre d'épis

NG : Nombre de grains

NP : Nombre de plantes

OTD : Office de terres domanial

OMS : Organisation mondiale de la santé

PR : Partie racinaire

PA : Partie aérienne

xi

PMG : Poids de mille grains

ROS : Espèces réactives d'oxygènes

RuBP : Ribulose Biphosphate

SOD : Superoxyde-dismutases

SF : Surface foliaire

RDT : Rendement en grain

SOS1 : Salt overly sensitive

TRE : Teneur relatif en eau

t/ha : Tonne par hectare

Analyse bibliographique

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Introduction

Dans les régions arides et semi-arides, l'eau constitue le principal facteur limitant l'extension et l'intensification des cultures céréalières (Alem et al., 2002). En outre, le recours à l'irrigation complémentaire est limité par la qualité médiocre de l'eau d'irrigation qui est de plus en plus chargée en sels. La salinité est l'un des facteurs abiotiques majeurs qui influent la production et les rendements des espèces cultivées, notamment les céréales irriguées. L'effet dépressif du sel se manifeste à partir d'un seuil critique de concentration caractéristique de l'espèce ou de la variété. La salinité affecte presque la totalité des processus de développement des plantes, de la levée, jusqu'à la maturité. Il existe de nombreuses indications chez le blé dur d'un potentiel génétique considérable pour la tolérance au stress salin (Munns et al., 2008). La Tunisie est concernée par ce problème vue l'importante partie de ses sols affectés par le sel (1,8 millions d'hectares soit 10% de superficie totale du pays) ainsi que la qualité d'eau médiocre employée dans l'irrigation, la salinité affecte environ le tiers des superficies irrigués (FAO, 2008). La productivité agricole en Tunisie notamment céréalière se retrouve ainsi confrontée à deux contraintes abiotiques, la salinité et la sécheresse Ainsi, l'amélioration de la production agricole via la valorisation des sols salés et l'utilisation des eaux chargées pour l'irrigation nécessite la compréhension des mécanismes physiologiques de tolérance des plantes à la salinité. En outre, la résistance aux stress dépend fortement du stade de développement de la plante, des techniques culturales, des conditions climatiques et édaphiques.

Plusieurs critères de tolérance physiologiques et agronomiques ont été identifiés à l'échelle des organes et de la plante entière et sont utilisés dans le but de la discrimination entre les différents génotypes pour la résistance au stress salin. C'est par cette voie que l'on pourra sélectionner des espèces ou des génotypes céréaliers susceptibles de s'adapter aux milieux salés avec la production de rendements appréciables.

Dans cette situation, des programmes d'amélioration des céréales sont indispensables pour améliorer la production ainsi que l'adaptation aux différentes conditions climatiques et édaphiques. L'amélioration génétique est basée sur l'utilisation de la variabilité génétique. Il est certes vrai que les stratégies d'amélioration des céréales ont beaucoup apporté sur le plan quantitatif pour subvenir aux besoins sans cesse croissants, cependant les nouvelles génotypes à haut potentiel productif s'avèrent de plus en plus sensibles aux divers types de stress. Par contre les variétés traditionnelles connues pour leur rusticité auraient d'une part une bonne adaptation aux conditions pédoclimatiques et qu'au relief accidenté des champs de culture.

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Problématique

La Tunisie s'est engagée dans un programme visant l'augmentation de la superficie irriguée en céréales afin de limiter au maximum la fluctuation interannuelle de la production nationale. La sélection de génotypes de blé dur adaptés à l'irrigation par de l'eau chargée dans le centre de la Tunisie est donc une nécessité primordiale. Dans le cadre de la participation de notre laboratoire au projet de recherche fédéré PRF Centre «Amélioration de la production du blé irrigué au centre de la Tunisie», nous nous sommes proposé d'étudier le comportement de quelques génotypes de blé dur autochtones et améliorés sous irrigation par de l'eau chargée en se basant sur des critères morphologiques et physiologiques. Notre travail de recherche vise donc l'étude de la variabilité génétique pour la tolérance à la salinité entre vingt cinq génotypes de blé (Triticum turgidum ssp durum) soumis à la contrainte saline dans trois gouvernorats du centre (Kairouan, Mahdia et Sidi Bouzid), afin de sélectionner les meilleurs génotypes convenables à la culture dans ces zones arides du centre du pays.

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1. Problème de salinisation

La salinisation est un processus d'enrichissement du sol en sels solubles qui aboutit à la formation d'un sol salin (Keren, 2000 ; Levy, 2000 ; Brady et Weil, 2002 ; Essington,

2004). Elle a été identifiée comme un processus majeur de la dégradation des terres, et à l'origine de la diminution de la production sur de nombreux périmètres irrigués, particulièrement dans les zones arides et semi-arides (El-Hendawy, 2004).

Généralement, le monde perd en moyenne 10 ha de terres cultivables par minute dont 3 ha (plus de 1,5Mha par an) à cause de la salinisation (Kovda, 1983). Aujourd'hui, il y a à peu près 400Mha des terres qui sont affectées par la salinisation (Bot et al., 2000). En Afrique, près de 40Mha sont affectés par la salinisation, soit près de 2% de la surface totale. Au Proche-Orient, près de 92Mha sont affectés par la salinisation, soit environ 5% de la surface totale. En Tunisie la surface irriguée est de 0,4Mha dont les 25% sont touchés par la salinité (FAO, 2008).

1.1. Origine de la salinité

La salinisation des terres est à 80% d'origine naturelle. On parle alors de salinisation "primaire", due aux sels se formant lors de l'altération des roches ou à des apports naturels externes (Bryssine, 1961).

Alors que 20% des terres salinisées ont une origine "anthropique". On parle alors de la salinisation "secondaire", induite par l'activité humaine, liée aux pratiques agricoles et en en particulier à l'irrigation (FAO, 2008).

1.1.1. La salinité primaire

La salinité primaire ou naturelle est le résultat de l'accumulation des sels sur une longue période de temps, dans le sol ou les eaux souterraines (Antipolis, 2003), elle est causée par trois processus naturels.

Le premier est l'altération des roches mères contenant des sels solubles. C'est le processus d'altération des roches qui se décomposent et libèrent des sels solubles de divers types, principalement les chlorures de sodium qui est le plus soluble (Li et al., 2006), de calcium et de magnésium, et avec moins de quantité, les sulfates et les carbonates (Mermut et Arshad, 1987).

Le deuxième est le dépôt des sels océaniques par le vent et la pluie. «Sels cycliques" qui sont des sels de l'océan amenés par le vent et déposés par la pluie, qui sont principalement les chlorures de sodium. L'eau de pluie contient de 6 à 50 mg de sel par kg d'eau, la concentration des sels diminue avec l'éloignement de la côte.

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L'intrusion de l'eau de mer dans les nappes près des côtes est due à une inversion du gradient hydraulique à cause de la surexploitation des nappes souterraines.

L'utilisation de l'eau de cette nappe à des fins d'irrigation entraîne l'intrusion de l'eau saline près de la zone racinaire. L'effet est amplifié par la présence d'une surface évaporatrice. Dans ce cas le volume de l'eau et la masse des sels augmentent donc la concentration en sels augmente ou diminue en fonction de la salinité initiale de la zone racinaire. Mais en général le résultat final est une augmentation.

La quantité de sel stocké dans le sol varie en fonction du type de sol, elle est faible pour les sols sableux et élevée pour les sols argileux. Elle est également inversement proportionnelle à la pluviométrie moyenne annuelle.