Durabilité Des Systèmes Mixtes D'agriculture Et D'élevage À Travers La Valorisation Des Ressources Fourragères Et

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

FACULTE DES SCIENCES

DEPARTEMENT DE BIOCHIMIE FONDAMENTALE ET APPLIQUEE

HABILITATION A DIRIGER DES RECHERCHES EN SCIENCES DE LA VIE

SYNTHESE DES TRAVAUX SCIENTIFIQUES

Durabilité des systèmes mixtes d’agriculture et d’élevage à travers la valorisation des ressources fourragères et l’amélioration de la gestion agronomique

Présentée par Dr. RAHETLAH Volatsara Baholy Maître de Recherches Soutenu le 20 Janvier 2016 devant la Commission d’examen composée de :

Président du Jury : Pr RAHERIMANDIMBY Marson Directeur : Pr ANDRIANARISOA Blandine

Rapporteurs : Pr ANDRIANTSIMAHAVANDY Abel Pr RAKOTOZANDRINY Jean De Neupomuscène

Examinateurs : Pr RABEHARISOA Lilia Pr RAMANANKIERANA Heriniaina

SOMMAIRE Page

Avant propos : 1

Introduction : 5

Sélection variétale : 7

Introduction de matériel végétal et évaluation préliminaire : 7

Amélioration génétique et évaluation préliminaire des lignées d’avoine : 8

Test d’adaptation multilocaux : 19

Test d’adaptation multilocaux des germoplasmes d’avoine sur le périmètre irrigué de Manombo : 19

Démonstration variétale : 21

Démonstration du cultivar Mulato de brachiaria hybride : 21

Production de semence de pré-base et élaboration de catalogue : 24

Recherche agronomique : 26

Associations culturales : 26

Essai d’association brachiaria hybride cv Mulato-arachide pérenne (Arachis pintoï) : 28

Résultats et discussion : 30

Essai d’association ray-grass italien (Lolium multiflorum)-vesce commune (Vicia sativa) : 31

Résultats et discussion : 32

Essai d’association avoine (Avena sativa)-vesce commune (Vicia sativa) : 35

Résultats et discussion : 36

Essais de culture en couloir maïs (Zea mays)-luzerne arbustive (Chamaecytisus palmensis) et : 39 maïs-sesbania (Sesbania sesban)

Résultats et discussion : 40

Essais de fertilisation raisonnée : 42

Réponse de brachiaria hybride (cv Mulato) à la fertilisation azotée et à la fréquence de coupe : 42

Résultats et discussion : 43

Réponse du cultivar Relaza d’herbe éléphant à la fertilisation azotée et phosphatée : 45 Résultats et discussion : 45

Réponse du cultivar Relaza d’herbe éléphant à la fertilisation organique (guanomad) : 47

Résultats et discussion : 47

Effets de l’intervalle de coupe sur le rendement et la qualité de l’herbe éléphant 49

Résultats et discussion 49

Suivi dynamique des biomasses fourragères à partir d’indice de végétation dérivée d’imagerie : 52 satellitaire

Relation entre rendement en biomasse fourragère et indice de végétation (NDVI) dérivée : 52 d’imagerie satellitaire

Résultats et discussion : 54

Contrôle intégré de la bactériose (Ralstonia solanacearum) dans les petites exploitations agricoles : 61 de la région Vakinankaratra

Diagnostic et caractérisation partielle des souches de R. solanacearum : 65

Test d’antagonisme in-vitro de souches de Pseudomonas et d’Actinomycètes vis-à-vis des souches : 67 de Ralstonia solanacearum

Détection de l’infection latente de Ralstonia solanacearum sur tubercule-semence de pomme de : 69 terre

Activités antimicrobiennes des extraits aqueux de tige feuillée et de racine de Kotschya strigosa : 70 (FABACEAE)

Evaluation de la qualité microbiologique d’un aliment de rue de la ville d’Antananarivo et : 77 périphéries, cas du Koba

Conclusion : 82

Références bibliographiques : 85

Résumé

Abstract

LISTE DES ABREVIATIONS

CB : cellulose brute cv : coefficient de variation LSD : least significant difference MAT : matière azotée totale MS matière sèche MV matière verte NDVI : indice de végétation à différence normalisée PDIE : protéines digestibles dans l’intestin dépendant de l’énergie PDIN : protéines digestibles dans l’intestin dépendant de la matière azotée UFL : unité fourragère lait UFV : unité fourragère viande

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1 : Evaluation de la sévérité des maladies (rouille) et notation de la résistance à la verse Tableau 2 : Caractéristiques agronomiques préliminaires des lignées d’avoine (2009) Tableau 3 : Rendements en UFV et en PDI des germoplasmes d’avoine sur le périmètre irrigué de Manombo (2009) Tableau 4 : Rendement en unité fourragère lait des espèces de brachiaria (2006-2007) Tableau 5 : Rendement en matière azotée totale des espèces de brachiaria (2006-2007) Tableau 6 Caractéristiques descriptives de la variété Beravina d’avoine Tableau 7 : Rendements en MS, MAT et PDI du système associé de brachiaria hybride (cv Mulato)-arachide pérenne Tableau 8 : Caractéristiques chimiques du sol dans le système associé de brachiaria hybride (cv Mulato)-arachide pérenne en cinquième campagne (2008-2009) Tableau 9 : Caractéristiques agronomiques des cultures pures et associées de raygrass- italien-vesce commune sur deux sites Tableau 10 : Indices de compétition biologique de l’association raygrass-vesce Tableau 11 : Rendements agronomiques de l’association avoine-vesce commune sur deux sites Tableau 12 : Qualité de l’herbage des proportions de graines avoine-vesce commune Tableau 13 : Fonctions de compétition biologique de l’association avoine-vesce commune Tableau 14 : Rendements en biomasse et en graine des systèmes de culture de maïs Tableau 15 : Rendements en biomasse et en graine des systèmes de culture de maïs Tableau 16 : Rendements en UFL et en PDI du cultivar Mulato de brachiaria hybride selon les doses d’azote et la fréquence de coupe Tableau 17 : Rendements en UFL et en PDI de Brachiaria ruziziensis selon les doses d’azote et la fréquence de coupe Tableau 18 : Rendements en MS et MAT et absorption d’azote de l’herbe éléphant sous condition de fertilisation organique Tableau 19 : Rendement en matière sèche du cultivar Relaza d’herbe éléphant selon les doses de fertilisation azotée et phosphatée Tableau 20 Hauteur des cultivars d’herbe éléphant selon l’intervalle de coupe Tableau 21 Rendements en matière sèche des cultivars d’herbe éléphant selon l’intervalle de coupe Tableau 22 Rendements en matière azotée totale des cultivars d’herbe éléphant selon l’intervalle de coupe Tableau 23 : Diamètre d’halo d’inhibition des souches antagonistes sur les isolats de Ralstonia solanacearum

Tableau 24 : Caractéristiques physiologiques et biochimiques des souches bactériennes testées Tableau 25 : Diamètres d’inhibition de la croissance des souches microbiennes par les extraits aqueux de Kotschya strigosa Tableau 26 : Valeurs de CMI et de CMB Tableau 27 : Qualité microbiologique des échantillons de Koba

LISTE DES FIGURES

Figure 1 Cycle biologique de la rouille noire de l’avoine Figure 2 Symptômes de la rouille noire de l’avoine Figure 3 : Pluviométries moyennes et températures moyennes au cours de l’évaluation préliminaire des lignées d’avoine Figure 4 : Test d’adaptation multi-locaux des germoplasmes d’avoine Figure 5 : Pluviométries moyennes et températures moyennes (2008-2011) Figure 6 : Rendements moyens en UFL et en PDI des proportions de graines ray-grass- vesce dans les deux sites Figure 7 : Culture associée en ligne simple avoine-vesce commune (Betafo) Figure 8 : Culture en couloir Zea mays (cv Meva)-Chamaecytisus palmensis Figure 7 : Essai de réponse à la fertilisation azotée et phospatée du cv Relaza d’herbe éléphant Figure 8 : Relation entre rendement en MV de l’herbe éléphant et NDVI Figure 9 : Relation entre hauteur de l’herbe éléphant et NDVI Figure 10 : Relation entre rendement en MV du raygrass italien et NDVI Figure 11 : Relation entre hauteur du raygrass italien et NDVI Figure 12 : Relation entre rendement en vert et NDVI pour Choris gayana Figure 13 : Relation entre rendement en vert et NDVI pour Brachiaria sp Figure 14 : Relation entre rendement en vert et NDVI pour Pennisetum purpureum Figure 15 : Symptôme du flétrissement bactérien

GLOSSAIRE

Accession : Un échantillon de semences distinct, identifiable de façon unique représentant un cultivar, une lignée ou une population, qui est maintenu en stockage pour la conservation et l’utilisation

Adaptation au : Ensemble des actions contribuant à ajuster les systèmes naturels ou changement climatique humains en réponse à des phénomènes climatiques, afin d’en atténuer les effets néfastes ou d’en exploiter les effets bénéfiques

Actinomycète : Bactéries qui croissent en formant des filaments qui rayonnent formant des colonies qui a leur tour se ramifient aussi avec cette croissance centrifuge, appelées hyphes

Allèle : Partie de chromosome contenant le gène et transmise à l’enfant

Antagonisme : destruction, lésion et inhibition de croissance réciproque que subissent des organismes différents occupant la même niche écologique

Basidiospore : Spore haploïde formée aux dépens de la baside

Biovar : groupe de souches bactériennes dont elles sont distinguées d'autres souches de la même espèce d'après leurs caractéristiques physiologiques

Chlorose : Décoloration plus ou moins prononcée du feuillage en relation avec une perturbation physiologique qui peut être due à un agent pathogène

Ecidiospore : spore diploïde (+-) formée dans l’écidie. En germant, elle donne

naissance à un filament qui sera porteur des urédospores ou des téleutospores

Endophyte : Etre vivant à l’intérieur des tissus d’une plante morphologiquement saine et sans causer des symptômes apparents et immédiats chez l’hôte

Germoplasme : Ressources génétiques, ou plus précisément l'ADN d'un organisme et les collections de ce matériel génétique

Genotype : Constitution génétique d’un individu Latent : N'évolue pas pendant un certain temps dans son hôte

Lignée : Ensemble d'individus homozygotes identiques entre eux et reproduits identiques à eux-mêmes par autofécondation

Locus : Emplacement occupé par un gène sur le chromosome

Nécrose : Mort de tissus, d'organe, au niveau d'une lésion à la suite d'un accident mécanique, physiologique ou parasitaire

Phenotype : Manifestation apparente de la constitution du génome

Phylotypes Ensemble de souches étroitement apparentées sur la base de l’analyse phylogénétique de leurs séquences nucléotidiques ou protéiques. Chaque phylotype est composé d’un certain nombre de sequevars

Race : Groupe de souches bactériennes qui se différencient selon la répons

des plantes hôtes

Rhizosphère : Région du sol directement formée et influencée par les racines et les microorganismes associés

Sequevar : Variant de séquence défini comme un groupe de souches présentant une séquence hautement conservée

Spermatie : Corpuscule porté à l’extrémité du spermatophore dans la spermogonie. La rencontre d’une spermatie + avec une spermatie – va donner naissance à une écidie

Spermogonie : Conceptacle simple pourvu d’un ostiole correspondant ordinairement à un stomate de l’hôte. Elle résulte de la germination d’une basidiospore et sera du signe + ou – correspondant au signe de la basidiospore d’origine. Elle va produire des spermatie

Teleutomycète : Spore durable sessile ou pédicellée, à paroi souvent épaisse. Elle est produite dans un téleutosore sur un mycélium dicaryote ; elle germe généralement après hivernation. Cette germination est précédée par la fusion des noyaux n, suivie de la méiose. Après quoi se forme la baside portant 2 basidiospores + et 2 basidiospores -

Urédospore : Spore dicaryote (n + n), percée de spores germinatifs en nombre et en position constants par espèce. Elle se forme dans une urédosore, et est très souvent solitaire au bout d’un pédicelle cylindrique. Elle germe en donnant naissance à un mycélium capable de porter à nouveau des urédospores ou de donner naissance aux téleutospores

Urédinales : Ordre de champignons responsables des rouilles chez les végétaux

Verse : Cassure des plantes qui peut être due à des incidents climatiques ou à des attaques d'un ou plusieurs agents pathogènes rendant la tige et/ou le collet plus fragile(s).

Virulence : Capacité à induire le développement de la maladie chez un hôte

REMERCIEMENTS

A ce stade, je ne saurais ne pas adresser mes sincères sentiments de reconnaissance et mes remerciements à tous ceux qui, de près ou de loin, avaient contribué à l’élaboration du présent mémoire. Plus particulièrement, mes souhaits vont vers :

Monsieur le Professeur RAHERIMANDIMBY Marson, Doyen de la Faculté des Sciences, pour avoir bien voulu nous faire l’honneur de présider ce Jury d’HDR, Madame le Professeur RABEHARISOA Lilia, Monsieur le Professeur ANDRIANTSIMAHAVANDY Abel, Monsieur le Professeur RAKOTOZANDRINY Jean de Neupomuscène et Monsieur le Professeur RAMANANKIERANA Heriniaina qui, malgré leurs lourdes responsabilités, avaient bien voulu, de bonne grâce, prendre part à ce Jury, Madame le Professeur ANDRIANARISOA Blandine, mon Directeur d’HDR, qui n’a pas ménagé ses efforts pour me soutenir scientifiquement et moralement tout au long de la conduite de ce mémoire, Madame RAMALANJAONA Vololoniaina Lalatia, Directeur de FIFAMANOR Monsieur le Docteur SALGADO Paulo et Monsieur le Docteur TILLARD Emmanuel, UMR SELMET, CIRAD-La Réunion pour leur précieux soutien scientifique.

Comme ces travaux collectifs n’auraient pu être menés à bien sans l’appui et l’assistance de diverses personnes de bonne volonté, mes remerciements s’adressent également à mes collègues et à mes étudiants de FIFAMANOR et ses collaborateurs en particulier le Centre National de Recherches sur l’Environnement, l’Ecole Supérieure des Sciences Agronomiques, le Laboratoire de Biotechnologie et de Microbiologie de la Faculté des Sciences, le Département d’Entomologie de la Faculté des Sciences, et l’UMR PVBMT, Pôle Protection des Plantes, CIRAD-La Réunion.

J’exprime ma reconnaissance à l’Administration et à l’ensemble du Corps Enseignant de la Faculté des Sciences, en particulier à Monsieur le Directeur de la Formation doctorale en Sciences de la Vie et de l’Environnement, Monsieur le Professeur JEANNODA Victor et au Chef de Département de Biochimie Fondamentale et Appliquée, Madame le Docteur RANDRIANIERENANA Ando. Je ne saurais oublier de remercier ma famille, plus particulièrement mon cher et tendre époux pour son fidèle soutien et sa précieuse contribution . Avant-propos

Nommée Chef de la Section de recherche sur les plantes fourragères au sein de FIFAMANOR ou Centre de développement rural et de recherche appliquée en avril 2006, j’ai continué à occuper ce même poste de responsabilité après l’obtention de mon diplôme de doctorat en Sciences de la vie, option Biotechnologie et Microbiologie en mai 2008.

Les activités de recherche que j’ai menées au sein de FIFAMANOR sont notamment basées sur l’approche participative et se rapportent à la sélection des variétés fourragères adaptées aux différentes conditions agro-écologiques et à l’amélioration de leur adaptation et de leur gestion dans les exploitations agricoles. La sélection variétale débute par l’introduction ou la prospection de matériel végétal et l’évaluation préliminaire en station de recherche suivies par l’évaluation multilocale de l’adaptation et du comportement avant que la démonstration en vue de la diffusion auprès des exploitants agricoles soit menée. Les essais de recherche agronomiques en vue de la mise au point d’itinéraires techniques comportent des essais d’association culturale, de fertilisation organique et de fertilisation raisonnée, de gestion de coupe, de contrôle des bioagresseurs ainsi que de suivi dynamique de la biomasse par imagerie satellitaire. Quelques travaux ont déjà fait l’objet de publications dans des revues scientifiques à comité de lecture.

L’encadrement technique à différents niveaux (étudiants, techniciens, paysans) ainsi que la multiplication ou la production de semence de pré-base et la conservation des ressources génétiques fourragères font également partie des attributions du poste.

La mise en œuvre des différentes activités a principalement été assurée par le soutien financier de l’Ambassade Royale de la Norvège, mais également par l’appui financier de quelques projets/conventions de partenariat avec des Organismes nationaux et internationaux de recherche ou de développement.

C’est dans ce sens que j’ai participé au projet Interreg III-B (2006-2008) financé par la Région Réunion et l’Union Européenne dans l’élaboration d’un guide technique et des fiches

techniques relatifs à la production, en système conventionnel et en système sous-couverture végétale de fourrage sur les Hautes Terres de Madagascar. Ce projet, porté par le CIRAD (Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement) -La Réunion, a été conduit en partenariat avec des Organismes nationaux dont FIFAMANOR, ONG TAFA, GSDM (Groupement Semis Direct de Madagascar) et internationaux dont SICALAIT (Coopérative regroupant la quasi-totalité des éleveurs bovins de la Réunion), ARP (Association Réunionnaise de Pastoralisme) et ARIAL (Association Réunionaise Interprofessionnelle d’Analyse du Lait).

J’ai, en outre, participé dans la mise en œuvre du projet TCP/MAG/3203 (D) (2008-2010) financé par la FAO (Organisation mondiale de l’alimentation) lequel portait sur l’élaboration du premier catalogue officiel des variétés cultivées à Madagascar en partenariat avec le FOFIFA (Centre National de Recherche Appliquée pour le Développement Rural) et le SOC (Service Officiel Contrôle des Semences). Ce projet m’a notamment offert l’opportunité de renforcer mes capacités en matière de procédure de conduite des tests variétaux de Distinctivité, d’Homogénéité et de Stabilité (DHS) ainsi que de valeur agronomique et technologique (VAT) au sein de KEPHIS (Kenya Plant Health Inspectorate Service), au Kenya.

Par ailleurs, dans le cadre de la convention de partenariat établie entre le FIFAMANOR et le PRPIM (Projet de Réhabilitation du Périmètre Irrigué de Manombo) financé par la Banque Africaine de Développement (2009-2012), j’ai été nommée personnel clé de la mise en œuvre de la conduite d’essais de culture fourragère en vue de la promotion de l’élevage dans la zone de Manombo. Les activités ont porté sur la sélection de ressources fourragères adaptées sur le périmètre irrigué de Manombo, région d’Atsimo Andrefana, et leur intégration dans les systèmes de production.

La formation des paysans leaders sélectionnés dans les différentes zones de production laitière des Hautes Terres, dans le cadre de la convention d’appui technique sur le transfert des technologies semencières fourragères établie entre le projet Land’o Lakes Madagascar et FIFAMANOR (2009-2011), fut également placée sous ma responsabilité.

Par ailleurs, l’octroi d’une bourse post-doctorale par le Programme Robert S. McNamara de la Banque mondiale, m’a offert l’opportunité de renforcer mes capacités de recherche en matière de télédétection à travers un stage de six mois (avril-septembre 2012) effectué au sein du CIRAD-La Réunion et portant sur l’estimation des rendements en biomasse des prairies fourragères et des parcours naturels à partir d’imagerie satellitaire. Un article sur les expérimentations de télédétection conduites respectivement sur les cultures de l’herbe d’éléphant (Pennisetum purpureum), en saison pluviale, et du ray-grass italien (Lollium multiflorum) en contre-saison, dans le cadre de ce financement est publié dans la revue scientifique LRRD (Livestock Research for Rural Development).

Les activités de recherche portant sur l’élaboration d’outils de caractérisation des biomasses, dont les indices de végétations dérivées d’imagerie satellitaire, sont actuellement poursuivies dans le cadre de deux projets régionaux : ARCHE_Net (Réseau régional de compétences sur les dynamiques d’adaptation des systèmes d’élevage de ruminants à un environnement changeant) (2012-2015), financé par la Région Réunion et l’Union Européenne, et BIOVA (Recyclage des Biomasses Végétales et Animales dans les systèmes d’agriculture élevage) (2013-2015) financé par la collaboration Union Africaine-Union Européenne.

Il convient de faire remarquer qu’entre 2013-2014, j’ai assuré la coordination technique au niveau national du projet BIOVA, dont FIFAMANOR est le porteur, et dont les zones d’intervention sont Madagascar et Mozambique et les partenaires sont FOFIFA, ESSA (Ecole Supérieure des Sciences Agronomiques), LRI (Laboratoire Radio Isotope), CIRAD, ARP, IRD (Institut de Recherche Développement), CRA-W (Centre Wallon de Recherches Agronomiques), UEM (Université d’Eduardo Mondlane Mozambique) et IIAM (l’Institut de Recherche Agronomique de Mozambique).

Dans le cadre d’une convention entre le FIFAMANOR, l’Union des Coopératives Pie rouge Norvégien et le FRDA (Fonds Régionaux de Développement Agricole) -Vakinankaratra (2013-2014), j’ai également été chargée de la mise en œuvre du thème de recherche intitulé

promotion de la diversité génétique fourragère et de la fertilisation organique améliorée pour l’amélioration de l’alimentation des bovins laitiers.

Par ailleurs, il y a lieu de mentionner qu’entre 2012 et 2013, j’ai assuré l’animation scientifique d’un projet PARRUR (Promotion de la recherche en partenariat à Madagascar dans le secteur du développement rural » (PARRUR), intitulé contrôle intégré de la bactériose de la pomme de terre due à Ralstonia solanacearum dans la région Vakinankaratra, financé par le Service de Coopération et d’Action Culturelle de l’Ambassade de France à Madagascar (SCAC), et porté par FIFAMANOR avec comme partenaires l’Université d’Antananarivo (Département de Biochimie Fondamentale et Appliquée, Département d’Entomologie) et le Centre National de Recherche sur l’Environnement (CNRE).

Outre l’encadrement technique des techniciens et des paysans, la mise en œuvre de ces différents projets de recherche m’a, également, permis d’assurer l’encadrement professionnel d’étudiants en stage de fin d’études (ingéniorat, DEA et doctorat).

En matière d’enseignement, mes premières expériences ont été acquises à travers des cours sur la phytopathologie, la biochimie, la biologie moléculaire et l’enzymologie dispensés aux étudiants de la filière Agro-Eco-Tourisme de l’Institution Laulanié-Green-University, Antananarivo depuis novembre 2004 jusqu’à mon recrutement par FIFAMANOR en avril 2006. L’opportunité d’enseigner au sein de l’Université d’Athénée Saint Joseph d’Antsirabe (ASJA), de l’Ecole Professionnelle Supérieure Agricole (EPSA) et de l’Institut Supérieur Polytechnique de Madagascar (ISPM) m’a été, par la suite, offerte depuis 2011 afin de dispenser respectivement aux étudiants de premier et de deuxième cycle les cours « conduite en élevage laitier, Biochimie générale, Culture fourragère et Agriculture biologique ».

