Thèse présentée à L'ECOLE POLYTECHNIQUE FEDERALE DE ZURICH Ing. agr. dipl. EPFZ ...

183 Pages·2007·6.88 MB·French

ETH Library
Structures du rendement et
croissance des grains de triticale
comparasion de genotypes de
tailles differentes
Doctoral Thesis
Author(s):
Fossati, Dario
Publication date:
1995
Permanent link:
https://doi.org/10.3929/ethz-a-001544398
Rights / license:
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ThèseEPFNo 11271
STRUCTURESDURENDEMENTETCROISSANCEDESGRAINSDE
TRITICALE
COMPARAISONDEGENOTYPESDETAILLESDD7FERENTES
Thèseprésentéeà
L'ECOLEPOLYTECHNIQUEFEDERALEDEZURICH
pourl'obtentiondutitrededocteures sciencestechniques
par
DARIOFOSSATI
Ing. agr. dipl. EPFZ
néle27août 1961
deMeride (TI)
Acceptésurpropositiondes
Prof. Dr. Stamp, rapporteur
Dr. A. Fossati, co-rapporteur
Dr. J.E. Schmid, co-rapporteur
Zurich, 1995
UnobuscaUenodeesperanzas
elcaminoquelossuenos
prometieronasusansias...
Uno!...
EnnqueSantosDiscépolo
Amesparents
i
Avant-propos
Alors qu'il m'est encore difficile d'imaginer que lapériode consacréeà ce travail se
tranformerapour moiensouvenirsnostalgiques, ilestdéjàcertainqueje garderaien
mémoirel'aideprécieusedenombreusespersonnes.
Cetravailaétéréaliséàlastationfédéralederecherchesagronomiques deChangins,je
remercielaDirectiondem'avoirautoriséàlefaireparallèlementàmesautrestâches.
Ma profonde gratitude va au professeur Peter Stamp qui m'a donné la chance
d'entreprendre cette thèse. Sa patience, son humour, ses nombreux conseils et la
confiancequ'ilm'aaccordéeontété desappuisprécieuxtoutaulongdecesannées.
MasincèrereconnaissancevaauDr. AldoFossati,corapporteur,poursadisponibilité,
pour les nombreuses discussionset, entantquesupérieur, pourlesoutienetlaliberté
dontj'aibénéficiépendantmontravail. J'espèreque leprogramme d'améliorationdu
triticalequ'ildirigeavecbriopourraprofiterdesrésultatsdecettethèse.
Les comparaisons statistiques du chapitre IV.3 n'auraient pas été possibles sans le
concours du professeur Vuagna de la section de Mathématiques de l'Université de
Genève. Je le remercie vivement pour sa gentillesse etpour tout le temps qu'il m'a
consacré.
MesremerciementsvontaussiauDr. J.E. Schmidquiaacceptéd'êtrecorapporteuret
au Dr. Boy Feil quiaeul'idéed'utiliserlesrésultatsd'analyseschimiquesdesgrains
pourexplorerd'autreshypothèses. Collaboreravecluiàlarédactiondespublications qui
exploitentcesrésultatsaétéunplaisiretd'ungrandsecourspourrédigercettethèse.
Ungrandmerciégalementàtouslescollèguesetàl'équipedetechniciensdelasection
Améliorationdesplantespourleurcoopérationainsi qu'auDr. Dvorakpourl'analyse
chimiquedeséchantillons, auDr.JaquiérypoursacollaborationetàVivianeReymond-
Fenterpourlarelectureminutieusedumanuscrit. Jevoudraisenfinexprimertoutema
gratitudeauxpersonnesquim'ontsupportéouquiparleuramitié, m'ontencouragé,je
pense ici en particulier à Silvia, aux "agros romands de la volée", à Christian et
Jaqueline, àIngrid, àNicoleetàJorgeetFrancine.
Nyon,août 1995
ii
Tabledesmatières
Avant-propos i
Tabledesmatières ii
Listedesabréviations v
I INTRODUCTION 1
1.1 Brefhistoriquedutriticale 1
1.2 Leprogrammedesélectionsuisse 3
H PROBLEMATIQUE 5
m REVUEDELITTERATURE 8
HI.1 Structuredurendementdescéréalesàpaille 8
ni.2 Laformationdugrain 13
111.2.1 Observations 13
111.2.2Lecasdutriticale 19
HJ.3 Gènesdenanisme 25
111.3.1 Gènesdenanismedublétendre 26
111.3.2Gènesdenanismedubléduretduseigle 29
111.3.3Utilisationdesgènesdenanismedansletriticale 30
111.3.4 Relations entretailleetrendement 32
IV PARTIEEXPERIMENTALE 33
IV.l Testspréliminaires, choixde10génotypes 33
IV.1.1 Introduction 33
IV.1.2 Matérieletméthodes 34
IV.1.2.1 Matérielvégétal 34
IV.1.2.2 Miseenplaceetdéroulementdes essais
34
IV.1.2.3 Conditionsclimatiques 37
IV.1.2.4 Paramètres étudiés 37
IV.1.2.5 Testdesensibilitéàlagibbérelline 39
. .
