Soutenance mémoire
La notion de racine
Définitions
La racine est l’organe souterrain d’une plante. Elle sert à fixer au sol ou sur un support (épiphyte) et à puiser les nutriments nécéssaires à son développement. La racine prolonge la tige vers le bas et le passage de l’une à l’autre n’est pas seulement lié au passage atmosphère/sol. Il existe des tiges qui poussent dans le sol (corne de taro, rhizomes). Les racines se décomposent en plusieurs constituants à différents niveaux d’organisation. A une échelle plus fine, la racine est une collection de métamères définis par le complexe entre-nœud/ramification/bourgeons racinaires. Ces métamères sont regroupés au sein d’une unité de croissance mis en place entre période de repos et d’arrêts de croissance à partir d’un même bourgeon racinaire. L’empilement des unités de croissance au cours des phases de croissances successives forme des axes racinaires (Russel 1977 ; Jenik 1978 ; Belgrand et al., 1987). Selon leurs positions, Belgrand et al., 1987 definissent le pivot ou les ramifications.
Différentes parties de la racine
Le pivot est l’axe provenant de l’allongement de la radicule issue de la germination des graines. Il est l’axe le plus important du système racinaire.
La racine latérale est élaborée à partir du pivot et ont une croissance variée
Le nœud correspond du point de vue macroscopique à la plus petite entité morphologique qui permet de construire le système racinaire. Il provient du fonctionnement des méristèmes apicaux. Il peut porter une ou des racines, un ou des bourgeons racinaires où naissent des racines latérales ;
L’entre-nœud : portion de racine comprise entre deux nœuds (Lüttage et al., 1992). Sa croissance éloigne les nœuds et favorise l’allongement de la racine ;
L’axe racinaire : succession de nœuds séparés par des entre-nœuds plus ou moins longs ou courts.
Architecture racinaire
Elle décrit comment les constituants de la racine se mettent en place dans l’espace et dans le temps. Elle est définie à un moment donné par une topologie et une géométrie. L’architecture est d’abord la conséquence d’un fonctionnement biologique, car elle est l’expression du programme génétique de la plante modulé par son environnement physique et chimique. C’est est un aspect fondamental de la productivité des arbres. L’architecture intervient dans l’efficacité de la plante à s’approvionner en eau et nutriments, dans la concurrence souterraine, dans l’interaction entre les racines, le sol et les micro-organismes (Lynch, 1995). L’architecture détermine la résistance au déracinement et la raideur de la tige (Balneaves et De La Mare, 1989).
Fonction des racines
Les racines sont des organes de stockage, des lieux de synthèse des régulateurs de croissance (hormones, métabolites secondaire…). Elles assurent le transport de l’eau et des éléments minéraux, hormones… Ce sont des organes de propagation et de dispersion de la plante, d’associations symbiotiques (fixation d’azote mycorhizes, cyanophycées…), communication entre plantes (anastomoses), contrôle de l’environnement rhizosphérique physique (microporosité, miro-compaction), biochimique exudats chimique (H+, acides organiques, acides aminés, hydrates de carbone, flavonoïdes, allelochimique, mucilage,…), écologique : microflore et microfaune.
Croissance racinaire
La croissance racinaire est une fonction du méristème apicale localisé dans la zone d’élongation. Les cellules méristématiques se divisent plus ou moins de façon continue et produisent d’autres méristèmes : les cellules de la coiffe et les cellules souches indifférenciées. Ces dernières forment les tissus primaires de la racine. Les racines vont généralement croître dans toutes les directions pour assurer les besoins de la plante en air, nutriments et eau. A la germination, les racines croissent vers le bas sous l’effet du géotropisme. La plupart des plantes croissent par leur partie apicale. La croissance primaire ou principale permet la croissance verticale. La croissance secondaire assure la croissance en diamètre des racines. Elle se produit à partir du cambium vasculaire et du cambium cortical.
Hétérorhizie et différenciation des axes
L’hétérorhizie est l’aptitude du système racinaire des plantes ligneuses à développer des types d’axes qualitativement différents chez les racines : les macrorhizes et les brachyrhizes (Kubikova, 1967) constituent les deux types d’axes différents. Tous les intermédiaires sont observables et un axe est susceptible de passer d’une structure morphologique, anatomique et fonctionnelle à une autre (Horsley et Wilson, 1971). Les brachyrhizes (Kahn, 1983) possèdent une extension réduite et assurent essentiellement les prélèvements d’eau et de nutriments. Ils renferment un apex court et rond de petit diamètre souvent dépourvu de coiffe et comportent un petit nombre de pôles ligneux (1 à 2). Les tissus primaires sont différenciés à une faible distance du méristème et leur allongement est limité et lent. Le cambium est peu ou pas fonctionnel. Les brachyrhizes sont caducs et peuvent se transformer en ectomycorhizes. Les macrorhizes forment l’ensemble des axes longs qui élargissent la surface du sol par l’appareil souterrain. Ils comportent un apex volumineux, pointu et recouvert par une coiffe très développée. Il est médullé et renferme un diamètre et un nombre de pôles ligneux élevé. Les tissus primaires sont différenciés à une grande distance du méristème, leur croissance longitudinale est rapide et importante. Les tissus secondaires sont présents en quantité variable et le cambium qui leur donne naissance commence à fonctionner à une grande distance du méristème. Les macrorhizes développent des brachyrhizes par ramification et ne se transforment jamais en ectomycorhyzes.