Le présent ouvrage présente essentiellement une synthèse des principaux travaux de recherche que j’ai menés au sein de FIFAMANOR depuis l’obtention de mon diplôme de doctorat en mai 2008.

Introduction

Le secteur agricole est un des piliers de l’économie malgache. Il contribue à environ 29 % du PIB et emploie 70 % de la population économiquement active (WDI, 2009 ; FAO/PAM, 2010). Le sous-secteur élevage, pratiquement associé à l’agriculture, constitue une source de revenus pour environ 77 % des ménages ruraux (FAO, 2009). L’élevage bovin revêt une importance socio-économique particulière. Les bovins constituent avant tout une réserve de capital et peuvent être utilisés comme source d’énergie pour les attelages ou le pietinage des rizières (Minten et al., 2003). Dans certaines régions de l’île, le zébu constitue une marque de richesse et de prestige (Rasambainarivo & Ranaivoarivelo, 2006). Le système d’élevage de zébu est majoritairement extensif et basé sur l’exploitation des pâturages naturels.

Sur les Hautes Terres malgache, l’élevage bovin laitier est une source importante de revenus, spécialement pour les agro-éleveurs repartis au sein de la région de production appelée « le triangle laitier ». Le type d’élevage semi-intensif est pratiqué par 40 à 54 % d’exploitants agricoles, en 2005, dans la région Vakinankaratra, la principale région de production laitière

(INSTAT, 2010).

Malgré l’essor continu de la production laitière, qui est passée de 200 000 litres en 1972 à 32 000 000 litres en 2006 pour la région du Vakinankaratra à elle seule, la productivité reste encore très faible ne donnant environ que 2 500 litres par vache et par an (FIFAMANOR et al., 2008).

Le déficit alimentaire du cheptel animal constitue une des principales contraintes à l’amélioration de la productivité laitière, en particulier le déficit en fourrages de bonne qualité (Lecomte et al 2008). Les fourrages pauvres, dont les herbes sauvages issues des pâturages naturels, et les résidus de récolte composent encore une grande partie de la ration du troupeau laitier. Le déficit fourrager, particulièrement accentué en période sèche et froide (mai à septembre), est à l’origine de baisses significatives des performances zootechniques (Rakotondramanana, 1999).

Le développement des cultures, dont la culture fourragère, se heurte à diverses contraintes liées aux facteurs de production, en particulier, celles relatives au foncier réduit, à la fertilité des sols dégradée, à l’utilisation limitée d’intrants et au faible niveau d’intensification.

Ces réalités justifient les efforts déployés visant à promouvoir la durabilité des systèmes de production afin de sécuriser les revenus des exploitants agricoles et renforcer leur résilience à l’insécurité alimentaire.

Pour atteindre ces objectifs, les méthodes suivantes sont mises en œuvre :

sélection à des fins de diversification et d’intensification plus durable de variétés fourragères améliorées de graminées, légumineuses herbacées et arbustives ;

élaboration/mise à jour de catalogue descriptif des variétés fourragères diffusées pour le contrôle semencier ;

conduite d’essais de recherche agronomique visant l’amélioration plus durable de la performance des systèmes agricoles à base de variétés fourragères améliorées : association graminée-légumineuse, réponse aux fertilisants, gestion des coupes ;

étude des corrélations entre les rendements de biomasse fourragère mesurés au sol et les indices de végétation dérivés d’images satellites à des fins d’amélioration de la gestion des effectifs animaux par rapport à la disponibilité attendue des ressources fourragères cultivées et naturelles :

vulgarisation participative des ressources génétiques fourragères performantes et des innovations technologiques dans les systèmes de production.

SELECTION VARIETALE

Introduction et évaluation préliminaire du matériel génétique fourrager

Dans le cadre de la promotion de la diversité génétique fourragère, les activités de recherche variétale portent essentiellement sur la sélection de matériels génétiques de graminées, de légumineuses herbacées et arbustives fourragères adaptés aux contraintes abiotiques et biotiques majeures et répondant aux impératifs des éleveurs. La première étape de la sélection est constituée par l’introduction de matériel végétal présélectionné à l’étranger à travers la collaboration notamment avec les centres internationaux de recherche tels que le Centre International de Recherche sur l’Elevage (ILRI) (Ethiopie), le Centre International d’Agroforesterie (ICRAF) (Kenya), l’Agriculture and Agri-Food (Canada), le Planteforsk (Norvège)…. Des prospections de germoplasme fourrager endogène sont également menées en parallèle avec l’introduction de matériel végétal.

Depuis l’adhésion de Madagascar au Traité international sur les ressources phytogénétiques pour l’agriculture et l’alimentation, (TIRPAA) en mars 2006, l’introduction de matériel pour certaines espèces végétales vivrières et fourragères est facilitée par la mise en œuvre du système multilatéral de partage d’accès et de partage des avantages et de l’accord de transfert de matériel convenu par tous les pays ratifiant.

Le matériel végétal fourrager, une fois introduit, est alors soumis aux différentes étapes de criblage ou d’évaluation de l’adaptation et de la performance agronomique. L’évaluation préliminaire en station de recherche, menée selon un protocole spécifique aux différents types d’espèces fourragères permet de dégager les matériels génétiques qualifiés de « prometteurs » ou à potentiel d’adaptation.

À titre d’exemple est présentée l’évaluation préliminaire des lignées d’avoine (Avena sativa) introduites de Planteforsk en 2008, après amélioration génétique de la résistance à la rouille noire.

Il y a lieu de mentionner une action ponctuelle d’amélioration génétique d’une variété locale de maïs (Zea mays) à des fins de développement d’hybrides plus performants en termes de production de grain, de production de biomasse, de résistance à la verse et d’aptitude à l’ensilage.

Amélioration génétique et évaluation préliminaire des lignées d’avoine

L’avoine est une des espèces fourragères les plus cultivées au sein du triangle laitier. Cette espèce peut être cultivée sur tanety en saison intermédiaire, entre janvier et mars ou sur rizière en contre-saison, entre mai et juillet. Plusieurs variétés furent déjà diffusées et certaines sont conservées par les paysans. Toutefois, la rouille des tiges ou rouille noire due au champignon Puccinia graminis, présente dans les zones de production représente une contrainte majeure à la production de semences d’avoine.

P. graminis est un teleutomycète qui a besoin de deux hôtes pour compléter son cycle biologique, l’épine-vinette (Berberis vulgaris) et les céréales comme le blé, l’avoine, l’orge et le seigle (Figure 1). La première manifestation externe de l’infection de l’avoine est l’apparition sur les feuilles et les tiges de stries ou pustules linéaires brun rougeâtre (Figure 2). Ces pustules sont des urédies qui contiennent des urédospores unicellulaires dicaryotiques. Elles éclatent et libèrent des spores dans l’air, la surface des tissus paraît alors déchiquetée. Ces spores réinfectent l’avoine, propageant ainsi la maladie. Les pustules rouges deviennent progressivement plus sombres et se transforment, en fin du cycle en télies, avec des téleutospores dicaryotiques bicellulaires de couleur noire.

Peu après leur formation, les noyaux fusionnent et les téleutospores hivernent à l’état diploïde, en début de méiose. Avant la germination, la méiose se termine dans les basides courtes, courbées émergeant des deux cellules de la téleutospore. Des cloisons se forment entre les noyaux produits qui migrent ensuite vers les stérigmates et se développent en basidiospores. L’épine-vinette s’infecte quand les basidiospores uninuclées, de la lignée + ou - pénètrent dans la plante en formant des mycéliums haploïdes qui développent d’abord des spermogonies (pycnides), principalement à la face supérieure des feuilles. Chaque spermogonie de la lignée + ou - est une pustule en forme de bouteille bordée par une assise cellulaire qui produit des cellules

uninuclées collantes appelées spermaties (pycnospores). L’orifice de la spermogonie est entouré par une touffe de poils orange, raide, non ramifiée et pointue : les périphyses qui portent des gouttelettes d’un nectar sucré d’odeur douce. Les spermaties se trouvent dans le nectar qui attire les mouches. Entre les périphyses se trouvent aussi des hyphes réceptrices ramifiées. En passant d’une spermogonie à l’autre, les mouches se nourrissent du nectar et transportent des spermaties. Si une spermatie + provenant d’une spermogonie entre en contact avec une hyphe réceptrice - d’une autre spermogonie ou vice versa, la plasmogamie est possible et des hyphes dicaryotiques sont produites. Les initiales d’écidies se développent à partir des hyphes dicaryotiques qui descendent à partir de la spermogonie, les écidies se forment alors, principalement à la face inférieure des feuilles où elles produisent des chaînes d’écidiospores. Les écidiospores dicaryotiques doivent infecter l’avoine ou une autre céréale, le cycle annuel est ainsi bouclé.

Oat

Figure 1. Cycle biologique de la rouille noire de l’avoine Source : adapté de Schumann & Leonard (2000)

Figure 2. Symptômes de la rouille noire de l’avoine Source : auteur

Le déploiement de variétés d’avoine possédant une résistance plus durable ou plus stable, c’est-à-dire une résistance à déterminisme multigénique difficilement contournable par les souches de P graminis constitue la principale stratégie de contrôle de la rouille noire. C’est ainsi qu’un programme de renforcement de la résistance vis-à-vis de la rouille noire des variétés d’avoine adaptées localement fut initié en collaboration avec le Planteforsk en Norvège.

L’approche amélioration variétale par introgression des QTL (Quantitative Trait Loci) associés à la résistance aux souches de Puccinia graminis fut adoptée. Dans ce cadre, deux cultivars d’avoine FIFA07 et FIFA08 ont été croisés en tant que parent receveur avec des génotypes provenant des ressources génétiques ou Core-collection de Planteforsk, identifiés comme possédant des allèles favorables complémentaires en tant que parent donneur. Après plusieurs rétro-croisements (feed-back) successifs, une présélection des lignées ayant accumulé les gènes de résistance contre la rouille noire a alors été réalisée par le biais de la sélection assistée par des marqueurs moléculaires.

Le principe de cette sélection repose sur l’amplification par PCR (Polymerase Chain Reaction) ou réaction en chaîne de polymérisation de l’ADN des fragments du génome incluant les gènes d’intérêt suivie de la visualisation par électrophorèse des marqueurs moléculaires associés à ces gènes. Cinquante-huit lignées d’avoine ont ainsi été présélectionnées et renvoyées à Madagascar pour faire notamment l’objet d’évaluation de leur résistance aux différentes souches de la rouille noire. Ils s’agissent de lignées issues du croisement respectif de deux cultivars d’avoine adaptés et évalués comme moyennement résistants avec des sources de résistances issues du Core-collection de Planteforsk, dont deux lignées différentielles conférant des gènes de résistances spécifiques : c. i. 9351 et c. i. 8250 ainsi que le gène de résistance effective au stade adulte Pg11.

Une évaluation préliminaire des performances agronomiques de ces lignées d’avoine recombinantes a alors été conduite à la station agricole d’Andranomanelatra, un des foyers de la rouille noire où des épidémies furent enregistrées auparavant.

Le dispositif d’évaluation comporte 58 traitements ou lignées d’avoine. Chaque lignée est semée sur une ligne de 1,2 m en trois répétitions. Un cultivar d’avoine (cv Maintikely) évalué comme sensible est semé autour des cultures. La fertilisation recommandée pour la culture de -1 l’avoine (79 kg N, 66 kg P2O5, 48 kg K2O ha ) a été appliquée uniformément sur les parcelles. La totalité des doses de K2O et de P2O5 a été apportée lors des semis alors que la fertilisation azotée a été fractionnée en deux applications, lors des semis (33 kg N ha-1 ) et au stade de tallage, environ 4 semaines après les semis (46 kg N ha-1).

La pluviométrie moyenne et la température moyenne au cours des deux saisons d’évaluation sont présentées dans la figure 3.

Figure 3. Pluviométrie moyenne et température moyenne au cours de l’évaluation préliminaire des lignées d’avoine

La réaction à l’infection naturelle de la rouille noire a été évaluée au cours de deux saisons pluviales successives, à une fréquence de deux à trois fois entre le stade épiaison et le stade maturation. Les autres paramètres agronomiques retenus sont le taux de levée, le pouvoir de tallage, la date d’épiaison, la hauteur à maturité et la résistance à la verse.

D’une manière générale, le type de réponse à l’infection et la sévérité des rouilles correspondant au pourcentage de leur infection sont évalués selon l’échelle modifiée de Cobb (tableau 1). D’après la taille des pustules et les nécroses ou chloroses qui leur sont associées, les types de réponse à l’infection peuvent être classés en 4 catégories : R = résistant, MR = moyennement résistant, MS = moyennement sensible et S = sensible. Les réponses qui se superposent entre ces catégories sont indiquées par un tiret (ex : MR-MS) (Roelfs et al., 1992). La résistance à la verse, en fin de cycle a été notée selon une échelle de 1 à 9 correspondant à très résistant ou aucune verse et très sensible ou complètement versé (GEVES) (tableau 2).

Tableau 1 : Évaluation de la sévérité des rouilles

Réponse Observations

O aucune infection visible R résistant, zones nécrotiques avec ou sans urédospores de très petite taille

MR moyennement résistant, petits urédospores entourées de zones nécrotiques

moyennement sensible, urédospores de taille moyenne, dépourvues de nécroses, mais MS probablement des chloroses bien distinctes

sensible, urédospores de grande taille, dépourvues de nécroses, mais peuvent être S associées ou non à des chloroses

intermédiaire, urédospores de taille variable, certains peuvent être associés à des nécroses X et/ou chloroses

Tableau 2 : Échelle de notation de la verse

Notation Observations

1 très résistant (aucune verse) 3 résistant (de 5 à 10 %) 5 moyennement résistant ou moyennement sensible (de 10 à 40 %) 7 sensible (de 40 à 70 %)

9 très sensible (complètement versé)

Résultats et discussion

L’évaluation préliminaire des performances agronomiques a permis de déceler un manque de fixité pour quelques lignées d’avoine.

D’une manière générale, à 5 semaines des semis, les lignées d’avoine affichent un bon pourcentage de levée (75 à 100 %) excepté les lignées N° 3, 9, 11, 23, 39, 40 et 52 (42 à 66,67 %). Le pouvoir de tallage est variable, allant de 6 à 28 talles par pied (tableau 4). La résistance à la verse est totale excepté pour les lignées N° 13 et N° 52. La date de 50 % épiaison se situe entre 49 et 75 jours après les semis et la hauteur à maturité varie de 82 à 131 cm. Les paysans préfèrent, en général, les variétés relativement précoces, qui se prêtent à une première exploitation au stade début montaison, entre 60 et 75 jours des semis.

Du point de vue du comportement vis-a-vis des souches de la rouille noire, les lignées d’avoine présentent, en grande partie, une résistance moyenne à forte au cours de la première campagne culturale (tableau 3). Les mêmes réactions à l’infection naturelle des souches de Puccinia graminis sont observées en deuxième campagne pour les lignées ayant affiché un taux de levée supérieur à 75 %. Ceci laisse supposer que ces lignées recombinantes sont majoritairement dotées de haut potentiel de résistance contre les différentes races de la rouille noire.

Les lignées issues du croisement entre le cultivar FIFA07 et la lignée différentielle c. i.

9351 sont respectivement moyennement sensibles (30 %), moyennement résistantes (30 %), résistantes (avec des traces de l’infection) (20 %) et très résistantes ou ne présentant aucun symptôme de l’infection (20 %). Celles issues du croisement entre le cultivar FIFA07 et la lignée différentielle c. i. 8250 sont moyennement résistantes (10 %), résistantes (20 %) et très résistantes (70 %) et celles issues du croisement entre FIFA07 et Pg11 sont résistantes (60 %) à très résistantes (40 %). Par ailleurs, les lignées d’avoine issues du croisement FIFA08 x c. i. 9351 sont résistantes (30 %) à très résistantes (70 %), celles issues du croisement FIFA08 x c. i. 8250 sont très résistantes (100 %) et celles issues du croisement FIFA08 x Pg11 sont moyennement sensibles (10 %), moyennement résistantes (40 %), résistantes (40 %) et très résistantes (10 %).

Le gène de résistance Pg11, dérivé de l’espèce Avena sativa est réputé comme résistant à différentes races de Puccinia graminis. Toutefois, la propriété de résistance à la rouille noire conférée par ce gène s’exprimant à l’état adulte est associée à une réduction des pigments chlorophylliens et caroténoïdes dans les tissus des feuilles et des tiges. En effet, les jeunes plants possédant ce gène sont sensibles à la rouille noire et ont des niveaux pratiquement normaux de pigment, mais la teneur en pigment diminue très rapidement avec l’âge et les plants deviennent moyennement résistants (Harder et al., 2011). En tout cas, dans la présente étude, l’attaque de la rouille noire ne s’était pas encore manifestée aux stades juvéniles des lignées d’avoine.

Il est à faire remarquer que la lignée ci 9351, sélectionnée à partir du cultivar CAV 1830 de l’espèce Avena strigosa, en provenance de Turquie et la lignée c. i. 8250, séléctionnée à partir

du cultivar Kyto, en provenance de Yougoslavie sont respectivement les lignées différentielles correspondant aux gènes de résistance Pg 15 et Pg 12. Ces gènes sont également réputés comme conférant une résistance effective contre la rouille noire de l’avoine. Toutefois, l’expression de la propriété de résistance conférée par ces gènes est sous l’influence de la température. Il est rapporté qu’une température égale ou supérieure à 25 et 26 °C, rend respectivement ineffective l’expression de la résistance conférée par ces gènes (Sooväli et Koppel, 2003).

Par ailleurs, l’incidence de la rouille noire est plus sévère en 2009 par rapport à 2010. Ceci peut s’expliquer en partie par la présence de conditions météorologiques plus favorables. En effet, les pluviométries moyennes en 2009 sont significativement plus élevées au cours des mois de février à avril correspondant aux stades propices de développement de la rouille noire sur les lignées d’avoine (épiaison-maturation).

Comme la rouille noire de l’avoine est une maladie qui alterne des phases d’expansion et de ralentissement déterminées par l’influence de divers facteurs (présence d’hôtes, conditions météorologiques…), les variétés à résistance horizontale, partielle, non spécifique sont préférables afin de garantir une durabilité de la résistance, notamment en cas d’apparition éventuelle d’une nouvelle virulence à la suite de phénomènes de mutation et recombinaison des souches de P. graminis.

Par ailleurs, il serait approprié de procéder à la caractérisation des souches de la rouille noire dans les zones de production afin de pouvoir les confronter avec les génotypes locaux résistants et ceci dans une optique d’établissement d’une relation pathotypes-cultvars.

Tableau 3 : Caractéristiques agronomiques des lignées d’avoine (2009-2010)

Lignées Numéro de *Taux de *Nombre Date de 50 % Hauteur à Verse (%) Résistance à la Pedigree croisement levée (%) de épiaison maturité rouille noire talle/pied (jours) (cm) 2009 2010 Maintikely ------60S 20S - FIFA07 X 1 MO601 100,00 19 69 101 0 tR-40MR tR (c. i. 9351 x FIFA07) FIFA07 X 2 MO601 100,00 16 72 84 0 tR tR (c. i. 9351 x FIFA07) FIFA07 X 3 MO602 41,67 28 72 90 0 60MS - (c. i. 9351 x FIFA07) FIFA07 X 4 MO601 100,00 18 64 131 0 0 0 (c. i. 9351 x FIFA07) FIFA07 X 5 MO601 75,00 16 54 103 0 5R-40MR 5R (c. i. 9351 x FIFA07) FIFA07 X 6 MO601 100,00 17 52 101 0 5R, 40MS 5R (c. i. 9351 x FIFA07) FIFA07 X 7 MO601 91,67 14 52 84 0 5MR-40MR 5R (c. i. 9351 x FIFA07) FIFA07 X 8 MO601 91,67 22 49 83 0 0 0 (c. i. 9351 x FIFA07) FIFA07 X 9 MO601 50,00 16 64 85 0 50MS - (c. i. 9351 x FIFA07) FIFA07 X 10 MO602 75,00 17 69 82 0 0 0 (c. i. 8250 x FIFA07) FIFA07 X 11 MO602 66,67 12 66 109 0 0 - (c. i. 8250 x FIFA07) FIFA07 X 12 MO602 75,00 13 66 110 0 5R-30MR 5R (c. i. 8250 x FIFA07) FIFA07 X 13 MO602 100,00 14 64 120 80 tR 0 (c. i. 8250 x FIFA07) FIFA07 X 14 MO602 91,67 18 72 110 0 0 0 (c. i. 8250 x FIFA07) FIFA07 X 15 MO602 91,67 20 72 110 0 0 0 (c. i. 8250 x FIFA07) FIFA07 X 16 MO602 83,33 18 64 116 0 tR 0 (c. i. 8250 x FIFA07) FIFA07 X 17 MO602 100,00 10 69 110 0 0 0 (c. i. 8250 x FIFA07) FIFA07 X 18 MO602 100,00 13 64 91 0 0 0 (c. i. 8250 x FIFA07) FIFA07 X 19 MO602 100,00 12 61 90 0 0 0 (c. i. 8250 x FIFA07) FIFA07 X 20 MO603 100,00 14 66 87 0 10R 5R (Pg11 x FIFA07) FIFA07 X 21 MO603 100,00 9 64 100 0 10R 5R (Pg11 x FIFA07) FIFA07 X 22 MO603 100,00 6 65 105 0 10R 10R (Pg11 x FIFA07) FIFA07 X 23 MO603 66,67 9 66 110 0 tR - (Pg11 x FIFA07) 16