IV.1.2.6 Analyses statistiques 39
IV.1.3 Résultats desparcellesd'échantillonnage 39
IV.1.3.1 Composantesdurendement 40
IV.1.3.2 Rythmes dedéveloppement 41
IV.1.3.3 Morphologie des plantes, poids à
l'hectolitre,aspectdugrain, tempsdechute
42
IV.1.3.4 Relations entre rendement, poids à
l'hectolitreettailledesgénotypes 42
...
IV.1.3.5 Choixetcaractérisationde 10génotypes
46
IV.1.4 Discussion 48
IV.l.5 Conclusions 49
m
IV.2 Essaisenconditionsnaturelles(1990,1991) 50
IV.2.1 Introduction 50
IV.2.2 Matérieletméthodes 51
IV.2.2.1 Matériel végétal, lieux expérimentaux et
déroulementdesessais 51
IV.2.2.2 Observations etrécoltes 51
IV.2.2.3 Dispositifdesessaisetanalysesstatistiques
53
IV.2.3 Résultatsetdiscussions 54
IV.2.3.1 Conditionsclimatiques 54
IV.2.3.2 Morphologieetprécocitédesplantes 55
IV.2.3.3 Composantesdurendement 60
IV.2.3.4 Répartition des assimilats et poids
spécifiquedugrain 66
IV.2.3.5 Observations àlafloraisonetefficacité de
transfertdel'azote 73
IV.3 Etudedelacroissancedugrain 80
IV.3.1 Matérieletméthode 81
IV.3.1.1 Observationsetrécoltes 81
IV.3.1.2 Paramètrescalculésetméthodesstatistiques
81
IV.3.2 Résultatsetdiscussions 83
IV.3.2.1 Conditionsclimatiques 83
IV.3.2.2 Poidsfinaldugrain 84
IV.3.2.3 Duréedelacroissance 87
IV.3.2.4 Vitessedecroissance 91
IV.3.2.5 Volumedugrain 97
IV.4 Essaisenchambresclimatisées 101
IV.4.1 Introduction 101
IV.4.2 Matérieletméthodes 102
IV.4.2.1 Matérielvégétaletconditionsdecroissance
102
IV.4.2.2 Récoltesetmesures 103
IV.4.2.3 Calculsetméthodesstatistiques 103
....
IV.4.3 Résultatsetdiscussions 104
IV.4.3.1 Poids, durée et vitesse de croissance du
grain 104
IV.4.3.2 Volumeetdensitéfinale 109
IV.4.3.3 Evolutionduvolumedugrain 111
IV.4.4 Conclusions 112
CONCLUSIONSGÉNÉRALESetDÉFINITIONSD'IDEOTYPES 114
RÉSUMÉ, SUMMARY 129
iv
VH BIBLIOGRAPHIE
135
Vm ANNEXES
153
V
Listedesabréviations
CD Codedécimal
Chg Changins (cantondeVaud)
CIMMYT CentroInternacionaldeMejoramientodeMaizyTrigo
CNflo concentrationenazotedelaplanteàlafloraison
CNG concentrationenazotedugrain
CNP concentrationenazote delapaille
CV coefficientdevariation
Del Delley(cantondeFribourg)
DL degrédeliberté
err.-std. erreur-standard
ETYN EucarpiaTriticaleYieldNursery
EUCARPIA Associationeuropéennepourl'améliorationdesplantes
FAO FoodandAgricultureOrganization
GA acidegibbérellique (GA3)
Gou Goumoens-la-Ville(cantondeVaud)
HAU hauteurdesplantes
IR indicederécolte(partdelamatièresèchedesgrainssurlamatièresèche
del'ensembledespartiesaériennesdelaplante; enanglais, "Harvest
Index")
IRA indicederécoltedel'azote
ITYN InternationalTriticaleYieldNursery
MS/E matièresècheproduiteparépiàlafloraison
MS/P matièresècheproduiteparplanteàlafloraison
MSflo matièresècheaériennedesplantesparmètrecarréàlafloraison
Neff efficacitédetranslocationdel'azote
NE2 nombred'épisparmètrecarréàmaturité
NE2flo nombred'épisparmètrecarréàlafloraison
NG2 nombredegrainsproduitsparmètrecarré
NGE nombredegrainsparépi
NP2 nombredeplantesparmètrecarré
PEPI poidsdesgrainsd'unépi
PHL poidsàl'hectolitre
PMG poidsdemillegrains(à 15% d'humidité)
Pfg poidsfinaldegrainsprélevésaucentredel'épi (à0% d'humidité)
RB rendementbiologiqueoubiomasseaériennetotale
RDT rendementdugrainà 15% d'humidité
RDTNflo rendementbiologiqueazotéàlafloraison(quantitéd'azoteabsorbéàla
floraison)
tl duréedelaphaseinitialedecroissancedugrain
t2 findelaphasedecroissancelinéairedugrain
t3 findelacroissancedugrain
%H2Omax teneureneaudugrainlorsqu'ilatteintsonvolumemaximal
1
I INTRODUCTION
Depuislepremierhybridestérileentreunseigle(SecalecéréaleL.) etunblé(Triticum
aestivumL.)observéparA.S.Wilsonen1875(Mûntzing, 1979)letriticaleaconnuun
développementspectaculaire. Ilestactuellementcultivésurplusde2 millionsd'hectares
àtraverslemonde(Pfeiffer, 1993). Utiliséprincipalementpourl'alimentationdubétail,
ilpeutégalementêtreconsomméparl'hommesouslaformedepains, biscuits,cookies,
tortillas, chapatisetc...(Cooper, 1985; Skovmandetal., 1984). Savaleurnutritionnelle
repose suruneteneurenprotéineetuneconcentrationenacides aminés essentiels, en
particulier de lysineetde thréonine, plus élevées que dans leblé (National Research
Council, 1989). Les avantages agronomiques du triticale sont sa productivité et sa
tolérance aux conditions pédo-climatiques défavorables. Depuis quelques années les
rendements du triticale égalent ou dépassent ceux du blé. Dans les sols difficiles
(humides, sableux, salés, riches en bore) de nombreux essais ont démontré que ses
performancessontmoinsdiminuéesquecellesdublé(NationalResearchCouncil, 1989;
Cooper, 1991).