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Table des matières
Introduction
PARTIE I : LE CADRE DE L’ETUDE
Chapitre 1 : ETAT DES CONNAISSANCES
1.1- La notion de racine
1.1.1-Définitions
1.1.1.1- Différentes parties de la racine
1.1.1.2- Architecture racinaire
1.1.1.3- Fonction des racines
1.1.1.4- Croissance racinaire
1.1.1.5- Hétérorhizie et différenciation des axes
1.2- Structure de la racine
1.2.1- Morphologie
1.2.2- Ramification
1.2.3- Anatomie
1.2.3.1- Structure primaire
1.2.3.2- Structure secondaire
1.3- Le vocabulaire utilisé
1.3.1- Réitération
1.3.2- Plasticité
1.3.3- L’Architecture racinaire
Elle recouvre les notions de forme et de structure
1.3.4-La topologie
1.3.5-La géométrie
1.3.6- Mise en place et définition des types de racines
1.4- Méthodes de mesures d’architecture racinaire
Chapitre 2 : LE MILIEU D’ETUDE
2.1- Milieu naturel
2.1.1- Saison pluvieuse
2.1.2- Saison sèche
2.1.3- Conditions géo-édaphiques
2.1.3.1- Géologie
2.1.3.2- Gémorphologie
2.1.3.3- Sols
2.1.3.4- Ressources en eau du sol
2.1.4- Végétation
2.1.5- gestion de l’espace
2.2- Station expérimentale
2.2.1- Saison pluvieuse
2.2.2- Saison sèche
2.2.3- Vents
2.2.4- Conditions géo-édaphiques
2.2.4.1- Géologie
2.2.4.2- Géomorphologie
2.2.4.3- Sols
2.2.4.4- Ressources en eau
2.2.5- Végétation
Chapitre 3 : MATERIEL ET METHODES
3.1- Le matériel végétal
3.1.1-Acacia tortiIis (Forsk)
3.1.1.1- Position systématique
3.1.1.2- Description de l’espèce
3.1.1.3- Répartition et écologie
3.1.1.4- Caractères ethnobotaniques
3.1.2- Balanites aegyptiaca (L) Del
3.1.2.1- Position systématique
3.1.2.2- Description de l’espèce
3.1.2.3- Répartition et Habitat
3.1.2.4.- Caractères ethnobotaniques
3.1.3- Zizyphus mauritiana Lam
3.1.3.1-Position systématique
3.1.3.2- Description de l’espèce
3.1.3.3- Répartition et habitat
3.1.3.4- Caractères ethnobotaniques
3.1.4- Importance des espèces
3.2- Dispositif expérimental
3.2.1- Plantation naturelle
3.2.2- Plantation expérimentale
3.3- Collecte des données
3.6- Traitement des données
3.6.1- Codification et transformation des données
3.6.1.1- Typologie racinaire
3.6.1.2- Construction des objets géométriques
3.6.1.3- Extraction des données
3.6.1.4- Données topologiques
3.6.1.5- Données géométriques
3.6.1.6- Données fractales
3.6.2- Méthode de cartographie des racines
3.6.2.1- Cartographie des impacts racinaires
3.6.2.2- Paramètres mesurés
3.6.3- Paramètres de production de la plante
3.6.3.1- Détermination de la hauteur, du diamètre basal et du nombre de nœuds
3.6.3.2- Biomasses aériennes et racinaires
3.6.4- Disponibilité en eau du sol
3.6.5- Traitement proprement dit des données
PARTIE II. CARACTERISTIQUES DU SYSTEME RACINAIRE
Chapitre 4: CARACTERISTIQUES STATIQUES DES RACINES
4.1- Morphologie des racines
4.1.1- Analyse qualitative des racines
4.1.2- Analyse quantitative des racines
4.1.2.1- Densité racinaire
4.1.2.2- Densité des types racinaires
4.2- Géométrie des racines
4.2.1- Analyse qualitative : distribution des diamètres racinaires
4.2.2- Analyse quantitative des racines
4.2.2.1- Extension radiale des racines
4.2.2.2- Angle d’insertion des racines
Chapitre 5: DYNAMIQUES DES RACINES
5.1- Paramètres géométriques des racines
5.1.1- Profondeur des racines
5.1.2- Longueur des racines
5.1.2.1- La longueur totale
5.1.2.2- Variation en fonction des types racinaires
5.1.3- Volume des types racinaires
5.1.4- Répartition des types racinaires
5.1.4.1- En station
5.1.4.2- En milieu naturel
5.1.5- Longueurs cumulées des racines
5.2- Volume de sol exploré et dimension fractale
CHAPITRE 6- DEFINITION DES IMPACTS RACINAIRES
Dans ce chapitre, nous avons analysé le nombre d’impacts racinaires et leurs caractéristiques (gradients de densité, distance moyenne interracinaire, l’exploitation) en station et en milieu naturel au Ferlo
6.1- Le gradient de densité (en longueur racinaire)
6.1.1- Au Ferlo (Fig. 35 et 36)
6.2- Distance moyenne entre racines
6.3.- L’exploitation surfaciale
6.4.2- En station
Chapitre 7 : ARCHITECTURE RACINAIRE
6.1- Acacia tortilis
6.2- Balanites aegyptiaca
6.3- Zizyphus mauritiana
Chapitre 7 : EFFET DE L’EAU
7 – Biomasse des plants
7.1- Biomasse aérienne
7.2- Modélisation des paramètres de production
7.3- Estimation de la production des plants
7.3.1- Modélisation de la production des arbres
7.4- Biomasse racinaire
7.5- Rapport de la biomasse souterraine et de la biomasse aérienne
Conclusion partielle
7.6- Taux d’humidité du sol
7.6.1. Etat hydrique du sol
PARTIE III : DISCUSSION & CONCLUSIONS
Chapitre 8- DISCUSSION
Chapitre 9 : CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
TABLES DES MATIERES
TABLE DES ILLUSTRATIONS
LISTE DES FIGURES
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES PHOTOS
ANNEXES