Lignées Numéro de *Taux de *Nombre Date de 50 % Hauteur à Verse (%) Résistance à la Pedigree croisement levée (%) de épiaison maturité rouille noire talle/pied (jours) (cm) 2009 2010 FIFA07 X 24 MO603 75,00 7 68 105 0 10R tR (Pg11 x FIFA07) FIFA07 X 25 MO603 91,67 8 72 110 0 10R tR (Pg11 x FIFA07) FIFA07 X 26 MO603 83,33 7 62 95 0 0 0 (Pg11 x FIFA07) FIFA07 X 27 MO603 91,67 8 60 110 0 0 0 (Pg11 x FIFA07) FIFA07 X 28 MO603 91,67 8 66 115 0 0 0 (Pg11 x FIFA07) FIFA07 X 29 MO603 91,67 8 65 110 0 0 0 (Pg11 x FIFA07) FIFA08 X 30 MO604 91,67 8 68 105 0 tR tR (c. i. 8250 x FIFA08) FIFA08 X 31 MO604 83,33 12 69 90 0 0 0 (c. i. 8250 x FIFA08) FIFA08 X 32 MO604 100,00 14 67 95 0 0 0 (c. i. 8250 x FIFA08) FIFA08 X 33 MO604 100,00 12 64 105 0 tR tR (c. i. 8250 x FIFA08) FIFA08 X 34 MO604 66,67 11 68 95 0 0 - (c. i. 8250 x FIFA08) FIFA08 X 35 MO604 75,00 12 66 90 0 0 0 (c. i. 8250 x FIFA08) FIFA08 X 36 MO604 91,67 10 72 100 0 tR tR (c. i. 8250 x FIFA08) FIFA08 X 37 MO604 91,67 10 64 82 0 0 0 (c. i. 8250 x FIFA08) FIFA08 X 38 MO604 91,67 11 54 85 0 0 0 (c. i. 8250 x FIFA08) FIFA08 X 39 MO604 58,33 8 75 90 0 0 - (c. i. 8250 x FIFA08) FIFA08 X 40 MO605 58,33 12 72 85 0 0 - (c. i. 9351 x FIFA08) FIFA08 X 41 MO605 83,33 14 68 82 0 0 0 (c. i. 9351 x FIFA08) FIFA08 X 42 MO605 91,67 14 68 95 0 0 0 (c. i. 9351 x FIFA08) FIFA08 X 43 MO605 83,33 17 67 100 0 0 0 (c. i. 9351 x FIFA08) FIFA08 X 44 MO605 83,33 14 67 120 0 0 0 (c. i. 9351 x FIFA08) FIFA08 X 45 MO605 83,33 17 54 90 0 0 0 (c. i. 9351 x FIFA08) FIFA08 X 46 MO605 100,00 12 75 88 0 0 0 (c. i. 9351 x FIFA08) FIFA08 X 47 MO605 91,67 11 54 115 0 0 0 (c. i. 9351 x FIFA08)

Lignées Numéro de *Taux de *Nombre Date de 50 % Hauteur à Verse (%) Résistance à la Pedigree croisement levée (%) de épiaison maturité rouille noire talle/pied (jours) (cm) 2009 2010 FIFA08 X 48 MO605 75,00 13 64 90 0 0 0 (c. i. 9351 x FIFA08) FIFA08 X 49 MO606 83,33 14 64 95 0 tR tR (Pg11 x FIFA08) FIFA08 X 50 MO606 75,00 15 67 100 0 tR tR (Pg11 x FIFA08) FIFA08 X 51 MO606 91,67 18 60 105 0 20MR 5MR (Pg11 x FIFA08) FIFA08 X 52 MO606 58,33 14 60 115 70 tR - (Pg11 x FIFA08) FIFA08 X 53 MO606 100,00 16 64 90 0 30MS 10MS (Pg11 x FIFA08) FIFA08 X 54 MO606 66,67 16 63 83 0 5MR 5R (Pg11 x FIFA08) FIFA08 X 55 MO606 75,00 12 59 82 0 10MR 5MR (Pg11 x FIFA08) FIFA08 X 56 MO606 91,67 12 59 110 0 tR tR (Pg11 x FIFA08) FIFA08 X 57 MO606 75,00 13 57 105 0 10MR 5MR (Pg11 x FIFA08) FIFA08 X 58 MO606 75,00 10 68 100 0 0 0 (Pg11 x FIFA08) *comptage à 5 semaines des semis ; 0 : très résistant (aucune pustule) ; tR : trace de pustule ; MR : moyennement résistant ; R : résistant ; MS : moyennement sensible ; S : sensible

Test d’adaptation multilocaux

Les ressources génétiques identifiées en station agricole comme potentiellement adaptées sont alors soumises à des tests d’adaptation multilocaux et pluriannuels, conduits de façon participative portant sur la comparaison de leurs performances agronomiques dont entre autres : le rendement en biomasse ou le rendement valorisable par les animaux (énergie, matière azotée), la résistance aux maladies, la valeur nutritive… avec celles des variétés déjà diffusées qui servent de témoins.

L’adaptation en saison fraîche sur le périmètre irrigué de Manombo, dans la région Atsimo Andrefana des germoplasmes d’avoine est présentée ci-après en guise d’exemple.

Test d’adaptation multilocaux des germoplasmes d’avoine sur le périmètre irrigué de Manombo Ce test s’inscrit dans la mise en œuvre de la convention de partenariat intitulée « conduite d’essais de culture fourragère » dans le cadre des activités de la composante « Promotion de l’élevage » du Projet de Réhabilitation du Périmètre Irrigué de Manombo.

Outre l’évaluation de l’adaptation sur le périmètre irrigué de Manombo des germoplasmes de graminées (Pennisetum purpureum, Brachiaria sp, Chloris gayana…), de légumineuses herbacées (Macrotyloma axillare, Mucuna pruriens, Neonotonia wightii…) et d’arbustes (Leucaena sp, Sesbania sp…) fourragers d’origine tropicale, l’adaptation en saison fraîche (juin à août) des espèces fourragères d’origine tempérée dont l’avoine (Avena sativa) a été testée.

Le test d’adaptation des germoplasmes d’avoine a été conduit dans quatre sites situés au sein de 2 Fokontany Andoharano et Morarano de la Commune de Tsianisiha, sur le périmètre irrigué de Manombo. Le dispositif expérimental est un bloc aléatoire randomisé à trois répétitions. La parcelle élémentaire mesure 3 x 2m² et l’espace entre deux parcelles élémentaires et deux répétitions sont respectivement 0,5 m et 1 m. Les traitements sont constitués par 8 germoplasmes d’avoine à tester, dont Maintikely, Fanantenana, Beravina, S-18 Kenya, FIFA07, FIFA08, OT 7031 et Ca 155. Les germoplasmes ont été semés en ligne distante de 0,2 m à la densité de 285 graines au m² soit à la dose de 100 kg ha-1 pour Fanantenana, S-18 Kenya, FIFA07 et FIFA08, à la dose de 80 kg ha -1 pour Maintikely et à la dose de 130 kg ha -1 pour Beravina et OT 7031.

-1 La fertilisation composée de 33 kg N, 66 kg P2O5, 48 kg K2O ha a été apportée uniformément sur les parcelles lors des semis ainsi que de l’engrais phosphaté naturel disponible localement (guano) à raison de 400kg/ha. Deux coupes de l’herbage ont été effectuées, à 5 cm de hauteur. La première coupe a été réalisée après 8 semaines des semis lorsque les germoplasmes d’avoine étaient au stade de montaison à épiaison et la deuxième coupe a été faite 6 semaines après la première.

Le rendement en vert est estimé à partir de la production au sein de deux surfaces de 1 m² situées au centre de chaque parcelle élémentaire. Des échantillons représentatifs des différents traitements furent prélevés en vue d’analyse de la valeur nutritive en laboratoire.

Les paramètres agronomiques retenus sont les rendements en matière verte et en matière sèche ainsi que les teneurs respectives en énergie UFV (Unité Fourragère Viande) et en protéine digestible dans l’intestin (PDI). Les rendements en UFV et en PDI ont été calculés après multiplication du rendement en MS avec leurs concentrations respectives.

Résultats et discussion Les résultats obtenus ont laissé apparaître des variations de rendements valorisables par les animaux selon les sites et les germoplasmes d’avoine (tableau 4). D’une manière générale, les germoplasmes d’avoine affichent une bonne adaptation dans les trois sites d’évaluation. Le rendement en unité fourragère viande (UFV) (0,8 103 unités ha-1) le plus bas a été enregistré pour l’accession Ca 155 dans le deuxième site de Morafeno alors que les rendements en UFV les plus élevés (3,82 à 5,06 103 unités ha-1) ont été donnés par le cultivar Beravina et l’accession OT 7031 dans les deux sites d’Andoharano. De même, le rendement en protéine digestible dans l’intestin (PDI) le plus bas (74,4 kg ha-1) a été observé pour l’accession Ca 155 dans le deuxième site de Morafeno et le meilleur rendement (461,6 kg ha-1) a été obtenu par le cultivar Beravina dans le premier site d’Andoharano. Ce résultat dénote l’influence du rendement en matière sèche sur les rendements valorisables par les animaux. En effet, aucune variation marquée de la valeur nutritive entre les germoplasmes d’avoine lors de la coupe de l’herbage n’a été observée.

D’autres chercheurs ont observé une bonne adaptation des variétés d’avoine fourragère en zones semi-arides au cours de la saison fraîche en système conventionnel ou sous couverture végétale (Bhatti 1999 ; Mohammad et al 2014). D’après ces auteurs, la date des semis influe significativement sur le rendement de l’avoine en culture pure ou en association avec une légumineuse. Par ailleurs, un rendement maximal en matière sèche, sur une coupe de l’herbage de l’avoine, égal à 7,78 t ha-1 a été enregistré en système semi-direct sous couverture morte.

Tableau 4 : Rendements en UFV et en PDI des germoplasmes d’avoine (2009)

Germoplasmes Rendement en UFV 103/ha Rendement en PDI (kg/ha) d’avoine Morafeno Andoharano Moyenne Morafeno Andoharano Moyenne Site 1 Site 2 Site 3 Site 4 Site 1 Site 2 Site 3 Site 4 Maintikely 2,21 0,84 3,37 2,38 2,20 200,8 76,8 307,1 216,5 200,3 S -18 1,57 1,01 2,35 2,32 1,81 147,7 95,0 220,6 217,2 170,1 08-FIFA 2,35 1,00 2,73 2,97 2,26 195,6 83,4 227,2 247,3 188,4 Beravina 3,47 1,33 3,82 3,42 3,01 418,7 161,0 461,6 413,3 363,7 OT 7031 2,53 1,05 4,37 5,06 3,25 223,0 92,9 385,6 446,0 286,9 Ca 153 2,74 1,62 2,53 3,19 2,52 246,7 145,9 228,2 287,8 227,2 Ca 155 1,56 0,80 3,03 2,35 1,93 145,6 74,4 281,7 218,4 180,0 N° 07-FIFA 2,17 1,51 3,50 3,99 2,79 185,4 128,7 298,7 339,9 238,2 Moyenne 2,33 1,15 3,21 3,21 2,47 220,4 107,3 301,3 298,3 231,8 LSD (p<0,05) 0,740 69,86 cv % 36,4 36,8 UFV : unité fourragère viande ; PDI : protéine digestible dans l’intestin

Figure 4 : Test d’adaptation multilocaux des germoplasmes d’avoine (Andoharano, Manombo) Source : auteur

Démonstration variétale Les germoplasmes identifiés comme performants et adaptés aux conditions agro- écologiques et répondant aux critères de sélection établis par les agro-éleveurs feront alors l’objet de démonstration variétale ou de diffusion. Une parcelle de démonstration des nouvelles variétés est ainsi installée dans les zones agro-écologiques en comparaison avec une parcelle témoin constituée par les variétés déjà adoptées par les exploitants agricoles. Une visite sur terrain de la démonstration est organisée pour les paysans et groupements paysans des zones.

Démonstration du cultivar Mulato-II de brachiaria hybride La démonstration du cultivar Mulato-II de brachiaria hybride en comparaison avec la variété témoin de Brachiaria ruziziensis a été installée dans 11 sites des principales régions laitières, à des altitudes variant de 1200 à 1700 m. Le dispositif de démonstration est un bloc aléatoire complet à deux traitements et deux répétitions. La parcelle élémentaire mesure 3 x 3m². -1 La fertilisation recommandée (20 t de fumier, 125 kg N, 66 kg P2O5, 48 kg K2O ha ) pour la culture de brachiaria a été appliquée uniformément à chaque parcelle. Le fumier utilisé est produit sur l’exploitation même. Le rendement en vert est estimé à partir de la production au sein de deux surfaces de 1 m² situées au centre de chaque parcelle élémentaire. Des échantillons représentatifs des deux traitements furent prélevés en vue d’analyse de la valeur nutritive en laboratoire.

Résultats et discussion Les résultats obtenus en deuxième année d’implantation ont laissé apparaître la supériorité du cultivar Mulato en termes de production à l’unité de surface d’énergie et de protéine dans les différents sites de démonstration (tableaux 5 et 6). Cette variété hybride de brachiaria fut rapidement adoptée par les éleveurs du triangle laitier, lesquels l’apprécient notamment pour sa meilleure productivité, appétence et rusticité par rapport aux variétés de brachiaria antérieurement diffusées. Elle est surtout cultivée pour la production de fourrage vert ou de foin. En 2011, la superficie cultivée par cette variété dans la région Vakinankaratra, est estimée à environ 20 hectares. Toutefois, l’absence de la multiplication par graine constitue un facteur limitant à sa plus large diffusion.

Par ailleurs, la plus large adoption du cv. Mulato-II est observée en Afrique de l’Est où plus de 20 000 paysans l’utilisent en tant que plante piège pour le contrôle de l’insecte fourreur des tiges et le Striga ou plante parasite du maïs (Khan et al., 2014).

Un article scientifique portant sur l’adoption et l’utilisation du cv. Mulato-II dans quelques pays de l’Afrique de l’Est fut publié dans une revue à comité de lecture : le « East African Agricultural and Forestry Journal ».

Tableau 5 : Rendements en unité fourragère lait des espèces de brachiaria (2006-2007)

Espèces Rendement en UFL (x 103 unités/ha) Amoron' i Haute Matsiatra Analamanga Itasy Vakinank Moyenne Mania aratra 1 2 1 2 3 1 2 3 1 2 1 Brachiaria 10,26 8,90 7,33 12,63 15,82 18,02 8,58 10,45 6,99 12,44 4,32 10,52 ruziziensis Brachiaria Sp. 14,49 10,40 9,29 15,23 18,97 21,31 10,39 14,01 8,89 14,47 5,05 12,95 cv Mulato Moyenne 12,38 9,65 8,31 13,93 17,39 19,67 9,49 12,23 7,94 13,46 4,68 11,74 LSD site 3,44

LSD traitement 0,37

LSD site*traitement 3,49

(p<0,05) cv % 4,7

Tableau 6 : Rendements en matière azotée totale des espèces de brachiaria (2006-2007)

Espèces Rendement en MAT (t/ha) Amoron' i Haute Matsiatra Analamanga Itasy Vakinank Moyenne Mania aratra 1 2 1 2 3 1 2 3 1 2 1 Brachiaria 1,35 1,52 1,25 2,16 2,70 3,08 1,46 1,78 1,19 2,12 1,14 1,80 ruziziensis Brachiaria Sp. 2,89 2,07 1,85 3,04 3,79 4,26 2,07 2,77 1,77 2,89 1,69 2,64 cv Mulato Moyenne 2,12 1,80 1,55 2,60 3,25 3,67 1,77 2,28 1,48 2,51 1,42 2,22 LSD site 0,32

LSD traitement 0,08

LSD site*traitement 0,35

(p<0,05) cv % 5,1

Encadré 1 East African Agricultural and Forestry Journal (September 2015)

Homecoming of Brachiaria: Improved Hybrids Prove Useful for African Animal Agriculture B. L. Maass1, C. A. O. Midega2, M. Mutimura3, V. B. Rahetlah4, P. Salgado5, J. M. Kabirizi6, Z. R. Khan2, S. R. Ghimire7 & I. M. Rao8

CIAT (International Center for Tropical Agriculture), PO Box 823-00621, Nairobi, Kenya 2 icipe (African Insect Science for Food and Health), PO Box 30772-00100, Nairobi, Kenya 3 RAB (Rwanda Agriculture Board), PO Box 5016, Kigali, Rwanda 4 Centre de Développement Rural et de Recherche Appliquée, BP 198, Antsirabe 110, Madagascar 5 CIRAD, UMR SELMET, Mediterranean and Tropical Livestock Systems, BP 319, Antsirabe 110 Madagascar 6 NaLIRRI (National Livestock Resources Research Institute), PO Box 7084, Kampala, Uganda 7 BecA-ILRI Hub (Biosciences Eastern and Central Africa - International Livestock Research Institute), PO Box 30709-00100, Nairobi, Kenya 8 CIAT (International Center for Tropical Agriculture), AA 6713, Cali, Colombia SA DOI: 10.1080/00128325.2015.1041263

Production de semence de pré-base et élaboration de catalogue La multiplication du matériel végétal à diffuser ou la production de semence de pré-base est conduite en parallèle avec la sélection variétale. Les principaux caractères morphologiques, agronomiques et technologiques sont alors décrits en vue de l’inscription au catalogue des variétés cultivées à Madagascar.

Les caractères morphologiques d’identification décrits selon les principes directeurs de l’UPOV (Union pour la Protection des Obtentions Variétales) ou de l’IPGRI (International Plant Genetic Resources Institute), spécifiques à l’espèce se rapportent aux différents organes dont la tige, la feuille, l’inflorescence et la graine (port, couleur, type, orientation, etc.).

Les caractéristiques agronomiques observées sous les conditions standards de culture intègrent notamment la zone d’adaptation, le pouvoir de tallage, la date de 50 % épiaison, la longueur de cycle végétatif, la résistance aux bioagresseurs, les rendements potentiels en matière sèche et en grain. Les caractères technologiques sont constitués par les teneurs respectives en paramètres de qualité (matière sèche, unité fourragère lait, matière azotée totale, protéine digestible dans l’intestin, etc.).

Le tableau 7 présente quelques caractéristiques morphologiques et agronomiques d’une variété d’avoine dénommée Beravina, diffusée auprès des agro-éleveurs et inscrite au premier catalogue national des variétés cultivées à Madagascar élaboré en 2010 dans le cadre d’un projet TCP/MAG/3203 financé par le FAO. Trois autres variétés fourragères d’avoine, de raygrass italien (Lolium multiflorum) et de chloris (Chloris gayana) furent également inscrites dans ce premier catalogue variétal.

Il convient de faire remarquer que 14 variétés fourragères adaptées sur les Hautes terres ont été sélectionnées entre la période 2006 à 2013 dont 06 variétés d’Avena sativa (Fanantenana, Beravina, Fara, Rojovola, Hery et Faly), 01 variété de brachiaria hybride (Mulato), 02 variétés de Brachiaria decumbens (Maroroka, Manga), 03 variétés de Chloris gayana (Avo, Mahandry, Mateza), 02 variétés de légumineuse ligneuse (Chamaecytisus palmensis, Leucaena diversifolia), 01 variété de Zea mays (Mevasoa) et 01 variété de Glycine max (Malady).

Les monographies d’une partie de ces variétés fourragères sont présentées dans le guide technique élaboré dans le cadre du projet Interreg III-B intitulé : « Conduite des systèmes de culture sur couverts végétaux et affouragement des vaches laitières : guide pour les Hautes Terres de Madagascar »

Tableau 7: Caractéristiques descriptives de la variété Beravina d’avoine

Caractéristiques morphologiques Port au tallage dressé Ciliation du bord de l’avant-dernière feuille nulle Pilosité du dernier nœud présente Intensité de la pilosité du dernier nœud moyenne Type d’inflorescence panicule Panicule : orientation des ramifications équilatérale Port des ramifications demi-dressé Port des épillets retombant Longueur de la panicule 38-47cm Longueur de la feuille paniculaire 31 cm Largeur de la feuille paniculaire 29 mm Premier grain : glaucescence glumelle inférieure absente Premier grain : pilosité de la base faible Premier grain : longueur de la baguette 4 mm Couleur du grain jaune Longueur du grain 15 mm Largeur du grain 4 mm Longueur arête du grain 3 cm Glumelles présentes Couleur de la glumelle inférieure jaune Longueur de la glumelle inférieure 1,5 cm

Caractéristiques agronomiques zone d’adaptation 800-2000 m d’altitude Jours de 50 % épiaison 65-70 Jours de maturité 140-145

Hauteur à maturité 150-160cm

Caractéristiques agronomiques Nombre de talles par pied 8-20 Poids 1000grains 45,6 g Rendement potentiel (MS) 5-9t/ha

Rendement potentiel (grain) 2,5-3,8 t/ha

Résistance à la rouille noire (Puccinia graminis) 5 (40MR-MS)

Résistance à la verse résistant (3)

RECHERCHE AGRONOMIQUE

Les travaux de recherche axés sur l’agronomie des espèces fourragères visent à améliorer leur adaptation et leur intégration dans les systèmes de production à travers l’amélioration de la gestion des ressources biophysiques et naturelles.

Associations culturales Les associations culturales de type graminée-légumineuse présentent des intérêts agronomiques, socio-économiques et environnementaux en permettent un accroissement de la productivité agricole et une amélioration de la qualité du fourrage produit à travers une meilleure exploitation des ressources (éléments nutritifs, eau, lumière, espace, etc.) et une amélioration des caractéristiques physico-chimiques du sol. L’intégration des variétés fourragères à multifonctionnalité (couverture, pompe biologique, fixateur d’azote atmosphérique, haie vive…) dans les systèmes de production présente de multiples avantages.

Différents systèmes de culture associée de type graminée fourragère-légumineuse fourragère et graminée vivrière-légumineuse fourragère ont été évalués en tant qu’alternatives aux systèmes monocultures de graminée. Les observations retenues sont les caractéristiques agronomiques (tallage, hauteur, rendement en matière verte, etc.), les paramètres de qualité (teneurs en MS, CT, CB, UFL, MAT, PDIN, PDIE) et les fonctions (indices) de compétition biologique (ratio

d’équivalence en terrain agricole (LER), l’indice d’agressivité (A), le coefficient relatif de recouvrement (K) et le ratio de compétitivité (CR)).

Parmi les systèmes associés de graminée-légumineuse testés sont : brachiaria hybride- arachide pérenne (Arachis pintoï); ray-grass italien (Lolium multiflorum) -vesce commune (Vicia sativa) ; avoine (Avena sativa) -vesce commune ; maïs (Zea mays) -Chamaecytisus palmensis et maïs-Sesbania sesban. Il convient de signaler qu’un poster sur ces différents systèmes associés sous le thème de recherche intitulé « Valorisation des légumineuses fourragères pour l’adaptation des systèmes de culture aux changements climatiques » a été présenté lors de l’atelier de remise de prix des lauréats du concours tosika Meva organisé par la Fondation Tany Meva en décembre 2010.

Fonctions de compétition biologique Le ratio d’équivalence en terrain agricole (LER) est un indice utilisé pour mesurer la potentialité de l’association culturale à l’exploitation des ressources de l’environnement par rapport à la monoculture. Si la valeur de LER est supérieure à l’unité, l’association favorise la croissance et le rendement des espèces. Si sa valeur est inférieure à l’unité, l’association influe négativement sur la croissance et la production des cultures en association.

Le ratio d’équivalence en terrain agricole (LER) est calculé selon la formule : LER = {Lg+Ll} ; Lg = (RMSg / RMSgg) Ll = (RMSl / RMSll) avec Lg et Ll sont les LERS individuels des espèces, RMSg et RMSl sont les rendements en matière sèche respectifs de la graminée et de la légumineuse dans l’association et RMSgg et RMSll les rendements en matière sèche respectifs des espèces dans la monoculture.

Le coefficient relatif de recouvrement (K) est la mesure de la dominance relative d’une espèce sur une autre dans l’association. Si le produit de deux coefficients (K graminée x K culture accompagnatrice) est supérieur à l’unité, l’association présente un avantage de rendement. S’il est égal à l’unité, l’association ne présente aucun avantage de rendement et s’il est inférieur à l’unité, l’association désavantage le rendement. Le coefficient relatif de recouvrement (K) se calcule comme suit : 27

-pour 50:50 proportion de graine : Kg = RMSg / (RMSgg-RMSg) Kl = RMSl / (RMSll-RMSl) -pour des associations différentes de 50:50 proportion de graine Kg = RMSg x Zl / (RMSgg-RMSg) Zg Kl = RMSl x Zg / (RMSll-RMSl) Zl Avec Zg est la proportion de la graminée dans les semis de l’association et Zl celle de la légumineuse.

L’indice d’agressivité (AI) mesure la supériorité de l’accroissement du rendement relatif d’une espèce par rapport à celui d’une autre dans un système d’association. Si la valeur de AIg est positive, la graminée domine alors sur la légumineuse dans l’association. En revanche, si sa valeur est négative, la légumineuse domine sur la graminée. L’indice d’agressivité peut être dérivé de la formule : AIg = {RMSg / (RMSgg x Zg)} – {RMSl / (RMSll x Zl)} Ail = {RMSl / (RMSll x Zl)} - {RMSg / (RMSgg x Zg)}

Le ratio de compétitivité (CR) mesure la capacité de compétitivité d’une culture. Il peut être calculé selon la formule : CRg = (LERg / LERl) (Zl / Zg) ; CRl = (LERl / LERg) (Zg /Zl)

Essai d’association brachiaria hybride cv Mulato-arachide pérenne (Arachis pintoï) L’essai d’association du cultivar Mulato de brachiaria hybride avec l’arachide pérenne a été installé en station de recherche de FIFAMANOR (-19° 48' S - 46° 08'E, 1600 m) au début de la campagne 2006-2007 et suivi jusqu’à la cinquième campagne (2010-2011). Le sol de l’essai est de type limoneux argileux-sableux, fortement acide (pH 5,1), très riche en carbone organique (3,51 %.), azote (0,26 %) et pauvre en phosphore (4,60 ppm) et en potassium (58,6 ppm).

Le dispositif expérimental est un bloc aléatoire complet à quatre répétitions. La parcelle élémentaire mesure 3 x 3m². Les traitements sont constitués par les monocultures respectives de

brachiaria hybride (Cv Mulato) et d’arachide pérenne ainsi que l’association en alterné simple de brachiaria hybride-arachide pérenne 1:1.

Les cultures ont été installées par multiplication végétative par plantation d’éclats de souches de brachiaria et de stolons d’arachide pérenne, à écartement de 0,3 x 0,3 m². La fumure -1 -1 de fond composée de 20t ha de fumier et de 33 N, 66 P205 et 48K2O kg ha a été apportée uniformément à chaque parcelle avant l’implantation. Les cultures ont été fertilisées au début de chaque saison des pluies avec du fumier de 20 t ha-1 après une coupe d’égalisation de l’herbage destinée à l’élimination des parties lignifiées au cours de la saison sèche et froide. L’herbage a été coupé à intervalle de 6 à 8 semaines. Le rendement en vert est estimé à partir de la production au sein de deux surfaces de 1 m² situées au centre de chaque parcelle élémentaire. Des échantillons représentatifs des différents traitements furent prélevés en vue d’analyse de la valeur nutritive en laboratoire.

Les données collectées ont été soumises à l’analyse de la variance suivie de la séparation des moyennes selon la méthode de la plus petite différence significative à l’aide du logiciel Genstat. La figure 5 présente les pluviométries et les températures moyennes enregistrées à la station de recherche au cours des trois dernières campagnes agricoles 2008-2009, 2009-2010 et 2010-2011.

Figure 5 : Pluviométries moyennes et températures moyennes (2008 à 2011)

Résultats et discussion Les rendements en MS, en MAT et en PDI au cours des trois dernières campagnes ont été affectés par l’année, le système de culture et leur interaction (Tableau 8). Les rendements les plus élevés sont enregistrés pour la troisième campagne (2008-2009) et les plus bas pour la cinquième campagne (2010-2011). En troisième campagne, le système associé a donné des rendements en MS, MAT et PDI supérieurs de 24 % à 30 % par rapport à la monoculture de brachiaria. Des résultats similaires ont été observés par d’autres auteurs, sur des associations de Brachiaria ruziziensis-légumineuses tropicales (Njwe et al 1990) et des associations de graminées tropicales- Arachis glabra (Valentim et al., 1987). L’analyse chimique des échantillons de sol représentatifs des systèmes de culture à la fin de l’expérimentation a révélé un accroissement des teneurs en phosphore (39 %), en potassium (20 %), en carbone (13,5 %) et en azote (6 %) dans le sol du système associé et ceci par rapport au système de culture pure de brachiaria (tableau 9). Cet essai d’association du cultivar Mulato de brachiaria hybride avec l’arachide pérenne avait fait l’objet d’un article scientifique publié dans la revue à comité de lecture Livestock Research for Rural Development (LRRD).

Tableau 8 : Rendements en MS, MAT et PDI du système associé de brachiaria hybride (cv Mulato) -arachide pérenne

Système Rendement en MS (t/ha) Rendement en MAT (t/ha) Rendement en PDI (t/ha) 2008- 2009- 2010- 2008- 2009- 2010- 2008- 2009- 2010- 2009 2010 2011 2009 2010 2011 2009 2010 2011 Monoculture de brachiaria cv 15,64 18,07 12,87 2,19 2,53 1,80 1,43 1,25 0,86 Mulato Monoculture d’arachide 6,11 5,70 5,38 1,27 1,19 1,12 0,81 0,57 0,41 pérenne Culture associée 20,35 16,38 14,20 2,93 2,36 2,05 1,72 1,20 0,96 (1:1) Moyenne 14,03 13,38 10,82 2,13 2,03 1,66 1,32 1,00 0,74 LSD traitement 2,29 0,56 4,46 0,38 0,142 ns 0,24 0,067 0,311 (p<0.05) cv (%) 7,20 1,80 18,20 7,80 3,1 19,1 7,90 2,9 18,5 MS: matière sèche; MAT: matière azote totale; PDI : protéine digestible dans l’intestin

Tableau 9 : Caractéristiques chimiques du sol dans le système associé de brachiaria hybride (cv Mulato) -arachide pérenne en cinquième campagne (2008-2009)

Bases échangeables Culture pH C N P (Bray II) CEC C/N (méq/100g) (eau) (%) (%) (ppm) Ca Mg K Na (meq/100g) Brachiaria 5,1 3,51 0,259 13,6 4,6 1,07 0,64 0,15 0,13 17,5 monoculture Mixture (1:1) 5,03 3,72 0,294 12,7 6,4 1,07 0,64 0,18 0,13 18 C: carbone; N: azote; P: phosphore; Ca: calcium; Mg: magnesium; K: potassium; Na : sodium; CEC: capacité d’échange cationique

Encadré 2

Livestock Research for Rural Development 24 (10) 2012

Yield and quality of Brachiaria Sp.cv Mulato-forage perennial peanut (Arachis pintoi) mixture in the Highlands of Madagascar

V B Rahetlah, J M Randrianaivoarivony, B Andrianarisoa*, L H Razafimpamoa and V L Ramalanjaona

FIFAMANOR (Centre de Développement Rural et de Recherche Appliquée),

BP 198, Antsirabe 110, Madagascar [email protected] *Laboratoire de Biotechnologie et Microbiologie, Faculté des Sciences, Université d’Antananarivo, BP 196, Antananarivo 101, Madagascar [email protected]

Essai d’association ray-grass italien (Lollium multiflorum) -vesce commune (Vicia sativa) Cet essai a été mené en condition irriguée dans deux sites de la région Vakinankaratra, respectivement à Belazao (19° 90' S - 46° 97' E, 1571 m), dans le disctrict d’Antsirabe II et à Andranomafana (19° 83' S - 46° 83' E, 1310 m), dans le district de Betafo au cours de la contre- saison 2012.

Le dispositif expérimental est un bloc aléatoire complet avec 7 traitements et 4 répétitions. Les traitements sont constitués par les monocultures respectives de ray-grass italien (cv Tama) (20kg ha-1) et de vesce commune (cv Mahavokatra) (60kg ha-1) et les cultures associées avec deux doses variables de ray-grass (10 et 15kg/ha) et trois doses variables de vesce (20, 30 et 40 kg ha-1). En d’autres termes, les traitements sont constitués par les proportions de graines de

ray-grass-vesce 100:0 ; 0 :100 ; 50:33 ; 50:50 ; 50:66 ; 75:33 et 75:66. La parcelle élémentaire mesure 3 x 2m² avec 10 lignes de 3 m de long espacées de 0,2 m.

Les systèmes associés ont été semés en ligne alternée simple. La fumure de fond composée de fumier de 20 t ha-1 produit au niveau de l’exploitation, d’engrais DAP (18N-46 -1 -1 P2O5) de 200kg ha et d’engrais KCL (0-0-60K2O) de 80 kg ha a été apportée uniformément à chaque traitement lors de l’implantation. La première coupe de l’herbage a été réalisée à 10 semaines des semis et la deuxième coupe, à 6 semaines de la première. L’urée (46N) de couverture à la dose de 100 kg ha-1 a été épandue à chaque parcelle en deux fractions, 4 semaines après les semis et après la première coupe. Le rendement en matière verte est estimé à partir de la production de fourrage au sein d’un quadrat de 2 x 1m² situé sur les lignes centrales de chaque parcelle. La hauteur et le nombre de talles par plant de ray-grass sont mesurés à partir de 8 plants choisis de façon aléatoire au sein du quadrat, à 4 semaines des semis et juste avant la première coupe. Des échantillons de l’herbage représentatifs des différents traitements sont prélevés en vue de l’analyse de la valeur alimentaire.

Les données collectées ont été analysées selon la méthode du modèle linéaire mixte à l’aide du logiciel Genstat. Au sein du modèle, le facteur bloc est considéré comme un effet aléatoire.

Résultats et discussion Le rendement moyen en matière verte sur deux sites des cultures associées testées est proportionnel à celui de la culture pure de raygrass (Tableau 10). Les rendements en UFL et en PDI dans chaque site ne varient pas entre les proportions de graines, mais l’optimum est observé pour les proportions de graines 75:66 (Figure 6). Sur la moyenne des deux sites, les proportions de graines raygrass-vesce 75:66 et 50:50 ont donné les meilleurs rendements en UFL et en PDI (Tableau 10).

L’analyse des fonctions biologiques révèle une valeur du ratio d’équivalence en terrain agricole (LER) supérieure à l’unité pour toutes les cultures associées testées (Tableau 11). Ceci indique un avantage de rendement de l’association sur les monocultures pouvant être associé à

une utilisation plus efficace des ressources de l’environnement à travers les effets complémentaires entre le raygrass et la vesce et la diminution de la compétition intraspécifique.

Une meilleure productivité des systèmes associés par comparaison avec des systèmes purs a été rapportée par plusieurs travaux (Karadag et al., 2003; Lithourgidis et al., 2006; Dhima et al., 2007, Erol et al., 2009; Atis et al., 2012). Les valeurs généralement positives de l’indice d’agressivité (A) du raygrass dans les cultures associées démontrent la dominance de cette espèce. Les valeurs sont, toutefois, quasiment nulles, ce qui indique une bonne compatibilité des espèces en association. Les proportions de vesce dans le rendement en matière sèche sont proportionnelles aux doses de semis. Des résultats similaires ont été observés par d’autres auteurs (Karadag & Büyükburç, 2003; Albayrak, Güler, & Özgür Töngel, 2004).

Cet essai a également fait l’objet d’une publication d’article scientifique dans le journal Sustainable Agriculture Research du Canadian Center for Science and Education.

Tableau 10 : Caractéristiques agronomiques des cultures pures et associées de ray-grass italien- vesce commune sur deux sites

Nombre de Proportions de Hauteur du Rendement en Rendement en Rendement en Rendement en talles/pied du graines raygrass (cm) MV (t/ha) MS (t/ha) UFL (x103/ha) PDI kg/ha) raygrass 100 % raygrass 28.62a* 5.41a 14.68a 3.03a 2.72a 195.60a 100 % vesce - - 9.88 b 1.45 b 1.26 b 91.60 b 50 % raygrass 29.56a 6.06a 14.03a 2.58a 2.27a 171.80a + 33 % vesce 50 % raygrass 27.84a 5.50a 16.88a 3.17a 2.82a 210.00a + 50 % vesce 50 % raygrass 28.31a 5.66a 16.21a 2.95a 2.58a 202.80a + 66 % vesce 75 % ryagrass 29.09a 5.62a 15.81a 3.05a 2.70a 206.10a + 33 % vesce 75 % raygrass 28.78a 5.78a 16.38a 3.45a 3.16a 237.30a + 66 % vesce SE (±) 0.83 0.39 1.75 0.30 0.27 20.68 *au sein de la même colonne, les traitements ayant la même lettre de l’alphabet ne sont pas significativement différents (p>0.05); MV : matière verte ; MS : matière sèche ; UFL : unité fourragère lait ; PDI : protéine digestible dans l’intestin

300

3.5 250

3.0 200 2.5

150 2.0

1.5 100

Rendement en PDI en (kg/ha) Rendement 1.0 50 0.5

Rendement moyen en UFL x 1000 unités/ha xUFL 1000 en moyen Rendement 0 0.0 100:0 50:33 50:50 50:66 50:83 75:33 75:66 O:100 100:0 50:33 50:50 50:66 50:83 75:33 75:66 O:100 Proportions de graines raygrass-vesce proportions graines raygrass-vesce

Belazao Belazao Andranomafana Andranomafana

Figure 6 : Rendements moyens en UFL et en PDI des proportions de graines ray-grass-vesce dans les deux sites

Tableau 11 : Indices de compétition biologique de l’association raygrass-vesce

Proportions de graines Proportions de vesce dans MS LERG LERV LER AG AV CRG CRV (%)

50 % raygrass-33 % vesce 33 0.67 0.38 1.05 0.002 -0.002 1.15 0.87

50 % raygrass-50 % vesce 42 0.76 0.59 1.35 0.003 -0.003 1.29 0.77

50 % raygrass-66 % vesce 44 0.70 0.57 1.27 0.005 -0.005 1.62 0.62

75 % raygrass-33 % vesce 31 0.80 0.43 1.23 -0.002 0.002 0.82 1.22

75 % raygrass-66 % vesce 41 0.83 0.64 1.47 0.002 -0.002 1.16 0.86

MS: matière sèche; LERG = ratio d’équivalence en terrain agricole du raygrass; LERV = ration d’équivalence en terrain agricole de la vesce; LER = ration d’équivalence en terrain agricole ; A : agressivité ; CR : ratio de compétitivité

Encadré 3 Sustainable Agriculture Research; Vol. 2, No. 1; 2013 ISSN 1927-050X E-ISSN 1927-0518 Published by Canadian Center of Science and Education

Yields and Quality of Italian Ryegrass (Lolium multiflorum) and Common Vetch (Vicia sativa) Grown in Monocultures and Mixed Cultures under Irrigated Conditions in the Highlands of Madagascar

Volatsara B. Rahetlah1, Jean M. Randrianaivoarivony1, BlandineAndrianarisoa2, Lucile H. Razafimpamoa1 & Vololoniaina L. Ramalanjaona1 1 FIFAMANOR (Centre de Développement Rural et de Recherche Appliquée), Antsirabe, Madagascar 2 Laboratoire de Biotechnologie et Microbiologie, Faculté des Sciences, Antananarivo, Madagascar Correspondence: Volatsara B.Rahetlah, FIFAMANOR, Antsirabe, Madagascar. Tel: 262-204-499-139. E-mail: [email protected]

Received: Accepted: Online Published: doi:10.5539/sar. URL: http://dx.doi.org/10.5539/

Essai d’association avoine (Avena sativa) -vesce commune (Vicia sativa)

Cet essai a été conduit dans deux sites de la région Vakinankaratra respectivement à 1500 (Betafo) et 1700 m (Tsiafahy, Antsirabe) d’altitude.

Le dispositif retenu est un bloc aléatoire complet de Ficher à cinq traitements et quatre répétitions. Les traitements sont constitués par les différentes proportions de graines avoine (cv Fanantenana) -vesce commune (cv Mahavokatra) 100:0 ; 0:100 ; 0 :100 ; 50:50 et 50:75. La dose de semis est respectivement de 100 kg ha-1 pour la monoculture d’avoine et de 60 kg ha-1 pour la monoculture de vesce commune.

La parcelle élémentaire mesure 3 x 3m². Un test de germination a été effectué avant les semis afin d’ajuster les doses. La fertilisation recommandée pour la production de fourrage d’avoine (125 kg N, 66 kg P205, 48 kg K20, 20 tonnes de fumier à l’hectare) a été apportée uniformément à chaque parcelle. Le fumier étant produit au niveau de l’exploitation même. 35

L’herbage a été coupé au stade montaison de l’avoine, respectivement après 60 et 90 jours des semis et des échantillons représentatifs de chaque traitement ont été ramenés en laboratoire.

Arrivés au laboratoire, les échantillons de fourrage sont hachés finement (5cm) puis séchés à l’étuve à 60 °C pendant 72 heures afin d’en déterminer la teneur en matière sèche. Les échantillons secs sont alors broyés et des sous-échantillons du broyat sont tamisés par passage au tamis de 1 mm de diamètre en vue de l’analyse des paramètres de qualité, dont les cendres totales (CT), la cellulose brute (CB), la matière azotée totale (MAT), l’unité fourragère lait (UFL), la protéine digestible dans l’intestin permise par l’azote (PDIN), et la protéine digestible dans l’intestin permise par l’énergie (PDIE) (AOAC 1990). La teneur en CT est mesurée après calcination dans un four à mufle à 550 °C pendant 5 heures. La teneur en MAT est déterminée selon la méthode de Kjeldhal et la teneur en CB selon la méthode de Weende. Les teneurs en UFL, PDIN et PDIE sont déterminées selon la technique du sachet nylon (AOAC 1990).

Les données collectées ont été analysées selon le test statistique T, à l’aide du logiciel Genstat.

Résultats et discussion Dans le premier site (Tsiafahy, Antsirabe), les rendements en UFL et en PDI varient significativement entre les traitements (p<0.001) (Tableau 12). Le rendement le plus élevé (6,31 x103 unités ha-1) en UFL et le rendement le plus bas (4,23 x103 unités ha-1) en UFL sont, respectivement, donnés par les proportions de graines avoine-vesce 50:50 et la culture pure de vesce. Les mêmes tendances sont observées pour le rendement en PDI. Dans le second site (Betafo), les rendements en UFL et en PDI sont également affectés par les traitements (p<0.001). Les rendements les plus élevés sont donnés par les cultures associées et les plus bas par la monoculture d’avoine. Ce résultat observé est probablement en rapport avec les caractéristiques volcaniques du sol qui semblent être plus favorables à la croissance de la légumineuse.

La teneur moyenne en paramètres de qualité ne varie pas entre les traitements excepté pour la MAT et le PDIN (Tableau 13). La teneur en PDIN de l’herbage des cultures associées est 15,6 à 39,1 % plus élevée par rapport à la monoculture d’avoine. Un accroissement de la teneur

en MAT des cultures associées par rapport à la monoculture de graminée a également été observé par Roberts et al (1989) et Albayrak et al (2004).

Les deux cultures associées donnent une valeur de ratio d’équivalence en terrain agricole supérieure à l’unité, ce qui indique une meilleure performance de l’association par rapport aux cultures pures pour l’exploitation des ressources de l’environnement (Tableau 14). Les valeurs du coefficient relatif de recouvrement (K) de l’avoine dans les deux cultures associées sont supérieures à celles de la vesce, indiquant une plus forte compétitive de cette espèce. Les valeurs positives de l’indice d’agressivité de l’avoine dans les deux cultures associées confirment également cette dominance de l’avoine sur la vesce. Toutefois, les valeurs d’agressivité presque nulles sous le système associé 50:50 (± 0.012) démontrent la compatibilité proportionnelle des espèces en association. Les mêmes tendances pour K et A sont observées pour le ratio de compétitivité (CR).

Cette expérimentation a également fait l’objet de publication sous forme de communication orale lors du Forum de la recherche à Antsiranana en décembre 2008 et sous- forme d’article dans la revue scientifique « African Journal of Food, Agriculture, Nutrition and Development » (AJFAND).

Tableau 12: Rendements agronomiques de l’association avoine-vesce commune sur deux sites

Proportions de Rendement en UFL (x103/ha) Rendement en PDI (kg/ha) graines 1er site 2è site Moyenne ±SD 1er site 2è site Moyenne ±SD

100 % avoine (A) 5.18 4.39 4.78 0.742 503.4 468.00 485.70 142.95

100 % vesce (V) 4.23 5.75 4.99 1.588 417.46 593.56 505.51 180.68

A-V 50:50 6.31 5.86 6.08 0.694 585.15 609.09 597.12 54.43

A-V 50:75 5.16 6.70 5.93 0.978 455.2 597.93 526.56 96.98

Moyenne 5.22 5.67 5.45 1.116 490.3 567.14 528.72 122.37

SE 0.31 0.47 0.56 0.279 35.61 48.18 59.91 30.59 F-test P<0.001 P<0.001 ns P<0.001 P<0.001 ns 1er site : Tsiafahy (Antsirabe) ; 2ème site : Betafo

Tableau 13 : Qualité de l’herbage des proportions de graines avoine-vesce commune

CB % CT % Proportions de graines UFL/kg MS MAT % MS PDIN g/kg MS PDIE g/kg MS MS MS 100 % avoine (A) 0,80 15,20 25,68 11,61 103,50 80,20 100 % vesce (V) 0,77 27,01 25,08 11,65 178,80 76,50 A-V 50:50 0,79 21,57 26,40 11,29 144,00 78,20 A-V 50:75 0,80 19,89 23,18 11,80 131,50 71,20 Moyenne 0,78 22,60 25,70 11,59 150,30 76,00 LSD (p<0.05) NS 5,63 NS NS 36,44 NS cv % 7,30 15,30 10,50 4,70 15,70 7,90

MS = matière sèche UFL = unité fourragère lait ; MAT = matière azotée totale ; CB = cellulose brute ; CT = cendres totales ; PDIN = protéine digestible dans l’intestin permise par l’azote ; PDIE = protéine digestible dans l’intestin permise par l’énergie

Tableau 14 : Fonctions de compétition biologique de l’association avoine-vesce commune

Proportions de Rendement moyen LERA LERV LER AA AV KA KV K CRA CRV graine en MS (t/ha)

100 % avoine (A) 5.97 100 % vesce (V) 6.64

50 % A + 50 % V 7.69 (5.88+1.81) 0.983 0.276 1.26 +0.71 -0.71 58.8 0.38 22.5 3.55 0.28 50 % A + 75 % V 7.39 (5.02+2.37) 0.842 0.358 1.20 +0.01 -0.01 7.99 0.37 2.97 3.52 0.28 LER : ratio d’équivalence en terrain agricole ; A : indice d’agressivité ; K : coefficient de recouvrement du sol ; CR = ratio de compétitivité

Figure 7 : Culture associée en ligne alternée simple avoine-vesce commune (Betafo) Source : auteur

Encadré 4

AFRICAN JOURNAL OF FOOD, AGRICULTURE, NUTRTION AND DEVELOPMENT ISSN 1684 5374 Volume 10, No. 10 Published by African Scholarly Science Communications Trust www.ajfand.net

EFFECTS OF SEEDING RATES ON FORAGE YIELD AND QUALITY OF OAT (AVENA SATIVA L.) VETCH (VICIA SATIVA L.) MIXTURES UNDER IRRIGATED CONDITIONS OF MADAGASCAR

1* 1 1 RAHETLAH VB , RANDRIANAIVOARIVONY JM , RAZAFIMPAMOA LH and VL RAMALANJAONA1

*Corresponding author email: [email protected] or [email protected] 1Department of Research, FIFAMANOR, PO Box 198, Antsirabe 110, Madagascar

Essais de culture en couloir maïs (Zea mays) -luzerne arbustive (Chamaecytisus palmensis) et maïs-sesbania (Sesbania sesban)

Les cultures en couloirs ou alley-cropping sont des systèmes agroforestiers qui désignent la disposition linéaire d’une culture annuelle et de haies d’arbustes régulièrement émondées afin de fertiliser les couloirs de culture qui les séparent. La culture en couloir d’une céréale (maïs) entre des rangées de légumineuse arbustive à multiples fonctionnalités (fourrage, engrais vert, alley-cropping, bois de chauffe…) (Chamaecytisus palmensis, Sesbania sesban) a été testée dans deux sites de la région Vakinankaratra.

Matériels et méthodes Les essais de culture en couloir à base de maïs (cv Meva) et de légumineuse ligneuse fourragère Chamaecytisus palmensis ou Sesbania sesban ont été respectivement installés à Andranomanelatra, Antsirabe (1600 m) et à Tritriva, Betafo (1575 m) au cours des campagnes agricoles 2008-2009 et 2009-2010. Pour chaque type d’essai, le dispositif expérimental est un bloc aléatoire complet à deux traitements et trois répétitions. Les traitements sont constitués par la monoculture non fertilisée de maïs ou témoin et la culture en couloir maïs-légumineuse. La parcelle élémentaire mesure 18 x 3m². Les parcelles et les blocs sont respectivement séparés par des allées de 1,5 et 2 m. La variété de légumineuse ligneuse est plantée à écartements de 4,5 m entre six lignes de maïs et à écartement de 0,5 m sur ligne après apport localisé de 20 t ha-1 de

fumier. La première exploitation de la légumineuse commence au début de la deuxième campagne agricole. La biomasse obtenue est alors incorporée au sol en tant qu’engrais vert trois semaines avant les semis de maïs. Les exploitations subséquentes sont destinées à la production de fourrage. Les semis de maïs sont réalisés dans des poquets distants de 0,4 m sur lignes espacées de 0,7 m. Les poquets sont placés en zig zag des trous de plantation de la légumineuse.

Résultats et discussions Des écarts positifs des rendements en grain et en fane (biomasse aérienne produite par les tiges et les feuilles) du maïs en intercalaire avec Chamaecytisus palmensis ont été observés (tableau 15). L’analyse statistique révèle un écart positif non significatif pour le rendement en grain, mais significatif pour le rendement en fane. La culture en couloir a permis une augmentation de 103 % du rendement en fane de maïs par rapport au témoin.

Le maïs en intercalaire avec Sesbania sesban a donné des rendements en fane et en grain similaires à ceux du témoin, mais une tendance (p = 0,058) à un écart positif significatif est observé pour le rendement en grain (tableau 16). La culture en couloir a respectivement permis une augmentation de 101 % et de 31 % des rendements en grain et en fane de maïs.

Par ailleurs, les deux cultures en couloir ont, respectivement permis la production de 6,11 et 2,28 t ha-1 de biomasse fourragère à partir de deux exploitations annuelles des légumineuses ligneuses. Nos résultats corroborent ceux des autres chercheurs. Une amélioration de la performance agronomique des cultures en couloir avec des légumineuses ligneuses fourragères a été reportée par d’autres auteurs (Kang et al, 1981; Dofeliz & Nesbitt, 1984; Attah-Krah & Sumberg, 1988). Les avantages attribués au système de l’alley-cropping sont nombreux. Parmi ceux-ci sont : (i) une meilleure productivité de la culture associée grâce à l’apport de nutriments et de matière organique au système sol/plante (effet litière, fixation d’azote atmosphérique, engrais vert…), (ii) une amélioration des caractéristiques physico-chimiques du sol (meilleure utilisation efficiente de l’eau, meilleure activité biologique et infiltration de l’eau…), (iii) une réduction significative des pertes dues à l’érosion et (iv) un meilleur contrôle des mauvaises herbes (Ssekabembe, 1985, Steppler & Ramachandran Nair, 1987 ; Paningbatan et al., 1989).

Tableau 15 : Rendements en biomasse et en graine des systèmes de culture de maïs

Système de culture Rendements de maïs en Rendement en MS (t/ha) de fourrage du maïs de Chamaecytisus palmensis Fane (t/ha) Graine (kg/ha) Monoculture (témoin) 0,89 b 222a* - Culture en couloir avec Chamaecytisus 1,81a 389a 6,11 palmensis Moyenne 1,35 305,5 LSD (p<0,05) 0,19 NS

cv (%) 1,1 18,2 La même lettre de l’alphabet indique aucune différence significative (p<0.05)

Tableau 16 : Rendements en biomasse et en graine des systèmes de culture de maïs

Système de culture du Rendements de maïs en Rendement en MS (t/ha) de fourrage maïs de Sesbania sesban Fane Graine (kg/ha) (t/ha) Monoculture 2,03 78,7 - Culture en couloir avec 2,67 180,6 2,28 Sesbania sesban Moyenne 2,62 135,1

LSD (p<0,05) NS p = 0,058

cv (%) 36,1 7,1

Figure 8 : Culture en couloir Zea mays (cv Meva)-Chamaecytisus palmensis Source : auteur

Essais de fertilisation raisonnée

La fertilisation raisonnée des cultures permet de définir les taux de fertilisants à recommander selon les niveaux d’éléments fertilisants dans le sol et les quantités requises par la culture à rendement, qualité et rentabilité économique optimaux. Le but est d’apporter à chaque culture une fertilisation suffisante et efficace et de réduire les pertes d’éléments dans l’environnement.

Les principaux facteurs influençant la production de fourrage et sa valeur alimentaire sont le climat, le sol, la fertilisation et le rythme d’exploitation. Des essais de réponse des variétés fourragères diffusées à différents niveaux de fertilisants ont été conduits à des fins de recommandation des doses optimales de fertilisants.

Réponse de brachiaria hybride (cv Mulato-II) à la fertilisation azotée et à la fréquence de coupe

Le cultivar Mulato-II de brachiaria hybride est une graminée fourragère très appréciée par les éleveurs laitiers pour sa haute productivité, sa plus forte tolérance à la sècheresse et sa qualité. C’est une graminée d’origine tropicale de type C4 à métabolisme plus efficient conduisant à une mise à disposition de plus faibles proportions de nutriments aux ruminants (Brown 1978). Malgré une augmentation maximale du rendement en matière sèche au milieu de l’été pour les plantes de saison des pluies, la qualité du fourrage diminue généralement (Sollenberger et al., 1989 ; Rusland et al., 1988). Divers travaux ont révélé que la fertilisation azotée et le rythme d’exploitation influent significativement sur le rendement en matière sèche et la teneur en azote des graminées tropicales (Chadhokar, 1978 ; Pamo & Pieper, 1995, Caraballo et al., 1997).

La réponse à la fertilisation azotée (en présence de fumures phosphatée et potassique) associée à la fréquence de coupe du cultivar Mulato-II a été alors testée dans un objectif d’amélioration de la production et de la gestion de son fourrage.

Matériel et méthodes L’essai a été conduit sur une campagne culturale (2009-2010) dans un site localisé à Mahatamana, dans le district d’Antsirabe I, dans la région Vakinankaratra. Le dispositif expérimental en split plot arrangé en bloc aléatoire complet à quatre répétitions comporte 5 niveaux de fertilisation azotée (0, 60, 120, 180 et 240 kg N ha-1) et deux niveaux de fréquence de coupe (8 et 10 semaines), soit un total de 40 parcelles expérimentales. La parcelle élémentaire mesure 2,4 x 2m² et l’espace entre deux parcelles expérimentales et deux répétitions sont respectivement 1 et 2 m. L’implantation a été réalisée par plantation d’éclat de souche à écartement de 0,3 x 0,3 m². La fumure de fond constituée de fumier de 20 t ha-1, d’engrais superphosphate triple (0-46-0) de 100 kg ha-1 et de chlorure de potassium (0-0-60) de 100 kg ha-1 a été épandue uniformément au niveau de chaque parcelle lors du démarrage de la culture. Les doses de fertilisation azotée apportées sous forme d’urée (46N) ont été appliquées en trois fractions égales, à l’implantation, à la première coupe et à la deuxième coupe de chaque rythme d’exploitation. Les échantillons du sol ont été prélevés sur le site expérimental dans l’horizon 0 à 20 cm avant la préparation du sol et la plantation des éclats de souche. À chaque fréquence de coupe, le rendement en matière verte de chaque parcelle est calculé à partir de la mesure de la biomasse récoltée intégralement au niveau de chaque parcelle. Des échantillons de fourrage représentatifs des 4 répétitions par traitement ont été prélevés en vue de l’analyse de la valeur alimentaire en laboratoire.

Résultats et discussion Les rendements en UFL et en PDI du cultivar Mulato-II sont présentés dans le tableau 17. Ces rendements sont affectés par la fréquence de coupe, la fertilisation azotée et leur interaction. La fréquence de coupe de 10 semaines favorise le mieux l’expression des effets de la fumure azotée. Cette fréquence et la dose maximale d’azote (240 kg N ha-1) induisent la production d’énergie la plus élevée qui est de 11, 93 x 103 UFL ha-1, soit un gain de production de 49,7 UFL ha-1 par unité d’azote. Le rendement en UFL croît, respectivement, de l’ordre de 12,3 % et de 19,3 % avec les niveaux de fertilisation azotée pour les fréquences de coupe de 8 et 10 semaines. Les effets de la fertilisation azotée se traduisent notamment par une augmentation 43

de la production de biomasse plutôt qu’un accroissement de la teneur en UFL du fourrage. L’augmentation de la biomasse avec le niveau de fertilisation azotée observée au cours de cet essai est en accord avec les observations de Pamo et al (2008) sur Panicum maximum et de Tendonkeng et al (2010) sur Brachiaria ruziziensis. Par ailleurs, le rendement en PDI augmente avec l’apport de l’azote jusqu’à la dose de 120 kg N ha-1 pour les deux fréquences de coupe. Le meilleur rendement en PDI (1012kg ha-1) est obtenu avec le traitement combinant la fréquence de coupe de 8 semaines et l’apport d’azote à 120 kg ha-1, soit un gain de 8,4 kg ha-1 par unité d’azote. Ainsi, l’augmentation du rendement en biomasse associé à l’accroissement de l’intervalle de coupe n’était pas suffisante pour compenser la baisse de la teneur en PDI. La diminution de la qualité du fourrage, et en particulier de la teneur en matière azotée totale ou en PDI avec l’âge de la repousse a été rapportée par plusieurs auteurs (Tesema Zewdu et al., 2002 ; Bayble et al., 2007 ; Obulbiga & Kaboré-Zoungrana, 2007).

Le traitement le plus économiquement rentable (RVC = 15,03) correspond à la combinaison de la fréquence de coupe de 10 semaines et la dose d’azote de 60 kg ha-1.

Tableau 17 : Rendements en UFL et en PDI du cultivar Mulato-II de brachiaria hybride selon les doses d’azote et la fréquence de coupe

Doses d’azote Rendement en UFL Rendement en PDI *Rapport valeur coût kg ha-1 (unité x 103 ha-1) (kg ha-1) Fréquence de coupe (semaines) 8 10 Moyenne 8 10 Moyenne 8 10 Moyenne

0 7,17 5,97 6,57 672 391 532 - - - 60 9,05 7,21 8,13 691 658 674 1,03 15,03 8,03 120 10,06 9,64 9,85 1012 819 916 9,58 12,05 10,82 180 11,36 10,21 10,79 958 730 844 5,37 6,35 5,86 240 11,23 11,93 11,58 953 627 790 3,96 3,31 3,64 Moyenne 9,78 8,99 9,38 857 645 751 3,99 7,35 5,67 LSD fréquence de coupe 0,459 41,1 ns

(p<0.05) LSD traitement 0,864 79,6 2,83 (p<0.05) LSD fréquence de p=0,059 102,2 5,31 coupe*traitement (p<0.05) Cv % 7,5 8,7 40,8 *base de calcul du rapport valeur coût : urée : 1700ar le kilo, lait : 600ar le litre 44

Réponse du cultivar Relaza d’herbe éléphant à la fertilisation azotée et phosphatée

Matériel et méthodes Cette expérimentation a été conduite en milieu réel, dans un site localisé à Ambohidranandriana, dans le district d’Antsirabe II, de la région Vakinankaratra au cours de deux campagnes agricoles 2009-2010 et 2010-2011. Le dispositif expérimental est un dispositif 4 x 3 factoriel à trois répétitions. La parcelle élémentaire mesure 2,4 x 2m² et l’espace entre deux parcelles élémentaires et deux répétitions sont respectivement 1 et 1,5 m. Le traitement fertilisation azotée comporte 4 différentes doses : 0, 60 , 120 et 180 kg N ha-1 lesquelles sont apportées en trois fractions égales, au début de chaque campagne, après la première et la deuxième coupe de l’herbage. Les différentes doses de la fertilisation phosphatée sont respectivement 0 , 46 et -1 92 kg P2O5 ha , lesquelles sont appliquées une fois au début de chaque campagne. Le chlorure de potassium (0-0-60) (100kg ha-1) et le fumier (20t ha-1) sont apportés uniformément à chaque parcelle au début de chaque campagne excepté pour les témoins. L’herbage a été coupé à intervalle de coupe de 6 à 8 semaines et le rendement en matière verte est estimé à partir de la production dans une surface de 1,6 x 1,2 m² située au centre de chaque parcelle. Des échantillons représentatifs des traitements ont été prélevés à partir de l’herbage coupé au niveau de chaque parcelle en vue de l’analyse de la valeur alimentaire et de la teneur en éléments fertilisants.

Résultats et discussion

Le cultivar Relaza d’herbe éléphant répond positivement à l’apport de la fertilisation azotée et de la fertilisation phosphatée (Tableau 18). Une forte corrélation linéaire (R² = 0,82) est observée entre les doses d’azote et le rendement moyen en MS sur deux campagnes successives. Des effets positifs de la fertilisation azotée sur le rendement en biomasse de l’herbe éléphant ont été rapportés par d’autres chercheurs (Mohammad et al., 1988 ; Tesema Zewdu et al., 2002 ; Ferraris, 2015). Le rendement moyen en MS croit avec l’apport de phosphore jusqu’à la dose de -1 46 kg P2O5 ha puis diminue. Une réponse à la fertilisation phosphatée combinée ou non avec la fertilisation azotée de l’herbe éléphant a également été observée par d’autres chercheurs (Guerrero et al 1970, Tesema Zewdu et al 2002 ; Moreira et al 2006).

L’absorption de l’azote tend (p = 0,057) à varier entre les différents traitements, la plus forte absorption (244,5 kg ha-1) est observée pour le traitement combinant les doses maximales 45

utilisées pour l’azote et le phosphore (180N-46P2O5). L’absorption de phosphore ne varie pas de façon significative entre les différents traitements. Par ailleurs, les plus fortes absorptions (627,8 et 624,6 kg ha-1) en potassium sont observées pour les traitements combinant la dose maximale ou minimale d’azote ou de phosphore (0N-92P2O5 ; 120N-0P2O5).

Figure 9 : Essai de réponse à la fertilisation azotée et phosphatée du Cv Relaza d’herbe éléphant Source : auteur

Tableau 18 : Rendement en matière sèche et absorption d’éléments nutritifs du cultivar Relaza d’herbe éléphant selon les doses de fertilisation azotée et phosphatée

-1 Doses de Rendement en MS t/ha sur trois coupes Absorption (kg ha )

fertilisants 2010 2011 Moyenne N P2O5 K2O

0N-0P2O5 9,07 6,53 7,8 113,9 35,93 361,77

60N-0P2O5 12,97 6,98 9,97 142,6 50,72 455,21

120N-0P2O5 12,49 8 10,25 183,4 44,39 419,84

180N-0P2O5 13,71 8,05 10,88 155,6 40,64 419,43

0N-46P2O5 13,37 9,64 11,51 151,9 45,89 339,72

60N-46P2O5 15,9 11,84 13,87 226,1 50,54 509,63

120N-46P2O5 17,33 12,73 15,03 222,4 64,41 624,68

180N-46P2O5 18,1 11,52 14,81 241,1 57,01 549,52

0N-92P2O5 15,73 8,51 12,12 232,7 49,71 627,84

60N-92P2O5 15,55 5,73 10,64 179,8 54,61 416,59

120N-92P2O5 18,5 7,51 13 244,5 59,28 429,11

180N-92P2O5 16,27 7,37 11,82 218,7 62,84 462,79 témoin 15,88 6,77 11,32 190,3 62,26 430,94 standard Moyenne 14,99 8,55 11,77 192,5 52,2 465 LSD (p<0.05) (p = 0,07) (p=0,057) ns 155,1 Cv % 15,7 19,3 20,1 15,3

Témoin standard : 300kg/ha NPK 11-22-16 + 200kg/ha d’urée (125N-66 P2O5-48K2O ) + fumier 20t/ha 46

Réponse du cultivar Relaza d’herbe éléphant à la fertilisation organique (guanomad)

Cet essai a été conduit au cours de la campagne agricole 2011-2012 dans deux sites respectivement situés dans le district d’Antsirabe (19° 48'S - 46° 08'E, 1600 m) et dans le district de Betafo (19° 49'S - 46° 51'E, 1404 m). Le dispositif expérimental est un bloc aléatoire complet à 4 répétitions. Les traitements sont constitués par trois doses (300, 400, 500 kg ha-1) de guanomad (4,8 N - 6,5 P - 1,2 K), une dose de fumier (10 t ha-1) et un témoin non fertilisé. La parcelle élémentaire mesure 2 x 2m² et l’espace entre deux parcelles élémentaires et deux répétitions sont respectivement 1 et 1,5 m. L’herbe éléphant (cv Relaza) est implantée par plantation d’éclat de souche à écartement de 0,4 x 0,4 m². Les fertilisations ont été apportées lors de l’implantation. L’herbage a été coupé à intervalle de 6 semaines et des échantillons représentatifs ont été prélevés à partir d’une coupe intégrale effectuée au niveau de chaque parcelle expérimentale en vue de l’analyse de la valeur alimentaire et de la teneur en éléments fertilisants en laboratoire.

Résultats et discussion Le rendement moyen en matière sèche du cultivar Relaza d’herbe éléphant, sur deux sites varie de façon marquée entre les différents traitements (Tableau 19). Des écarts positifs de rendement en MS de l’ordre de 43 à 57 % par rapport au témoin non fertilisé et de l’ordre de 39 à 54 % par rapport à l’apport de 20 t ha-1 de fumier sont obtenus avec les différentes doses de guanomad utilisées.

Le rendement moyen en MAT n’est pas affecté par les traitements, mais une tendance d’effet significatif est toutefois observée. Les doses de guanomad ont permis de produire 36 à 39 % de MAT supplémentaire par rapport au témoin non fertilisé. Une plus forte absorption de l’azote est également observée avec l’apport des différentes doses de guanomad.

Cet essai a également fait l’objet d’une publication d’article dans le journal LRRD.

Tableau 19 : Rendements en MS et en MAT et absorption d’azote de l’herbe éléphant sous condition de fertilisation organique

Traitements Rendement en MS (t ha-1) Rendement en MAT (t ha-1) Absorption de l’azote (kg ha-1)

Site 1 Site 2 Moyenne Site 1 Site 2 Moyenne Site 1 Site 2 Moyenne Témoin absolu 8,68 6,77 7,73 1,21 0,66 0,94 202,34 100,92 151,63 Fumier 10t ha-1 8,3 7,49 7,90 1,19 0,64 0,91 194,63 105,15 149,89 Guano 300kg ha-1 13,33 8,69 11,01 1,76 0,79 1,27 302,05 132,22 217,14

Guano 400kg ha-1 14,04 9,39 11,72 1,76 0,84 1,30 321,59 136,35 228,97

Guano 500kg ha-1 14,13 10,14 12,14 1,64 0,96 1,30 316,65 153,05 234,85

Moyenne 11,7 8,5 10,1 1,51 0,78 1,14 267,45 125,54 196,49 LSD traitement 3,135 (p = 0,059) 63,346 (p<0,05) LSD site (p<0,05) Ns ns Ns

LSD site*traitement Ns ns Ns (p<0,05)

Cv % 19 18,6 18,6

Encadré 5

Livestock Research for Rural Development 26 (01) 2014

Yield response of Elephant grass (Pennisetum purpureum) to guano organic fertilizer in the Highlands of Madagascar

V B Rahetlah, J M Randrianaivoarivony, B Andrianarisoa* and V L Ramalanjaona

FIFAMANOR (Centre de Développement Rural et de Recherche Appliquée), BP 198, Antsirabe 110, Madagascar [email protected]

*Laboratoire de Biotechnologie et Microbiologie, Faculté des Sciences, Université d’Antananarivo, BP 196, Antananarivo 101, Madagascar [email protected]

Effets de l’intervalle de coupe sur le rendement et la qualité de l’herbe éléphant Du fait de son haut potentiel de rendement et de sa bonne adaptation aux différentes zones agroécologiques, l’herbe éléphant (Pennisetum purpureum) est l’espèce fourragère la plus cultivée à Madagascar. Une expérimentation a été conduite dans deux sites des Hautes Terres centrales en vue de déceler les effets de fréquence ou d’intervalle de coupe sur le rendement et la qualité de trois cultivars d’herbe éléphant.

Matériel et méthodes L’expérimentation a été conduite à la station agricole d’Andranomanelatra dans la région Vakinankaratra et en milieu paysannal, à Ambositra, dans la région Amoron’ i Mania. Le dispositif expérimental est un split plot à 4 répétitions. Les traitements principaux sont constitués par les trois cultivars d’herbe éléphant (cv Kizozi, cv Relaza and cv Cala) et les traitements secondaires par trois intervalles de coupe ou âges de repousse (5, 7 et 9 semaines). L’implantation de l’herbe éléphant a été réalisée par plantation de boutures à un écartement de 0,4 x 0,4 m. La fumure de fond composée de fumier de 20t/ha et d’engrais NPK 11-22-16 de 300kg/ha a été apportée uniformément au niveau de chaque parcelle (3 x 4m) au démarrage de la culture et au début de la saison des pluies. Une même dose d’urée (46N) a également été épandue à raison de 100kg/ha après chaque coupe de l’herbage. Les cultivars d’herbe éléphant ont été coupés à 5cm de hauteur selon les rythmes d’exploitation testés. Des échantillons de l’herbage (800 à 1000g) représentatifs des différents traitements ont été prélevés à partir de l’herbage coupé intégralement au niveau de chaque parcelle expérimentale et ceci à des fins d’analyse de la valeur alimentaire en laboratoire.

Résultats et discussion Les données agronomiques collectées en deuxième campagne culturale sur la moyenne des deux sites expérimentaux sont rapportées dans les tableaux 20, 21 et 22. Ils ont laissé apparaître des effets positifs de l’intervalle de coupe sur la hauteur, le rendement en matière sèche (MS) et le rendement en matière azotée totale (MAT). Aucun effet des cultivars ou de l’interaction cultivar x fréquence de coupe n’a été observé. La hauteur moyenne des trois

cultivars varie de 0,73 à 1,77 m, respectivement après 5 et 9 semaines d’âge de repousse. Le rendement en MS de chaque cultivar augmente avec l’accroissement de l’intervalle de coupe, qui est de 3,49 t/ha pour l’intervalle de coupe de 5 semaines et 7,48 t/ha pour l’intervalle de coupe de 9 semaines. Le rendement moyen en matière azotée totale augmente jusqu’à 7 semaines (1,342 t/ha) puis diminue légèrement à 9 semaines (1,252 t/ha). Ainsi, la fréquence de coupe de 7 semaines (1,28 m) semble présenter le meilleur compromis entre rendement en biomasse et qualité du fourrage. Ces résultats corroborent ceux rapportés par d’autres chercheurs stipulant que le stade optimal de coupe de l’herbe éléphant se situe entre 6 et 8 semaines d’intervalle, selon les saisons et que la hauteur du plant ne doit pas excéder 1,3 m (Bigot et al., 1990 ; Kitalyi et al., 2005).

Du point de vue de la qualité, les teneurs en matière azotée totale, en cellulose brute et la digestibilité in-vitro de la matière organique des trois cultivars sont affectés par l’intervalle de coupe. La teneur en cellulose brute augmente avec l’accroissement de l’intervalle de coupe. Ceci peut s’expliquer par l’apparition du phénomène de sénescence (Van Soest, 1994). Une corrélation négative entre la teneur en cellulose brute et en matière azote totale a été observée. Ceci est en accord avec les observations d’autres chercheurs (Johnson et al., 1973 ; Odhiambo, 1974). La teneur moyenne en MAT varie de 23,9 % (5 semaines) à 16,92 % (9 semaines). Ces valeurs de MAT observées au cours de la présente étude peuvent satisfaire les exigences minimales pour la croissance et la lactation (15 %) (Norton, 1982 ; Bayble et al., 2007). La digestibilité in-vitro de la matière organique diminue également avec le prolongement de l’intervalle de coupe. Des travaux similaires ont été rapportés par d’autres chercheurs (Tesema Zewdu et al., 2002 ; Bayble et al., 2007). Cette expérimentation a fait l’objet d’une communication orale dans le bulletin de l’Académie malgache.

Table 20 : Hauteur des cultivars d’herbe éléphant selon l’intervalle de coupe

Cultivar Hauteur (m) Intervalle de coupe (semaine)

5 7 9 Moyenne Cala 0,80 1,33 1,90 1,34 Kizozi 0,70 1,20 1,70 1,20 Relaza 0,70 1,30 1,70 1,23 Mean 0,73 1,28 1,77 1,26 LSD cultivar (p<0,05) ns

LSD intervalle de coupe (p<0,05) 0,31

LSD interaction (p<0,05) ns

Cv % 22

Tableau 21: Rendements en matière sèche des cultivars d’herbe éléphant selon l’intervalle de coupe

Cultivar Rendement en MS (t ha-1) Intervalle de coupe (semaine)

5 7 9 Moyenne Cala 3,42 6,5 6,24 5,39 Kizozi 3,20 6,82 8,14 6,05 Relaza 3,83 7,03 8,06 6,31 Moyenne 3,49 6,79 7,48 5,92 LSD cultivar (p<0,05) ns

LSD intervalle de coupe (p<0,05) 1,86

LSD interaction (p<0,05) ns

Cv % 22,3

Table 23. Rendements en matière azotée totale des cultivars d’herbe éléphant selon l’intervalle de coupe

Cultivar Rendement en MAT (t ha-1) Intervalle de coupe (semaine)

5 7 9 Moyenne Cala 0,863 1,358 1,186 1,136 Kizozi 0,771 1,352 1,349 1,157 Relaza 0,859 1,314 1,221 1,131 Mean 0,831 1,342 1,252 1,142 LSD cultivar (p<0,05) ns

LSD intervalle de coupe (p<0,05) 0,347

LSD interaction (p<0,05) ns

Cv % 21,5 51

Suivi dynamique des biomasses fourragères à partir d’indice de végétation dérivée d’imagerie satellitaire

Le concept d’agriculture de précision désigne l’ensemble des techniques visant à adapter les pratiques culturales à l’hétérogénéité intra-parcellaire du sol et des cultures afin d’augmenter la rentabilité de la production agricole tout en limitant ses impacts environnementaux (Shibusawa et al., 1998). Dans ce cadre, la télédétection est un outil de mesure et de traitement de l’information spatialisée permettant de suivre l’état, dynamique dans le temps, du sol et des cultures. Le procédé s’appuie sur la caractérisation de la variabilité spatiale par la mesure des variables biophysiques (structure du couvert, propriété optique…) et des variables agronomiques dérivées (biomasse, teneur en azote, etc.) pour la construction d’itinéraire technique modulée tenant en compte la gestion de cette variabilité (Baret, 2011). Le couplage des données issues de la télédétection à des modèles agronomiques intégrant les facteurs du milieu qui influent sur le rendement (conditions météorologiques, stress, mauvaise herbe, irrigation, etc.) permet d’établir un outil d’aide à la décision pour la planification prévisionnelle de la production agricole.

L’indice de végétation normalisée (NDVI) dérivée d’image satellite est un des outils les plus utilisés pour le suivi de la végétation. Le principe repose sur la caractéristique optique de la végétation dont l’absorbance du rayonnement électromagnétique dans le visible (400nm-700nm) est liée au contenu en chlorophylle, à la pigmentation, au contenu en eau et à la structure d’une part et la réflectance du rayonnement électromagnétique dans le proche infrarouge (700-1300nm) d’autre part. Le calcul du NDVI est basé sur l’exploitation du contraste entre la forte absorbance dans le rouge (580-680nm) (R) et la forte réflectance dans le proche infrarouge (700-1100nm) (pIR) : NDVI = (pIR-R)/(pIR+R).

Relation entre rendement en biomasse fourragère et indice de végétation (NDVI) dérivée d’imagerie satellitaire

La première expérimentation a été conduite dans deux sites de la région Vakinankaratra sur deux parcelles d’herbe éléphant (cv Relaza) (19° 49'S - 47° 04'E, 1,550 m) et six parcelles de raygrass italien (cv Tama) (19° 48'S - 47° 08'E, 1,600 m) entre juillet et décembre 2012. Dans les trois parcelles de raygrass, les cultures sont fraîchement établies (âgées de 2 mois) alors que dans

les trois autres, les cultures installées l’année précédente ont reçu une coupe d’égalisation 2 mois auparavant (âgées de 14 mois). La taille des parcelles est de 0,5 à 0,8 ha. Dans les deux parcelles d’herbe éléphant dont la taille est de 1 à 2,5ha, les cultures sont respectivement âgées d’un et 3 ans.

Des mesures au sol des paramètres agronomiques sont réalisées à la fréquence d’une à deux semaines et une série d’images multispectrales à haute résolution (10m) de SPOT 5 est commandée avec un pas de temps moyen de 15 jours. Pour chaque parcelle d’expérimentation, 3 à 5 placettes de mesure (0,5 x 0,5 m²) représentatives sont choisies selon la taille et l’hétérogénéité de l’ensemble (méthode des quadrats). Les placettes déterminées aléatoirement sont situées dans la zone fonctionnelle de la parcelle, à au moins 20 m de chaque bordure afin de garantir une localisation au sein des pixels exploitables de l’image satellite (taille d’un pixel : 10 m x 10m, précision GPS ≤ 15m). Les localisations géographiques des mesures ont été obtenues avec la prise des coordonnées GPS.

Les paramètres agronomiques mesurés sont : (i) hauteur de l’herbe à partir de la surface du sol, (ii) composition botanique, (iii) stade phénologique et (iv) rendement en matière verte estimé à partir de la coupe de l’herbe à hauteur de 5 cm. Un échantillon du fourrage coupé (250 à 300 g) est prélevé dans chaque placette en vue de l’analyse au laboratoire.

Le traitement et l’analyse des données géoréférencées ont été réalisés avec les logiciels Arc GIS/Quantum GIS et ERDAS Imagine. L’indice de végétation NDVI est extrait des images satellites à partir de la réflectance au niveau de l’atmosphère (TOA) dans deux canaux : le rouge (R) et le proche infrarouge (pIR) selon la formule : NDVI = (pIR-R)/(pIR+R). Les tests de corrélations et statistiques entre les paramètres agronomiques et l’indice de végétation NDVI calculée à partir d’image satellite ont été effectués avec le logiciel genstat.

Figure 10: Image satellite (03 août 2012) sur les parcelles de raygrass italien © CNES (2012), Distribution Spot Image S.A.

Résultats et discussion Suite à des contraintes techniques au niveau de la programmation de l’acquisition d’image par le capteur du satellite, une image archive intégrant la zone d’étude du raygrass italien (03 août 2012) et trois images (9 octobre, 15 novembre et 5 décembre 2012) couvrant la zone d’étude de l’herbe éléphant sont seulement disponibles. Les données de ces images sont reliées avec les données agronomiques des dates de mesures au sol se rapprochant le plus des dates d’acquisition de ces images.

Une forte corrélation exponentielle significative (R² = 0,73) entre le rendement en matière verte et l’indice de végétation NDVI et entre la hauteur (R² = 0,74) et l’indice de végétation NDVI sont observées pour l’herbe éléphant (Figures 11 et 12). L’indice de végétation NDVI prend des valeurs variables au cours du temps et des stades physiologiques (0,239 à 0,702). Des résultats similaires ont été observés par d’autres chercheurs (Gaston et al, 1983 ; Wagenaar & de Ridder, 1986). Une corrélation linéaire significative (R² = 0,68) entre le rendement en matière verte et le NDVI et entre la hauteur et le NDVI (R² = 0,61) du raygrass sont également observées (Figures 13 et 14).

La gamme relativement étroite des valeurs de NDVI (0,41 à 0,453) sur une plus large gamme de rendement en matière verte du raygrass (0,576 to 2,933 kg m-2) relève probablement de la sensibilité de cet indice aux facteurs n’ayant aucun rapport avec la végétation dont les

variations des conditions atmosphériques, la réflectance du fond et les caractéristiques du capteur (Shin, 2000; Gitelson, 2003). L’indice de végétation NDVI est surtout reporté comme très sensible à l’absorption et à la dispersion de l’énergie lumineuse par l’atmosphère. Les images satellites devront ainsi être corrigées des effets de l’atmosphère avant la conversion en images de NDVI. La disposition d’images satellites multi-temporelles permet également de sélectionner des scènes moins affectées par les effets de l’atmosphère.

Cette étude préliminaire a fait l’objet de publication d’article dans le journal LRRD.

Figure 11 : Relation entre rendement en MV de l’herbe éléphant et NDVI

Figure 12 : Relation entre hauteur de l’herbe éléphant et NDVI

4,0

3,5 y = 60,62x - 24,63 R² = 0,68 3,0 P < 0,001 2,5 N = 15

2,0 m² 1,5 1,0

0,5

Rendement MV en du raygrass kg 0,0 0,4 0,41 0,42 0,43 0,44 0,45 0,46 NDVI

Figure 13 : Relation entre rendement en MV du raygrass italien et NDVI

Figure 14 : Relation entre hauteur du raygrass italien et NDVI

Encadré 6

Livestock Research for Rural Development 26 (05) 2014

Relationship between normalized difference vegetation index (NDVI) and forage biomass yield in the Vakinankaratra region, Madagascar

V B Rahetlah, P Salgado*, B Andrianarisoa**, E Tillard*, H Razafindrazaka, L Le Mézo***, and V L Ramalanjaona

FIFAMANOR (Centre de Développement Rural et de Recherche Appliquée), BP 198, Antsirabe 110, Madagascar [email protected]

*CIRAD, Direction Régionale Réunion-Mayotte, UMR SELMET, Programme CIEEL [email protected]

**Laboratoire de Biotechnologie et Microbiologie, Faculté des Sciences, Université d’Antananarivo, BP 196, Antananarivo 101, Madagascar [email protected]

***CIRAD, Direction Régionale56 Réunion -Mayotte, UR AÏDA [email protected]

Cette étude préliminaire fut poursuivie par le suivi par la télédétection de sept nouvelles parcelles fourragères de Brachiaria sp, Chloris gayana et Pennisetum purpureum dans la Région de Vakinankaratra durant la période de février à avril 2014. Les données agronomiques prélevées au sol ont fait l’objet d’une régression linéaire (hauteur et rendement en vert) puis d’une régression exponentielle avec les indices de végétation normalisés (NDVI), calculés à partir d’images satellites issues de SPOT 5. Les résultats obtenus ont révélé que le modèle linéaire reliant le rendement en vert des fourrages et leur hauteur a donné un R2= 0,652, R2= 0,853 et R2= 0,854 pour Brachiaria sp, Chloris gayana et Pennisetum purpureum respectivement. L’estimation de la productivité de ces trois espèces fourragères est alors possible avec la mesure de la hauteur, qui a l’avantage d’être une mesure plus rapide, non destructive et moyennant des matériels simples.

Par ailleurs, la régression exponentielle de NDVI et le rendement en vert est bonne pour Chloris gayana avec R2=0,856 (Figure 15). Pour les deux autres espèces, la régression exponentielle entre NDVI et rendement en vert est moins bonne avec R2= 0,313 et R2=0,535 pour Brachiaria sp et Pennisetum purpureum, respectivement (Figures 16 et 17). Ces modèles peuvent être améliorés et permettent de savoir avec plus de précision la production instantanée de biomasse fourragère à l’échelle d’un territoire jusqu’à l’échelle d’une parcelle.

Cette expérimentation s’inscrit dans le cadre d’un mémoire de D.E.A (Andriarimalala, 2014).

Figure 15. Relation entre rendement en vert et NDVI pour Chloris gayana Source : Andriarimalala, 2014

Figure 16. Relation entre rendement en vert et NDVI pour Brachiaria sp Source : Andriarimalala, 2014

Figure 17. Relation entre rendement en vert et NDVI pour Pennisetum purpureum Source : Andriarimalala, 2014

Une autre étude axée sur l’utilisation de la télédétection pour le suivi, l’évaluation et la gestion des pâturages fut conduite dans une zone située au sein de la station de Recherche Zootechnique et Fourragère de Kianjasoa/FOFIFA, dans le Moyen Ouest de Madagascar entre avril et juin 2013. Cette zone se situe entre les Hautes-Terres centrales et le littoral occidental de la grande île à 19°03'10.4" S, 046°22'33.2" E et à environ 950 m d’altitude. L’espèce Brachiaria brizantha introduite dans cette zone est devenue actuellement un fourrage spontané, à 58

propagation non contrôlée. Plus de 75 % de la ration des bovins dans cette zone est formée par cette espèce, le reste étant composé d’herbes spontanées et de sous-produits agricoles ou de fourrages conservés.

La collecte de données agronomiques au sein de 5 parcelles choisies au sein de la zone d’étude a été effectuée durant la saison des pluies entre avril et juin 2013, à une fréquence de 15 jours environ. Dans chaque parcelle d’expérimentation, 3 à 8 placettes de mesure (1 x 1m²) représentatives sont choisies selon la taille et l’hétérogénéité de l’ensemble (méthode des quadrats). Les placettes déterminées aléatoirement sont situées dans la zone fonctionnelle des parcelles et les localisations géographiques des mesures ont été obtenues avec la prise des coordonnées GPS.

Un couplage des indices de végétation NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) extraits de deux images satellites exploitables issues de SPOT 5 (29 avril et 05 juin 2013) avec les mesures géoréférencées de terrain sur la quantité des biomasses fourragères a été alors fait. Le modèle établi entre le rendement en vert de Brachiaria brizantha et NDVI a été ensuite validé à partir des données d’autres parcelles situées dans la zone d’étude, indépendantes de celles utilisées pour la calibration. La validation consiste à tester la robustesse de cette équation empirique obtenue en confrontant les valeurs du rendement en vert mesuré ou rendement réel mesuré à l’intérieur de la placette et celles du rendement théorique ou prédit. Les résidus constituent la différence entre le rendement en vert mesuré et théorique. Plus les résidus s’approchent de la valeur nulle, meilleur sera le modèle.

Les résultats obtenus ont révélé que la régression exponentielle de NDVI et le rendement en vert de Brachiaria brizantha est assez bonne avec R2=0,64 (Figure 18). Cette corrélation est sous l’influence de divers facteurs déterminants dont entre autres le niveau de carence en azote constaté sur les feuilles et l’état d’enherbement des parcelles. La carence des feuilles a un effet direct sur les valeurs de NDVI en modifiant le niveau de réflectance dans le rouge visible. Girard et al (1999) affirment que le comportement spectral des végétaux est lié à leur composition en pigments, en particulier la chlorophylle. De plus, la carence en élément fertilisant ou hydrique perturbe la croissance et le développement des cultures. L’envahissement des parcelles par les

plantes adventices peut également constituer un facteur de biais dans l’estimation du rendement de la biomasse par la télédétection dans la mesure où ces adventices sont pris en compte dans les calculs de NDVI en tant que végétation verte. Néanmoins, les résultats obtenus confirment les capacités des données satellitaires à fournir des estimateurs des variables productives des fourrages. La connaissance de la production instantanée de biomasse présente permet aux paysans de mieux raisonner la gestion des pâturages en fonction de leurs disponibilités et les besoins des animaux. Face à la dégradation des pâturages suite aux pratiques des exploitants ainsi qu’à leurs variabilités spatio-temporelles, une carte de biodisponibilité des ressources fourragères constituerait un outil d’aide à la décision pour divers acteurs du développement rural dans la gestion de ces ressources.

Figure 18. Relation entre rendement en vert de Brachiaria brizantha et NDVI

Contrôle intégré de la bactériose (Ralstonia solanacearum) dans les petites exploitations agricoles de la région Vakinankaratra

La pomme de terre occupe une place stratégique dans la politique de sécurité alimentaire à Madagascar, arrivant en quatrième position au niveau national en termes de production après le riz, le manioc et la patate douce (MAEP/UPDR, 2004). La Région Vakinankaratra est la première zone de production où la filière pomme de terre a été identifiée comme « porteuse » et réellement exportée (Rabezandrina, 2007).

Malgré les potentialités agricoles de cette région, l’incidence des maladies dont la bactériose due à la bactérie phytopathogène dénommée Ralstonia solanacearum constitue une contrainte majeure à la production de pomme de terre (MAEP/UPDR, 2002). Cette maladie est quasiment présente dans toutes les zones de production et sévit surtout pendant la principale saison de culture de la pomme de terre (saison chaude et pluvieuse). Elle diminue fortement le rendement aussi bien par le flétrissement suivi de la mort des jeunes plants, que par la détérioration d’une bonne partie de la production, destinée à l’exportation, par le pourrissement des tubercules. Il convient de rappeler que la maladie de flétrissure causée par les différents sous-groupes de Ralstonia solanacearum est une principale maladie de cultures d’importance économique (tomate, pomme de terre, aubergine, géranium…) dans les pays tropicaux, subtropicaux et quelques pays tempérés chauds. Ralstonia solanacearum constitue un complexe d’espèce qui est génétiquement structuré en 4 phylotypes, correspondant aux souches originaires de l’Asie (phylotype I), du continent américain (phylotype II), de l’Afrique incluant Madagascar et la Réunion (phylotype III) et de l’Indonésie, Japon et Australie (IV) (Guidot et al, 2007, Fegan et Prior, 2003).

Ralstonia solanacearum présente un large spectre de plantes hôtes comprenant plus de 200 espèces cultivées ou spontanées appartenant à plus de 50 familles botaniques. Sur la base de la spécificité d’hôtes, les souches de R solanacearum sont subdivisées en 5 races et sur la base de leurs caractéristiques biochimiques, en 6 biovars.

Les souches de R solanacearum reportées à Madagascar appartiennent au phylotype III, biovar 1 (Rakotondramanana, 1988; Lallmahomed et al, 1988; Randriamampianina, 1997; Randrianangaly, 2003; Rahetlah, 2008).

Le flétrissement bactérien de la pomme de terre se transmet principalement par la semence, le sol, le plant infecté, les blessures naturelles ou artificielles, les matériels et outillages agricoles contaminés, l’eau de ruissellement et l’eau d’irrigation.

La lutte chimique étant absente, les mesures de contrôle généralement recourues à Madagascar à titre préventif portent notamment sur l’utilisation de variétés supposées « résistantes» et la rotation culturale (French, 1982). Toutefois, la propriété de résistance des variétés de pommes de terre est spécifique des souches de R solanacearum et est sous l’influence des conditions agro-pédo-climatiques. En outre, la rotation culturale est peu efficace d’autant que les souches de R solanacearum peuvent se conserver longtemps dans les profondeurs des sols ou sur les systèmes racinaires de nombreuses mauvaises herbes.

La mise au point d’une méthode intégrée de contrôle associant la lutte génétique ou la sélection variétale orientée vers une résistance spécifique aux souches de R solanacearum avec des pratiques culturales raisonnées semble ainsi être impérative pour lutter efficacement contre la bactériose de la pomme de terre à Madagascar.

Dans cette optique, la démarche suivante a été adoptée pour la région du Vakinankaratra :

-isoler et caractériser les souches de R solanacearum présentes dans les zones de production de la pomme de terre -conduire une enquête épidémiologique en vue de l’étude des interactions plante-sol- environnement -sélectionner et tester des microorganismes antagonistes aux souches de R solanacearum -étudier l’impact de la diversité entomofaunique dans la transmission de R solanacearum -tester les effets de l’amendement organique (engrais verts de légumineuses de couverture) du sol contre l’incidence de la bactériose de la pomme de terre -détecter les infections latentes de R solanacearum sur tubercule semence de pomme de terre 62

I. Diagnostic et caractérisation partielle des souches de Ralstonia solanacearum

Site d’étude et échantillonnage

L’isolement des souches a été réalisé à partir d’échantillons de portions de tige ou de tubercules infectés ou d’échantillons de sols rhizosphériques de plants de pommes de terre présentant des symptômes de flétrissement bactérien. Deux périodes d’échantillonnage ont été choisies: la culture de contre saison sur rizière et la culture de saison intermédiaire sur tanety et terrain irrigué.

L’échantillonnage sur culture de pomme de terre a concerné les 5 districts de la région Vakinankaratra et les principales zones de production de la pomme de terre. Les sites d’échantillonnage sont historiquement reconnus pour présenter des foyers de maladie, ils sont géoréférencés et représentatifs de chaque zone de production. Vingt échantillons de portions de tige (environ 10cm à partir du collet) ou éventuellement de tubercules infectés sont prélevés par site, au hasard, et sur des plants de pommes de terre présentant des symptômes de flétrissement bactérien.

Les échantillons de sol ont été prélevés dans la rhizosphère de deux variétés de pommes de terre (Meva et Diamondra) dans 2 sites (Antanetibe et Ankotrabe ambony) du district d’Antsirabe II de la région Vakinankaratra. Au total 6 échantillons ont été prélevés dans deux sites à raison de trois échantillons par site. Ces sols ont été conditionnés dans des sachets de 15 cm x 16 cm sous la température ambiante durant le transport et jusqu’à l’utilisation.

Isolement et identification des souches de Ralstonia solanacearum

Chaque échantillon de tige ou de tubercule de pomme de terre est lavé à l’eau du robinet, séché, décontaminé en surface. L’exsudat bactérien est récupéré à partir de portions de tiges ou de tissu de l’anneau vasculaire dilacérées et immergées dans un milieu Tris. L’ensemencement- culture se fait par épuisement en trois secteurs sur milieux Sequeira. Les boîtes sont incubées à 28 °C pendant 48 h. Sur le milieu tetrazolium, les colonies caractéristiques et virulentes sont muqueuses et de couleur blanc laiteux, plates, de forme irrégulière et fluide. Après 3 jours

d’incubation, les colonies prennent une coloration rouge sang au centre, présentant des stries internes ou des verticilles. Les variantes spontanées non virulentes forment de petites colonies arrondies non fluides, butyreuses, de couleur uniforme rouge sombre. Les colonies muqueuses obtenues sont ensuite réensemencées sur milieu Kelman pour obtenir des cultures pures.

L’isolement des souches de R. solanacearum à partir d’échantillons de sols rhizosphériques a été réalisé par la méthode de microbiologie classique utilisant les techniques de dilution en cascade, puis étalement sur milieu Kelman solide additionné de 1 % d’extrait de levure (Kelman 1954).

Les caractéristiques biochimiques et physiologiques des cultures pures présumées de Ralstonia solanacearum ont été alors étudiées. Le test à la KOH consiste à mélanger pendant 10 secondes puis élever de 1 à 2 cm des colonies jeunes de R. solanacearum dans une goutte de solution de KOH à 3 % déposée sur une lame. Une formation de filaments différencie les bactéries Gram négatives des bactéries Gram positives. La recherche de la production des pigments fluorescents est réalisée par l’inoculation des boîtes de Pétri contenant le milieu King B avec des cultures pures de R. solanacearum suivie par leur incubation pendant 48 h à 28 °C. Les boites de Pétri sont alors placées sous lumière ultraviolette à 204nm et 365 nm, et la présence ou non des pigments fluorescence est notée. Le type respiratoire est déterminé par la recherche de la catalase et de l’oxydase.

Le test d’utilisation ou d’oxydation des diholosides (lactose, maltose, cellobiose), des hexoses alcools (mannitol, sorbitol, dulcitol), du D-ribose et du D-tréhalose réalisé sur un milieu de base (sel de Ayers) permet de déterminer le type de biovar. Le test biologique ou test de pathogénicité consiste à fin de vérifier si les souches virulentes de R. solanacearum inoculées à des plantes hôtes (tomate) saines et placées dans les conditions favorables provoquent le flétrissement (postulat de KOCH).

La caractérisation moléculaire des souches présumées R. solanacearum est réalisée par la méthode d’amplification en chaîne par polymérase de type multiplexe ou « PCR multiplexe ». Le protocole permet d’amplifier plusieurs amplicons à la fois, par l’utilisation de couples d’amorces

oligonucleotidiques spécifiques à l’espèce, au phylotype. Des marqueurs de poids moléculaire (DNA-Ladder) de 1 kb et de 100 pb permettent d’estimer la taille des fragments d’ADN amplifiés. Ces derniers sont séparés par électrophorèse sur gel d’agarose à 1,5 %. La coloration au bromure d’éthidium suivi d’une révélation du profil électrophorétique sous une lumière UV permet de différencier les fragments d’ADN par la taille des bandes. Le gel est ensuite photographié.

Résultats et discussion

Données sur l’échantillonnage Deux prospections-prélèvements, en période de culture de contre saison et en saison intermédiaire, sont réalisées dans les zones de production de pomme de terre de la région Vakinankaratra. Les échantillonnages sont effectués dans 53 sites de cultures situés en moyenne et haute altitude (1350m - 2217m), sur différentes variétés de pommes de terre cultivées sur tanety, rizière et terrain irrigués au sein de 5 Districts de la région Vakinankaratra (Faratsiho, Betafo, Antsirabe II, Ambatolampy et Antanifotsy).

Isolement et caractérisation partielle des souches de R. solanacearum L’isolement des souches a été réalisé sur le milieu SMSA additionné d’antibiotique à partir d’échantillons de plants de pommes de terre présentant des symptômes de flétrissement bactérien ou d’échantillons de sol de la rhizosphère de plants de pommes de terre infectés ou non. Un total de 854 souches bactériennes ont été isolées.

Figure 19. Symptôme du flétrissement bactérien Source : Ravelomanantsoa S. 65

Les études des caractéristiques morphologiques et culturales révèlent que 785 isolats sont supposés comme étant R. solanacearum. Le test de caractérisation moléculaire réalisée par la méthode d’amplification en chaîne par polymérase de type multiplexe ou « PCR multiplexe » a montré que 735 isolats bactériens sont assignés comme étant bien R. solanacearum, dont 604 souches tombant dans le Phylotype II et 131 dans le phylotype III. L’étude des caractéristiques biochimiques en particulier le test d’utilisation de trois diholosides (lactose, maltose, cellobiose) et d’oxydation de trois hexoses alcools (mannitol, sorbitol, dulcitol) ou test de détermination du type de biovar confirme l’appartenance des souches aux deux phylotypes.

Cette étude sur la diversité génétique des souches de Ralstonia solanacearum présentes dans les zones de production de la pomme de terre de la région Vakinankaratra a fait l’objet d’un poster à présenter au Colloque des 11èmerencontres des plantes-bactéries à Aussois, du 3 au 7 février 2014.

Encadré 7

11ème rencontres plantes-bactéries, Aussois : 3-7 Février 2014

Genetic diversity of Ralstonia solanacearum strains that caused devastating potato bacterial wilt in the highlands of Madagascar

Santatra Ravelomanantsoa (a), Gilles Cellier (c), Sandrine Arribat (a), Stéphane Poussier (d), Fabien Guérin (d), Volatsara Rahetlah (e), Isabelle Robene (a), Philippe Prior (a, b).

(a) CIRAD UMR PVBMT, 7 Chemin de l’IRAT, 97410, Saint-Pierre Cedex, Réunion, France, (b) INRA; (c) ANSES, Laboratoire de la santé des végétaux, Unité Ravageurs et Agents pathogènes tropicaux, Pôle de Protection des Plantes, 7 Chemin de l’IRAT, 97410, Saint-Pierre Cedex, Réunion, France; (d) Université de la Réunion, Faculté des Sciences et Technologies, UMR PVBMT, 15 Avenue René Cassin, 97744 Saint- Denis Cedex 9, Réunion, France; (e) FIFAMANOR, Andranomanelatra, BP 198, 110 Antsirabe, Madagascar.

II. Test d’antagonisme in-vitro de souches de Pseudomonas et d’Actinomycètes vis-à-vis des souches de Ralstonia solanacearum

Le test est précédé par l’isolement des souches telluriques à partir d’échantillons de sols prélevés sous deux variétés des plantes de pomme de terre saines. Trois prélèvements de matériel végétal sain (feuilles, tiges et racines) ont été réalisés pour l’isolement d’Actinomycètes endophytes. Au total, 6 échantillons de sol ont été prélevés dans deux sites à raison de trois échantillons par site dont trois échantillons sous variété Diamondra et trois sous Meva.

L’isolement des souches de Pseudomonas et d’Actinomycètes telluriques à partir d’échantillons de sols rhizosphériques a été réalisé par la méthode de microbiologie classique utilisant les techniques de dilution en cascade, puis étalement sur milieu différentiel. Le milieu King B permet d’observer sous lumière ultra-violet la fluorescence de certains représentants du genre Pseudomonas et sur le milieu Amidon Caséine Agar supplémenté avec de l’acide nalidixique et 25μg/ml de cycloheximide 50 µg/ml (Oskay et al, 2004), les Actinomycètes se développent en formant des colonies de formes spécifiques. Les souches d’Actinomycètes endophytes ont été isolées selon la méthode de Fischer et al, (1992) et Kuster et Williams (1964).

Test in vitro

Cette étape vise à sélectionner le ou les isolats d’Actinomycètes et de Pseudomonas capables d’inhiber la croissance des souches de Ralstonia en utilisant la technique d’Almoneafy (2012). Les souches de Ralstonia ont été cultivées pendant une nuit dans un bouillon nutritif, puis centrifugé. Les culots cellulaires ont été remis en suspension avec une solution saline stérile (0,85 % de NaCl). Dix (10 ml) de suspension de Ralstonia (108 UFC/ml) ont été mélangés avec un litre de milieu YPGA fondu additionné de 5 ml de 2, 3,5-chlorure de triphénil tétrazolium (TTC), versé dans des boîtes stériles. Par la suite, chaque isolat testé a été transféré à la surface de la gélose à l’aide des cure-dents stériles. L’inhibition de la croissance de Ralstonia a été révélée par la présence des halos clairs sans coloration rose autour des isolats testés (Adesina et al., 2007).

Ce test a révélé que 15 souches Actinomycètes telluriques, 4 souches d’Actinomycètes endophytes et 2 souches bactériennes de Pseudomonas fluorescents présentent des effets antagonistes contre 33 souches de R solanacearum du phylotype II (Tableau 24).

Tableau 24 : Diamètre de halo d’inhibition des souches antagonistes sur les isolats de Ralstonia solanacearum

Souches Isolats Isolats de Ralstonia Diamètre de halo d’inhibition antagonistes solanaceraum (mm) Pseudomonas P7 R2- R9- R18 10 ; 15 ; 10 fluorescents P10 R13- R22 12 ; 10 S2 R3- R8- R305 10 ; 10 ; 15 S11 R15- R305 15 ; 20 S18 R4- R23 20 ; 30 S19 R15- R17- R21 20 ; 25 ; 20 S23 R4- R7- R26 10 ; 10 ; 15 S25 R5- R12- R27- R30- R305 10 ; 20 ; 35; 30 ; 30 S’6 R’6 15 S’7 R’12 20 Actinomycètes telluriques S’8 R’5 10 S’11 R’6 20 S’24 R’7; R’1 20 ; 20

S’25 R’3 20 S’36 R’10 20 S’39 R’9 20 S’44 R’4 ; R’5 20 ; 20

E4 R23- R25 20 ; 15 E7 R4- R14 45 ; 35 Actinomycètes endophytes E12 R20- R477 15 ; 20 E13 R1- R3- R6- R19- R28 23 ; 12 ; 15 ; 15 ; 20

Cette étude s’inscrit dans le cadre d’un mémoire de D.E.A et a fait l’objet d’une publication dans une revue internationale à comité de lecture.

Encadré 8

AFRICAN JOURNAL OF FOOD, AGRICULTURE, NUTRTION AND DEVELOPMENT ISSN 1684 5374 Volume 15, No. 1 Published by African Scholarly Science Communications Trust www.ajfand.net

BIOCONTROL OF POTATO WILT BY SELECTIVE RHIZOSPHERIC AND ENDOPHYTIC BACTERIA ASSOCIATED WITH POTATO PLANT.

Rado R*, Andrianarisoa B, Ravelomanantsoa S, Rakotoarimanga N, Rahetlah V, Fienena F R et O. Andriambeloson.

* *Corresponding author mail: [email protected] Centre National de Recherche sur l’Environnement (CNRE), Antananarivo, Madagascar

III. Détection d’infection latente de Ralstonia solanacearum sur tubercule semence de pomme de terre

Au cours de ces cinq dernières années, le flétrissement bactérien s’est sévèrement développé dans les différentes zones de production de la pomme de terre de la région du Vakinankaratra. Des pertes significatives de la récolte furent enregistrées aussi bien pour les cultures sur tanety en saison des pluies que sur rizière, en contre-saison. L’apparition des foyers caractérisés par une intensification de l’incidence et de la sévérité de la maladie laisse supposer une dissémination rapide par des facteurs externes dont notamment les semences et les fumiers. Aussi, les tubercules-semences produits et utilisés par les paysans peuvent être des porteurs sains d’infections latentes de Ralstonia solanacearum.

Des échantillons de tubercule-semence de variétés développées ou locales de pomme de terre, d’apparence saine ont été alors prélevés dans trois principales zones de production (Betafo, Faratsiho, Manandona) au cours de la principale saison et la saison intermédiaire. La détection d’infection latente de souches de R solanacearum a été réalisée au moyen de kit sérologique NCM-ELISA (Enzyme Linked ImmunoSorbent Assay on nitrocellulose membrane) développé par le Centre International de Pomme de terre (CIP). La taille minimale de l’échantillon est de 250 tubercules/ha ou 10 sous-échantillons de 25 tubercules.

Les principales étapes du test sont constituées par la préparation d’extrait de tubercule, l’enrichissement par incubation dans un bouillon de milieu semi-sélectif, la déposition des échantillons enrichis sur membrane nitrocellulose, la fixation avec des anticorps spécifiques de R. solanacearum, la fixation du complexe Ralstonia solanacearum-anticorps avec l’anticorps de détection couplé à une enzyme et la révélation de l’enzyme par addition de son substrat produisant une réaction colorée.

La présence d’infection latente de souche de R solanacearum sur les échantillons de tubercules-semences a été détectée aussi bien sur les variétés développées que sur les variétés locales prélevées dans les trois zones de production. Toutefois, le degré d’infestation est variable selon les variétés. L’infestation est la plus élevée sur les variétés développées Spunta et Meva. La variété développée Maharevo est moyennement infestée et les variétés développées Diamondra et Maneva et la variété locale Bandy akama sont faiblement infestées. Ceci peut expliquer en partie l’engouement des paysans pour la culture notamment des variétés Bandy akama et Diamondra.

Cette étude s’inscrit également dans le cadre d’un mémoire de D.E.A

Activités antimicrobiennes des extraits aqueux de tige feuillée et de racine de Kotschya strigosa (FABACEAE)

Introduction

La médecine traditionnelle est le système de soins de santé le plus facilement accessible et le plus abordable pour la majeure partie des populations rurales des pays en voie de développement. En Afrique et en Asie, 80 % de la population continuent de recourir à des médicaments traditionnels plutôt qu’à des médicaments modernes pour les soins de santé primaires (WHO., 2002). L’expansion des thérapies et pratiques traditionnelles est notamment favorisée par le problème posé par la cherté croissante des médicaments de synthèse et leur disponibilité.

Madagascar est un pays riche en biodiversité. La flore de Madagascar est particulièrement réputée pour sa richesse, son originalité et son utilisation dans le domaine thérapeutique. Il est estimé qu’environ 13 000 espèces végétales sont présentes à Madagascar dont 80 % sont

endémiques et environ 3500 sont dotées de propriétés médicinales (World Bank., 2006). La médecine traditionnelle est pratiquée à Madagascar depuis la nuit des temps et les plantes médicinales sont utilisées dans le traitement de diverses affections.

Actuellement, l’émergence et la progression de la résistance des agents bactériens aux antibiotiques classiques ont suscité l’intérêt de recourir à la recherche de nouveaux principes actifs ou alternatives thérapeutiques plus efficaces et à plus large spectre. Les plantes médicinales demeurent une source fiable de principes actifs connus pour leurs propriétés thérapeutiques. La présente étude avait pour objectif d’évaluer in vitro la propriété antimicrobienne d’une plante native, Kotschya strigosa (Benth.) Dewit & P.A. Duvign (FABACEAE) à des fins de valorisation des plantes médicinales locales. Le décocté de tige feuillée de cette plante est utilisé en médecine traditionnelle pour le traitement des maladies diarrhéiques.

Matériels et méthodes

Le matériel végétal est constitué de tige feuillée et de racine de la plante médicinale Kotschya strigosa ou Tsikobona récoltée dans la Commune d’Antsoatany, dans la région de Vakinankaratra. Leur authentification a été effectuée par l’Herbarium du centre botanique et zoologique de Tsimbazaza, Antananarivo. La Commune d’Antsoantany, située à plus de 1700 m d’altitude est caractérisée par un climat tropical d’altitude avec deux saisons distinctes : une saison chaude et pluvieuse d’octobre à avril et une saison fraîche et sèche de mai à septembre. La pluviométrie annuelle moyenne est de 1500 mm et le type de sol est ferrallitique (MAEP-UPDR., 2003).

Souches microbiennes Le support microbien est composé de sept (7) souches bactériennes (Enterococcus foecalis, Pseudomonas aeruginosa, Listeria monocytogene, Bacillus cereus, Escherichia coli, Salmonella enteridis, Staphylococcus aureus) et une souche de levure (Candida albicans) issues du Laboratoire de Microbiologie de l’Université d’Athénée Saint Joseph d’Antsirabe (ASJA). Ces microorganismes sont responsables de diverses pathologies de l’homme.

Préparation des extraits aqueux végétaux Les échantillons respectifs de tige feuillée et de racine de Kotschya strigosa ont été d’abord lavés délicatement avec de l’eau du robinet afin de les débarrasser des impuretés grossières puis découpés en petits morceaux de 2 cm et laissés séchés à l’air ambiant. Dix (10) grammes d’échantillon de tige feuillée ou de racine ont été alors broyés dans un mortier puis délayés dans 100 ml d’eau distillée selon le rapport 1/10 (p/v). Le mélange ainsi obtenu a été chauffé à reflux sous agitation magnétique à 60 °C pendant 2heures, puis laissé macérer pendant une nuit au réfrigérateur à 4 °C. Une agitation de macérât pendant 30 min à la température ambiante suivie d’une filtration sur 4 épaisseurs de gaze ont été alors effectuées afin d’éliminer les tourteaux. Le filtrat obtenu est centrifugé à 10000rpm pendant 30 min. Le culot est éliminé tandis que le surnageant est concentré sous pression réduite. Le volume final est ramené à 10 ml. Une deuxième centrifugation à 10000rpm pendant 15min est indispensable afin d’éliminer le précipité apparu lors de la concentration. Le surnageant issu de la deuxième centrifugation constitue notre extrait brut (RAZANAPANALA., 2008).

Caractérisation partielle et identification des souches microbiennes L’étude des caractéristiques culturales des souches microbiennes a été réalisée sur leurs milieux électifs respectifs : Eosine Méthylène Blue pour E. coli, Baird Parker pour S. aureus, Hektoen enteric agar pour S. enteridis, Sabouraud pour C. albicans, King A et King B pour P. aeruginosa, Mossel pour B. cereus, Slanetz et Barkey pour E. faecalis et Listeria Palcam pour L. monocytogene. L’étude des caractéristiques biochimiques a été réalisée sur les milieux en tubes inclinés de Hajna-Kliger, Simmons au citrate, Mannitol-Mobilité-Nitrate, Lysine-Fer, et Urée- Indole. L’étude des caractéristiques physiologiques était constituée par la recherche de la catalase et de l’oxydase.

Activités antimicrobiennes Test d’antibiogramme Ce test a été réalisé par la méthode de diffusion en milieu solide en déterminant les diamètres des zones d’inhibition. Ainsi, des disques de 6 mm de diamètre découpés dans un papier filtre et stérilisés ont été imprégnés d’extraits aqueux végétaux à la concentration de 108mg/ml à raison de 20 µl par disque puis déposés délicatement à la surface d’un milieu (Mueller Hinton) 72

préalablement ensemencé selon la technique d’inondation par ajout de 10 ml d’inoculum de culture jeune. Les diamètres d’inhibition sont mesurés autour des disques après incubation à l’étuve à 37 °C pendant 24heures. L’interprétation des antibiogrammes a été faite selon la norme CA-SFM (2014).

Détermination des CMI et des CMB La macrométhode de dilution en milieu liquide a été utilisée pour déterminer les concentrations minimales inhibitrices (CMI) et les concentrations minimales bactéricides (CMB). La gamme de concentration finale des extraits aqueux végétaux a varié de 1,08 à 0,675 mg/ml. Chaque tube a été ensemencé à l’aide d’un inoculum standardisé de 106 cellules. Après incubation de 18 à 24h à 37 °C, la CMI est indiquée par le tube qui contient la plus faible concentration où aucune croissance n’est visible comparativement à un témoin de croissance inoculé, mais dépourvu d’extrait de plante. 0,1 ml du contenu des tubes ayant une concentration supérieure ou égale à la CMI a été alors ensemencé en stries sur gélose nutritive contenue dans des boîtes de pétri puis incubé à 37 °C pendant 24 heures. La CMB correspond à la concentration minimale pour laquelle, la croissance est totalement inhibée et aucune colonie caractéristique n’est observée. L’effet antibactérien est jugé bactéricide ou bactériostatique en fonction du rapport : CMB/CMI. En effet, si CMB/CMI ≤ 4, l’effet est bactéricide et si CMB/CMI > 4, l’effet est bactériostatique (BERCHE et al., 1991).

Résultats et discussions

Caractérisation partielle et identification des germes L’étude des caractéristiques morphologiques, culturales, biochimiques et physiologiques des germes étudiés a permis de confirmer leur identité. Test d’antibiogramme Les résultats des tests d’antibiogramme des extraits de la plante d’étude sont consignés dans le tableau 25. On observe une activité antibactérienne significative des deux extraits aqueux végétaux contre la croissance de quatre souches (Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus et Salmonella enteridis). Les diamètres du halo d’inhibition sont les plus élevés 73

pour les souches d’Escherichia coli (25-30mm) et de Bacillus cereus (24-26mm) suivis par ceux des souches de Salmonella enteridis (18-30mm) et de Staphylococcus aureus (12-13mm). Aucune activité inhibitrice de la croissance n’est observée sur les autres souches bactériennes et la souche de levure utilisées.

Nos résultats corroborent ceux des autres chercheurs. Velomalala et al (2013) qui avaient observé des effets antibactériens de l’extrait aqueux à chaud de feuilles de Senecio faujasioïdes (ASTERACEAE) vis-à-vis des bactéries Gram positives et Gram négatives avec des diamètres du halo d’inhibition variant de 9 à 32 mm (B. subtilis). Des effets antibactériens des extraits aqueux à chaud de feuille et de graine d’Argemone mexicana (PAPAVERACEAE) contre des bactéries Gram positives (S.aureus, B. subtilis) et Gram négatives (E. coli, P. aeruginosa) avaient également été observés par Bhattacharjee et al (2006) avec des diamètres de zone d’inhibition de 12 à 18 mm. Des résultats similaires avaient été enregistrés par d’autres auteurs sur Calea urticifolia (ASTERACEAE), Andrographis paniculata (ACANTHACEAE), Caesalpinia pulcherrima (FABACEAE), Casuarina equisetifolia (CASUARINACEAE), Euphorbia hirta (EUPHORBIACEAE), Bidens pilosa (ASTERACEAE), Jacaranda mimosifolia (BIGNONIACEAE) et Piper pulchrum (PIPERACEAE) (Singha et al 2003 ; Parekh et al 2005 ; Stark et al 2013 ; Rajaobelinjatovo 2014).

GITU (2009) avait observé par la méthode des disques des effets antimicrobiens plus prononcés des extraits de solvants organiques de racine par rapport aux tige et feuille de Kotschya africana, une plante largement utilisée au Kenya en médecine traditionnelle pour le traitement des maladies d’origine infectieuse. Dans l’ensemble, des activités antibactériennes modérées contre E. coli et S. aureus et une activité fongique faible contre C. albicans ont été enregistrés avec des extraits respectifs d’hexane, de dichlorométhane, d’acétate d’éthyle et de méthanol.

Tableau 25. Diamètres d’inhibition de la croissance des souches microbiennes par les extraits aqueux de Kotschya strigosa

Diamètre moyen du Interprétation Germe Extrait aqueux halo d’inhibition (mm) tige feuillée 25 Très sensible Escherichia coli Racine 30 Insensible Pseudomonas tige feuillée 6 aeruginosa Racine 6 Très sensible Staphylococcus tige feuillée 12 aureus Racine 13 tige feuillée 26 Très sensible Bacillus cereus Racine 24 Très sensible Salmonella tige feuillée 18 enteridis Racine 30 Insensible Enterococcus tige feuillée 6 faecalis Racine 6 Insensible Listeria tige feuillée 6 monocytogenes Racine 6 tige feuillée 6 Insensible Candida albicans Racine 6

Valeurs de CMI et de CMB

Les CMI des extraits aqueux végétaux sont présentées dans le tableau 26. On observe les mêmes valeurs de CMI pour les deux types d’extrait. Les valeurs de CMI sont de 1,08 mg/ml pour B. cereus et S. enteridis et de 0,54 mg/ml pour E. coli. Les valeurs de CMB n’ont pas pu être détectées pour B. cereus et S enteridis avec la gamme de concentrations utilisées au cours de la présente étude. La CMB pour E. coli (1,08mg/ml) correspond au double de la CMI (0,54mg/ml). Ainsi, le rapport CMB/CMI des extraits pour la souche E. coli, inférieure à 4 laisse supposer que les extraits étudiés semblent donc exercer une action bactéricide contre cette bactérie.

Bussmann et al (2010) avaient observé sur des extraits aqueux de 30 sur 141 plantes

médicinales utilisées en médecine traditionnelle au Nord Pérou des effets antibactériens contre E. coli. Des extraits aqueux de 38 plantes médicinales, avaient également été actifs sur S. aureus. Sur l’ensemble des extraits aqueux et éthanoliques des plantes, des valeurs de CIM relativement élevées, variant entre 0,008 à 256mg/ml furent enregistrées. Des valeurs de CMI inférieures à 4mg/ml furent seulement observées sur des extraits de 36 plantes. D’une manière générale, les extraits éthanoliques étaient plus actifs que les extraits aqueux.

Sen et Batra (2012) avaient observé des effets antibactériens et antifongiques significatifs des extraits aqueux et des extraits de solvants organiques de feuilles de la plante médicinale Phyllanthus amarus (PHYLLANTHACEAE). Les extraits alcooliques présentaient le maximum (19,2±0,32 mm) de zone d’inhibition et le minimum (0,032mg/ml) de valeur de CMI contre tous les microorganismes pathogènes de l’homme testés. L’extrait aqueux affichait le maximum de valeurs de CMI (0,063 mg/ml) et de CMB (124,5 mg/ml) vis-à-vis d’E. coli (Tableau 26). Rojas et al (2006) avaient également enregistré des activités antimicrobiennes des extraits aqueux, éthanoliques et hexaniques de 10 plantes médicinales utilisées en médecine traditionnelle au Colombie. Les extraits de Justicia secunda (ACANTHACEAE) et de Piper pulchrum (PIPERACEAE) présentaient les valeurs de CMI les plus basses vis-à-vis d’E. coli (0,6 à 0,8 µg/ml) et vis-à-vis de C. albicans (0,5 à 0,6 µg/ml).

Tableau 26 : Valeurs de CMI et de CMB

Germe Extrait aqueux de tige feuillée Extrait aqueux de racine Escherichia coli CMI (mg/ml) 0,54 0,54 CMB (mg/ml) 1,08 1,08 Salmonella enteridis CMI (mg/ml) 1,08 1,08 CMB (mg/ml) ND ND Bacillus cereus CMI (mg/ml) 1,08 1,08 CMB (mg/ml) ND ND ND : non déterminée

Cette étude s’inscrit dans le cadre d’un mémoire de Master (RAKOTONIRINA M T N)

Évaluation de la qualité microbienne d’un aliment de rue de la ville d’Antananarivo et périphéries, cas du « Koba »

Introduction Depuis quelques décennies, le secteur informel de l’alimentation défini comme «le secteur produisant des aliments et des boissons prêts à être consommés, préparés et/ou vendus par des vendeurs, spécialement dans les rues et dans les autres lieux publics similaires » a pris une dimension toute particulière, dans les centres urbains des pays en voie de développement. En effet, l’urbanisation rapide, les difficultés économiques ainsi que les multiples contraintes quotidiennes auxquelles sont confrontées les populations citadines sont autant de facteurs favorables à la prolifération de ces nouveaux modes de consommation. Le secteur informel de l’alimentation de rue présente notamment l’avantage d’offrir aux populations des villes des aliments prêts à être consommés, au goût populaire et à des coûts relativement acceptables. Ce secteur constitue en outre une source non négligeable d’emplois en milieu urbain spécialement pour les personnes dont le niveau d’instruction n’est pas très élevé (Rakotondrazaka 2014).

Malgré le rôle joué par le secteur informel de l’alimentation de rue pour le développement des économies locales, l’absence de surveillance officielle entraîne toutes sortes de problèmes mettant directement en jeu la santé des consommateurs. Des cas d’intoxications alimentaires causées par les aliments de rue ont été reportés dans plusieurs pays. Les études entreprises par la FAO ont fait état de l’utilisation de matières premières et ingrédients de mauvaise qualité microbiologique, d’eau non potable, d’additifs alimentaires non autorisés, ainsi que de mauvaises techniques de préparation, d’emballage, de conservation et de vente des aliments dans un environnement précaire (FAO 1998).

À Madagascar, le « Koba » ou gâteau traditionnel, vendu sur les lieux publics, à base de farine de riz, de banane et d’arachide est considéré comme un aliment de rue. Face à l’engouement des populations de la ville d’Antananarivo pour la consommation de cet aliment, l’évaluation de la qualité microbiologique revêt d’une importance stratégique pour la protection de la santé des consommateurs.

Matériels et méthodes

Zone d’étude et échantillonnage Des échantillons de « Koba » ont été prélevés auprès de cinq vendeurs fixes et trois vendeurs ambulants dans les lieux de grande consommation dans la ville d’Antananarivo et ses périphéries. Les échantillons ont été prélevés sur leurs lieux de vente respectifs. Trois sous-échantillons de « Koba » ont été prélevés de la même façon qu’ils sont vendus aux consommateurs auprès de chaque vendeur cible, entre 14h et 17h. Chaque échantillon prélevé a été conditionné dans des sachets stériles soigneusement fermés et étiquetés avec mention du code de l’échantillon, la date, l’heure et le lieu de prélèvement. Les échantillons sont placés dans un coffret isotherme (glacière) pour leurs transports, car ils sont facilement altérables. Ces échantillons ont été acheminés au laboratoire le plus rapidement possible. La durée qui s’écoule entre le prélèvement et l’analyse ne dépasse jamais les 5h puisqu’une fois arrivés au laboratoire les échantillons sont immédiatement analysés.

Analyse microbiologique

Face à l’absence de normes locales et devant la difficulté de définir clairement les produits à analyser, nous nous sommes inspirés et référés des critères microbiologiques français relatifs aux pâtisseries (JORF 1980) pour les échantillons. Les méthodes normalisées AFNOR (AFNOR 1996 b) ont été adoptées pour les analyses microbiologiques. Dans un souci de stérilité, les manipulations ont été réalisées sous une hotte à flux laminaire.

Préparation de la solution mère (NF V 08002 et des dilutions (NF V 08010) Vingt-cinq grammes (25g) de l’échantillon à analyser sont mis en suspension dans 225 g d’eau peptonée tamponnée (EPT) dans un sachet stérile. Le contenu du sachet est ensuite homogénéisé dans un stomacher (Guiraud 1998). Une dilution en cascade est effectuée à partir de la SM, 1 ml de la SM est introduit dans un tube stérile, puis additionné de 9 ml d’eau distillée, c’est la dilution 10-1. 1 ml de ce mélange est ensuite versé dans un autre tube contenant 9 ml de diluant, cette solution correspond à la dilution 10-2 et ainsi de suite jusqu’à la dilution finale.

Dénombrement des germes d’altération La flore aérobie mésophile totale (FAMT) (30°C) a été mise en évidence par une culture sur le milieu plant count agar. Un millilitre (1ml) de l’inoculum correspondant à la dilution 10-2 a été ensemencé en profondeur dans une boîte de Pétri puis incubé à l’étuve à 30 °C pendant 72 heures. La flore fongique a été dénombrée après ensemencement en profondeur de 1 ml d’inoculum correspondant à la dilution 10-1 dans une boîte de Pétri contenant le milieu Sabouraud additionné de chloramphénicol suivi d’incubation à 30 °C pendant 24 heures. Pour la numération de Bacillus cereus, 1 ml de suspension est ensemencé à la surface de la gélose de Mossel puis incubé à 30 °C pendant 24 heures. Les colonies de couleur blanche sont dénombrées.

Dénombrement des germes indicateurs de contamination fécale Les coliformes ont été mis en évidence par ensemencement en profondeur de 1 ml de la dilution 10-1 sur le milieu violet red bile Lactose et incubation pendant 24 heures à 30 °C pour les coliformes totaux et à 44 °C pour les coliformes fécaux. Escherichia coli a été dénombré après ensemencement en profondeur de 1ml de la suspension mère dans le milieu Éosine méthylène bleu et incubation à 44 °C pendant 24 heures.

Dénombrement des germes indicateurs de contamination humaine Staphylococcus aureus a été mis en évidence après ensemencement à la surface de la gélose baird parker de 1 ml de la suspension mère suivi d’incubation à 37 °C pendant 24 heures. La recherche de Salmonella enteridis a été faite après pré-enrichissement sélectif sur milieu liquide Rappaport vassiliadis soja suivi d’ensemencement sur milieu gélosé d’Hektoen enteric agar et d’incubation à 37 °C pendant 24 heures.

Résultats et discussions Les résultats des tests de dénombrement de la flore totale (germes aérobies mésophiles) et de la flore spécifique (ensemble des germes pathogènes et toxinogènes) dans les échantillons collectés de « Koba » dans la ville d’Antananarivo et ses périphéries sont consignés dans le tableau 27. Ce tableau montre que les produits des vendeurs fixes affichent des charges microbiennes légèrement plus élevées que ceux des vendeurs ambulants. La flore mésophile totale moyenne est de 9,32 104 pour les vendeurs fixes contre 7,7 104 pour les vendeurs

ambulants. Ces nombres sont toutefois inférieurs au critère de référence (3,0 105). Pour les produits des vendeurs fixes, les concentrations moyennes en flore fongique en coliformes totaux et fécaux et en Staphylococcus aureus sont supérieures aux critères. Escherichia coli est également présent dans l’ensemble des produits à des taux élevés. Salmonella enteridis est détectée dans 60 % des échantillons analysés. Pour les produits des vendeurs ambulants, les concentrations moyennes en flore fongique, en coliformes totaux et fécaux, en B. cereus, en S. aureus et en E. coli sont supérieures aux critères. S. enteridis est également présent dans 66 % des échantillons analysés. Ainsi, l’ensemble des échantillons de « Koba » analysés se sont révélés de qualité microbiologique insatisfaisante.

Cette étude s’inscrit dans le cadre d’un mémoire de Master (RAKOTONDRAZERY M N, 2014).

Tableau 27 : Qualité microbiologique des échantillons de « Koba »

VENDEUR FIXE VENDEUR AMBULANT

Paramètre K1 K2 K3 K4 K5 Moyenne K6 K7 K8 Moyenne C.M.R. (UFC/g)

FAMT 1,4.105 1,7.105 7,1.104 5,6.104 2,9.104 9,32.104 1,0.105 8,9.104 4,2.104 7,7.104 <3,0.105

FF 1,0.102 1,2.103 1,2.103 7,5.103 2,3.103 2,46. 103 6,0.102 2,5.103 6,2.103 3,1.103 <1,0.102 Bacillus 2,6.102 1,5.103 5,1.102 6,4.102 6,3.102 7,08.102 1,3.103 6,3.102 2,1.103 1,34.103 <1,0.104 cereus

CT 7,7.104 6,1.103 6,6.103 9,8.103 7,3.103 21,36.103 8,0.103 1,0.104 9,3.103 9,1.103 <1,0.103

CF 7,0.102 5,7.102 3,0.102 1,0.103 1,2.102 5,38.102 1,8.103 1,1.103 1,1.103 1,33.103 <1,0

E. coli 3,8.102 2,4.102 1,2.102 6,0.102 3,1.102 3,3.102 1,5.102 6,3.102 2,7.102 3,5.102 <10

Staph 4,0.101 4,3.102 1,1.103 6,3.102 1,4.103 7,2.102 8,5.102 6,1.102 8,1.102 7,56.102 <1,0.102

Salmo Abs/25g Abs/25g Prés/25g Prés/25g Prés/25g Prés/25g Abs/25g Prés/25g Abs/25g K1: Itaosy ; K2: Ampefiloha ; K3:Sabotsy Namehana ; K4: Ankadimbahoaka ; K5 : Anosizato; K6: Antsahavola ; K7: 67Ha ; K8: Mahamasina; CMR : critère microbiologique retenu ; FAMT: flore aérobie mésophile totale ; FF : flore fongique ; CT: coliformes totaux ; CF: coliformes fécaux ; Staph : Staphylococcus ; Salmo : Salmonella ; Abs : absence ; Prés : présence

Source : RAKOTONDRAZERY M.

Conclusion

La diversification agricole et l’optimisation de la gestion des ressources biophysiques et naturelles constituent des impératives pour le renforcement de la durabilité des systèmes de production afin d’assurer la sécurité alimentaire des petits exploitants agricoles et de réduire leur vulnérabilité aux différents chocs résultant des changements agro-écologiques et socio- économiques.

Dans cette optique, la promotion de la diversité génétique végétale à travers la sélection de variétés fourragères améliorées à hauts rendements, à plus forte résistance aux stress du milieu (bioagresseurs, variabilité climatique, etc.) et à multifonctionnalité (fourrage, couverture, pompe biologique, fixateur d’azote, etc.) constitue une alternative aux systèmes monospécifiques et contribue à l’accroissement des revenus des exploitants agricoles. La sélection variétale basée sur l’approche participative s’appuie sur l’évaluation multilocale et pluriannuelle de l’adaptation sous différentes conditions agro-pédo-climatiques des variétés avant leur inscription au catalogue national à des fins d’homologation. Elle a notamment permis la sélection de variétés fourragères performantes de saisons pluviales dont notamment celles appartenant aux espèces de Brachiaria hybride sp, Brachiaria decumbens, Chloris gayana, Chamaecytisus palmensis, Sesbania sesban, et de contre-saison appartenant aux espèces de Avena sativa, Vicia sativa et Lollium multiflorum.

La mise au point d’itinéraires techniques intégrant ces variétés fourragères performantes a pour vocation de contribuer à l’amélioration plus durable de la production agricole à travers l’amélioration de la gestion agronomique des biomasses végétales et animales fondée sur le renforcement des synergies agriculture-élevage. Ces itinéraires techniques sont axés sur la diversité des cultures dans l’espace (culture associée) et dans le temps (rotation de culture) avec notamment des légumineuses fourragères (Arachis pintoï, Vicia sativa, Chamaecytisus palmensis, Sesbania sesban…), la valorisation des biomasses végétales et animales produites au niveau de l’exploitation (fumier, engrais vert, fourrage), l’utilisation d’une quantité suffisante d’engrais biologique (guanomad…), le raisonnement de la fertilisation et le suivi dynamique des biomasses fourragères par la télédétection.

Ces systèmes de production présentent des intérêts agronomiques, socio-économiques et environnementaux à travers une meilleure gestion de la fertilité du sol (amélioration de la qualité des fumures, couverture du sol, fixation d’azote, amélioration à long terme de la structure et de la fertilité du sol, conservation de l’eau, séquestration de carbone, etc.), un accroissement de la production agricole et une amélioration de l’alimentation des animaux d’élevage (amélioration de la qualité du fourrage, valorisation des sous-produits agricoles, amélioration de la gestion des effectifs animaux, etc.).

Les travaux préliminaires sur de la diversité génétique des souches de Ralstonia solanaceaum présentes dans les zones de production de la pomme de terre de la région Vakinankaratra ont démontré la présence à la fois du phylotype III et du phylotype II. Cette étude de la biodiversité de l’agent pathogène est une étape fondamentale et indispensable à la sélection variétale orientée vers une résistance spécifique. Douze souches de microorganismes rhizosphériques et endophytes (Actinomycètes et Pseudomonas) de pomme de terre ont présenté, in-vitro, une activité inhibitrice à l’égard des souches de R solanacearum testées. La présence d’infection latente de souche de R solanacearum sur les échantillons de tubercules-semences a été détectée sur les variétés développées, dont notamment Spunta et Meva ainsi que sur les variétés locales prélevées dans les trois zones de production.

Les tests microbiologiques préliminaires sur les extraits aqueux de racine et de tige feuillée de Kotschya strigosa ont révélé une action inhibitrice de la croissance d’E. coli, de B. cereus, de S. enteridis et de S. aureus (diamètres du halo d’inhibition de 12 à 30 mm). Les concentrations minimales inhibitrices (CMI) sont les mêmes pour E.coli (0,54 mg/ml), B. cereus (1,08 mg/ml) et S. enteridis (1,08 mg/ml). La concentration minimale bactéricide (CMB) est de 1,08 mg/ml pour E. coli.

Par ailleurs, les résultats d’analyse microbiologique des échantillons de l’aliment de rue « Koba » ont révélé de fortes charges microbiennes aussi bien pour les distributeurs ambulants que fixes. Les germes indicateurs de contamination fécale ont été dénombrés à des taux très élevés pour l’ensemble des échantillons analysés. La présence de Salmonelle sur 63 % des 83

échantillons des vendeurs ambulants et 63 % des échantillons des vendeurs fixes a également été détectée. Toutefois, compte-tenu du rôle joué par cet aliment de rue pour le développement des économies locales, la mise en place d’une surveillance épidémiologique officielle visant à la sécurité sanitaire des consommateurs s’avère nécessaire.

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Résumé Le présent ouvrage résume les travaux de recherche menés dans le cadre de la promotion de la durabilité des systèmes mixtes d’agriculture et d’élevage à travers la valorisation des ressources fourragères et l’amélioration de la gestion des ressources biophysiques et naturelles. Le déroulement de la recherche variétale ou la sélection de germoplasmes fourragers performants et adaptés aux différentes conditions agroécologiques y est rapporté. A titre d’exemples sont présentés l’évaluation préliminaire en station agricole de lignées recombinantes d’avoine issues de l’amélioration génétique de la résistance à la rouille noire (Puccinia graminis) des variétés diffusées localement ainsi que le test d’adaptation multilocale des accessions/variétés d’avoine en zone semi-aride et la démonstration dans les principales régions laitières des Hautes terres d’une variété de brachiaria hybride. Les essais de recherche sur l’amélioration de la gestion agronomique qui y sont, en outre, présentés comportent des essais d’association culturale de type graminée-légumineuse (Brachiaria Sp cv Mulato-Arachis pintoi, Lollium multiflorum-Vicia sativa, Avena sativa-Vicia sativa, Zea may-Chamaecytisus palmensis et Zea may-Sesbania sesban), des essais de fertilisation raisonnée (fertilisation azotée du cv Mulato de brachiaria hybride, fertilisation azotée et phosphate du cultivar Relaza d’herbe éléphant), de fertilisation organique (réponse à l’apport d’engrais organique guanomad du cultivar Relaza), de gestion de coupe (cultivars d’herbe éléphant) et d’estimation du rendement en biomasse fourragère à partir d’indice de végétation (NDVI) dérivée d’imagerie satellitaire. Par ailleurs, des études portant respectivement sur le contrôle intégré de la bactériose (Ralstonia solanacearum) de la pomme de terre, sur l’activité antimicrobienne des extraits aqueux de racine et de tige feuillée d’une plante médicinale locale (Kotschya strigosa) et sur la qualité microbienne d’un aliment de rue (Koba) y sont également rapportées.

Mots-clés : association, fertilisation, NDVI, Ralstonia solanacearum, sélection

Abstract

The present document aims to present an overview of research works conducted to promote sustainable crop-livestock production systems focused on forage diversity resources enhancement and biophysical and natural resources management improvement. Screening steps for identification of performing, adapted forage varieties are reported and the following examples are provided: on-station preliminary evaluation of forage oat accessions derived from breeded local varieties for resistance to stem rust (Puccinia graminis), on-farm multilocal evaluation of forage oat accessions for adaptation in semiarid zone, demonstration of the cultivar Mulato of hybrid brachiaria in the main dairy areas. Research trials on agronomic management presented are consisted of grass-legume mixtures (Brachiaria Sp cv Mulato-Arachis pintoi, Lollium multiflorum-Vicia sativa, Avena sativa-Vicia sativa, Zea may- Chamaecytisus palmensis et Zea may-Sesbania sesban), fertilizer management (response to nitrogen fertilization of cv Mulato, response to nitrogen and phosphorus fertilization of cv Relaza of Elephant grass), organic fertilization (response to organic fertilizer (guanomad) of cv Relaza), cutting frequency management (response of Elephant grass cultivars) and remote sensing trials on forage biomass estimation through satellite-driven vegetation index (NDVI). Moreover, studies on biological control of potato bacterial (Ralstonia solanacearum), on antimicrobial activities of aqueuous extracts of root and aerial part of a native medicinal plant (Kotschya strigosa) and on microbial quality of a street food (Koba) are also reported, respectively.

Key-words: fertilization, mixture, NDVI, Ralstonia solanacearum, screening