La sélection du triticale est récente, puisque les premières variétés ont été
commercialiséesverslafindesannées60. Audébut, l'améliorationdelafertilitéaété
la principale préoccupation de tous les sélectionneurs. D'autres objectifs, dont
l'améliorationdurendement,larésistanceàlaverse, unmeilleurremplissagedesgrains
etlarésistanceàlagerminationsurpied, ontparlasuiteprisplusd'importance.
Bienquelesprogrès récentspromettentunbelaveniràcette "nouvelleespèceobtenue
par l'homme" (Fossatietal., 1978), ces problèmes nesontpas encorecomplètement
résolus.
1.1 Brefhistoriquedutriticale
L'histoiredu triticale a été bien documentée parplusieurs auteurs dont Fossati etal.
(1978),Gregory(1987), GuptaetPriyadarshan(1982), Mûntzing(1979), Skovmand et
al. (1984),Varugheseetal. (1987)entreautres. Apartirdecestravauxonpeutretracer
2
ledéveloppementdecetteespèceenquelques grandesétapes. Une quinzained'années
après les observations de Wilson, W.Rimpau découvrit des hybrides spontanés
partiellementfertiles. Quelquesdécenniesplus tarddeschercheurssoviétiquesetsuédois
tentèrent de transformer cette curiosité botanique en une espèce cultivée. Grâce à
l'application de colchicine en 1938, A. Miintzing parvint à doubler le nombre de
chromosomesetproduisitdessemencesàpartirdeseshybrides. Cespremiers triticales
étaientoctoploïdescarilscombinaientlegénomehexaploïdedublétendre(AABBDD)
avec celui diploïde du seigle (RR). Dans les années 40, grâceau développement des
techniquesdeculturesd'embryons, ilaétépossibledeproduiredestriticaleshexaploïdes
à partir du blé dur tetraploïde (AABB) (Triticum turgidum L. var. durum) (O'Mara,
1948). Cestriticalesà42chromosomessemblaientbeaucoupplusprometteurs. En 1954,
l'universitédeManitobaauCanadarassemblaunelargecollectiondetriticalesprimaires
(descendantsdirectsdescroisementsentreblésetseigle)etcommençaàlescroiserentre
euxpourobtenirdestriticalessecondaires. LestravauxdeShebeski, Jenkins etEvansau
Canada, de Sanchez-Monge en Espagne, de Kiss en Hongrie débouchèrent dans les
années 60 sur les premières homologations de variétés commerciales de triticale. Au
CMMYT(CentroInternacionaldeMejoramientodeMaîzyTrigo),unprogrammede
sélectiondutriticaleaétéinitiéparBorlaugpuispoursuivitparZillinsky. C'estlàqu'en
1967,uncroisementspontanéentreuntriticaleetunblédemi-naindonnaunnouvelessor
au développement du triticale. Lavariété Armadillo issuedecetévénementétaitplus
courte,partiellementinsensibleàlaphotopériodeetplus fertilequelestriticales decette
époque. Elleaensuiteététrèsutiliséepartouslessélectionneursàtraverslemonde. On
trouva dans cette variété une substitution du chromosome 2R du seigle par le
chromosome2Ddublétendre(GustafsonetZillinsky, 1973). Lestriticales quiontdes
chromosomesRremplacéspardeschromosomes Dsontdits "substitués" etceuxquiont
les7chromosomesRsontappelésparoppositiondes "triticalescomplets". Lasupériorité
d'un type de triticale sur l'autre a été le sujetde controverse (Pfeifferet Fox, 1991;
Skovmandetal., 1985). Ilsemblequ'actuellementlestriticalescompletsaientengénéral
des performances supérieures aux triticales substitués dans les régions marginales
(Pfeiffer et al, 1991). Pendant les années 70 le triticale s'affirme de plus en plus: