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Etude de cas avec la RPF
Cinq études de cas illustrent bien la RPF (RPF WWF, 2000) :
– En Bulgarie : restauration des forêts naturelles dans les îles du Danube, habitat essentiel à la survie d’espèces d’oiseaux dont le pélican frisé ;
– En Chine : recherche d’un bon équilibre entre les besoins du panda menacé et ceux des communautés locales ;
– En Malaisie : création de couloirs migratoires pour la vie sauvage le long du fleuve Kinabatangan ;
– Au Brésil : préservation des derniers fragments de la forêt Atlantique et rétablissement de la connectivité suivi de l’approvisionnement en biens et services forestiers aidant à satisfaire les besoins des êtres humains ;
– En Nouvelle Calédonie : coopération propriétaires terriens – éleveurs de bétail avec appui des scientifiques et collectivités locales pour assurer la survie de la forêt tropicale sèche.
Selon le FAO, le RPF vise à aider les patriciens de la restauration des forêts à comprendre le concept, à en apprécier les bienfaits et à le mettre en œuvre (FAO, 2000).
Dans le cadre du projet RPF Fandriana-Marolambo du WWF-WIO, de multiples efforts ont été entrepris dans la production des plants en pépinière pour la restauration des forêts dont la production des plants en pépinière par germination de graines. Cette étude trouve sa préoccupation majeure dans la recherche de processus simple afin de surmonter les barrières liées à l’impossibilité de germination et de multiplier les explants en quantité voulue.
Mais, avant d’entrer dans le vif de l’étude, il s’avère indispensable d’entreprendre des rappels biologiques et physiologiques sur le fonctionnement de la plante.
Rappels botaniques et physiologiques
Mécanismes de régulation chez la plante
Un équilibre fonctionnel se manifeste chez la plante dans des conditions optimales. La rupture de cet équilibre signale un trouble chez la plante. Face au « stress », des processus d’ajustements s’opèrent chez la plante. Quelques mécanismes de régulation seront retracés ici :
Corrélation
Elle s’exprime de façon générale par le développement harmonieux d’une plante. Elle est de nature trophique : la tige assure la conduction de la sève brute puisée de la racine en réponse à la demande des feuilles qui synthétisent les substances nécessaires à la survie, à la croissance et au développement de la plante entière. Cette division de travail entre les organes de la plante lui permet de résoudre sur place ses propres problèmes. Ainsi, la correction d’un déséquilibre se manifeste par l’ajout d’une fonction supplémentaire pour un organe (ou pour l’ensemble) afin de revenir à l’équilibre. Par exemple, en situation de sécheresse, la plante ferme les stomates pour éviter la perte d’eau et réduit la photosynthèse.
Pour la plupart des cas, feuilles et racines sont les principaux organes qui perçoivent directement les conditions du milieu environnant. Des auteurs affirment que la rupture de l’équilibre au niveau de la partie aérienne se régularise suite à des réponses physiologiques qui s’opèrent au niveau du système racinaire et inversement (AMEZIANE, 1994).
La corrélation s’opère aussi sur d’autres activités de la plante, notamment l’inclinaison vers la lumière, la dominance apicale (inhibition des bourgeons latéraux par une forte croissance terminale), la formation de zones d’abscission chez les fruits et les feuilles, la stimulation de la formation des cambiums et surtout la stimulation des divisions cellulaires.
Régulations hormonales
Une hormone est un composé organique qui, synthétisé dans une partie de la plante et transloqué dans une autre partie, à de très faibles doses, de l’ordre de 1µM, cause une réponse physiologique. A titre comparatif pondéral, sucres, acides aminés, acides organiques et autres métabolites pèsent de l’ordre de 1mM à 50mM. (AMEZIANE, 1994)
Cependant, il faut noter que certains composés peuvent entraîner des réponses physiologiques importantes alors qu’ils ne font pas partie de la famille des hormones naturelles dont l’ion inorganique K+, l’auxine synthétique 2,4-D, les composés synthétisés, transloqués et qui jouent à forte concentration tel le saccharose.
Les phénomènes de croissance et de développement dépendent de l’équilibre hormonal régit par les rapports de concentrations et par les gradients de concentrations. La régulation hormonale sur la croissance et sur le développement s’exerce aux niveaux suivants :
– Division, élongation et différenciation cellulaire,
– Germination et dormance des graines et des bourgeons,
– Initiation des racines, tiges et feuilles,
– Production de fruits et leur maturation, production de graines,
– Sénescence et mortalité des organes. (AMEZIANE, 1994)
A concentration normale dans la plante, les hormones Acide Indole Acétique (AIA), Acide Gibbérellique (GA) et Cytokinine (CK) favorisent la croissance et constituent les hormones de croissance alors que, ABA et éthylène inhibent la croissance et sont décrites comme hormones de stress.
A propos de la régulation hormonale, DUCK avait précisé en 1987 avec Aechmea victoriana var discolor L. B. Foster et Aechmea dactylina Bal. que, une augmentation de la production d’éthylène induit la croissance des pousses latérales. Aussi, l’hormone cytokinine s’est avérée essentielle pour la croissance des bourgeons latéraux. Cytokinine et éthylène jouent tous les deux des fonctions importantes dans l’initiation des bourgeons latéraux (DUCK, 1987).
Notion de croissance et développement
A partir de la germination d’une graine ou implantation d’organes végétatifs jusqu’à maturité, la plante subit des transformations quantitatives et qualitatives. Ces transformations englobent les mécanismes de croissance et développement, phénomènes interdépendants et concomitants. En termes de croissance et développement, l’organe constitue l’unité de mesure. La croissance décrit une augmentation continue et irréversible de toutes les dimensions de la plante en longueur, en largeur, en surface, en volume et en masse. Ici, l’augmentation est mesurable dans le temps. La croissance se manifeste de deux manières : l’augmentation en taille des cellules, appelée AUXESIS et l’augmentation en nombre des cellules d’un tissu ou MERESIS.
Cependant, le développement trace l’ensemble des transformations qualitatives au sein de la plante. Il se présente par l’initiation et l’apparition de nouveaux organes végétatifs que reproducteurs. Le développement est un phénomène observable dans le temps. C’est aussi un ensemble d’évènements discrets, observables à un instant donné. Ainsi, l’apparition et l’augmentation en nombre de chaque organe de la plante constituent le développement d’une plante alors que l’augmentation en taille d’un organe traduit sa croissance.
Généralement, la plante possède la capacité de former des organes nouveaux au cours de sa croissance.
Facteurs et conditions de croissance
Les facteurs de croissance sont constitués par des éléments internes (relatifs à la plante) et externes (liés au milieu). Les éléments internes concernent la structure des organes de la plante. Les éléments externes interviennent dans la fabrication de la matière sèche et disposent d’une action quantitative donnant lieu à un bilan d’énergie et de matière : l’énergie solaire, les éléments minéraux, l’eau et la température (AMEZIANE, 1994). L’utilisation de ces facteurs et les processus de fabrication de la matière sèche peuvent se dérouler sous certaines conditions. Facteurs de croissance et conditions de croissance semblent avoir les mêmes importances et significations. Ainsi, peuvent être considérés comme conditions de croissance, les conditions thermiques, une bonne aération autour des racines pour la diffusion d’oxygène, un état structural permettant la croissance des racines, une bonne dose en éléments minéraux,… (GORENFLOT, 1992). La température fait partie des principales conditions pour le bon développement et pour la meilleure croissance des végétaux. C’est pour cette raison qu’il est nécessaire de prendre en compte la notion de rythme de croissance.
Rythme de croissance
Le rythme de croissance peut être fonction de la température. Les mécanismes de développement dépendent de la saison (HELLER, 1982). Pourtant, pour le cas de Madagascar, on peut généraliser de la manière suivante :
– Très active : de Janvier à Avril, consécutive au débourrement des bourgeons ;
– Phase de ralentissement de Mai à Juillet; ce qui pourrait être dû au ralentissement des processus biochimiques chez la plante ;
– Reprise de la croissance en Août;
– Septembre : correspondant à la montée de la sève. Cette périodicité se trouve dans l’anatomie. Chez les arbres, le bois présente au printemps des vaisseaux très larges, compatibles avec une conduction de sève abondante.
Milieu anthropique
La zone Fandriana-Marolambo d’une superficie de plus de 248.000 ha est composée de 10 communes rurales avec 141 Fokontany.
La population dans la zone d’étude est composée principalement par des Betsileo et par des Betsimisaraka. Plus de 70% de la population a un revenu annuel inférieur à 200.000 ariary (moins de 17000 ariary par mois dont 52% ont un revenu mensuel de 8750 ariary). Leur économie, mixte, basée sur la riziculture irriguée de bas fond (en partie sur l’élevage extensif et sur la culture sur abattis-brûlis) leur permet de produire du vivrier sur les collines (CARRIERE, 2005).
Les activités économiques rencontrées dans la zone concernent la vente de produits agricoles notamment le riz, la pomme de terre, le manioc, le tabac, la canne à sucre et le haricot. Les autres activités les plus pratiquées reposent dans le secteur de l’agriculture et de l’artisanat dont le salariat agricole, la vannerie. L’apiculture et l’élevage de porcs sont faiblement pratiqués. (RAMAMONJISOA, 2005)
Vu le relief de la région, rares sont les vallées cultivables à cause des montagnes dentues dites « montagnes de Betsimisaraka » (Photo 1). Elles sont loin d’être suffisantes pour assurer le besoin alimentaire de la population qui ne cesse pas de croitre de manière exponentielle. La culture sur les pentes abruptes empêche le bon développement de la racine et accentue les pertes en matières fertiles du sol sous l’action des eaux de ruissellement. Aussi, la température assez basse du sol et l’émanation d’insectes nuisibles aux cultures constituent les principales contraintes de l’agriculture dans la zone.
Menaces sur les forêts
La pauvreté se manifeste sous divers aspects dans la région. L’accès aux divers services sociaux reste très limité. Les opportunités sont réduites surtout dans les zones enclavées. Les agents espèrent augmenter la surface à cultiver, défrichent la forêt, tout en espérant à obtenir le maximum de produits. Selon RAOLINANDRASANA (2005), la culture sur abattis-brûlis constitue la pression la plus menaçante pour la survie de la forêt
Ces raisons confirment la pauvreté et la dégradation des écosystèmes dans la zone (Photo 2) d’où la nécessité du programme que le WWF a mené dans la région.
Techniques expérimentales
Les expérimentations ont été menées entre Septembre et Décembre 2008 à Ambodijabo, à ciel ouvert mais proche de la forêt et à la bordure de la rivière Nosivolo. Il a été placé près du village pour assurer la sécurité des travaux et afin de faciliter le suivi.
Traitements et paramètres de mesure
Différentes méthodes ont été retenues et appliquées pendant l’expérimentation :
– le système : « châssis » et le système « non châssis » ;
– les traitements : hormone AIB_0,25%, hormone AIB_0,125% et « extrait de Maesa lanceolata ».
Trois conditions régissent la réussite de la technique de multiplication végétative par bouturage : la cicatrisation des tissus sectionnés, la levée de dormance des bourgeons et la néoformation des organes. Ainsi, pendant les observations, trois variables de mesure ont été retenues :
– le nombre de feuilles émises,
– le nombre de feuilles et de bourgeons apparus et,
– le taux d’apparition de cals racinaires.
Une fiche de suivi a été établie pendant la collecte des informations (Annexe 5).
Un rhyzocton (Photo 4) a été mis en œuvre pour observer le développement de la racine. Il a été matérialisé à l’aide de deux vitres. La distance entre les deux vitres dépend de l’objectif de l’étude. Pour notre cas, il s’agit de déterminer le temps nécessaire pour l’apparition de racines et la distance entre les deux vitres a été fixée à 3cm.
Dispositif expérimental
Les deux systèmes testés sont : « châssis » et « non châssis ». Pour l’étude de l’efficacité du système « châssis », l’espèce Dalbergia monticola seul a été matérialisée avec les deux systèmes et avec deux facteurs (témoin et AIB_0,25%).
Les traitements comprennent : le témoin, AIB_0,25%, AIB_0,125%, et extrait de Maesa lanceolata. Pour chaque essai, la répétition a été fixée à 40 boutures. Toutes les boutures ont été prélevées sur des rejets plus ou moins lignifiés. Le schéma du dispositif expérimental est en Annexe 7.
Système « châssis »
HAAPALA et PAKKANEN (2004) avaient utilisé une mini-serre pour stocker les boutures de Populus tremula et Populus tremuloïdes qui sont devenues plus vigoureuses.
Le « châssis », mesurant 3m de long et 1m de large (Photo 5) a été conçu avec de la cellophane. Des matériaux végétaux ont été utilisés comme couvercle (Photo 6). Ceci a permis de retenir la température et l’humidité dans des fourchettes requises. L’équipement a été adapté afin de faciliter les travaux d’entretien des boutures tel l’arrosage, le suivi (Photo 7). De plus, la conception a intégré la participation des paysans, une des techniques clé de la l’approche RPF.
Concernant la luminosité, l’orientation des « châssis » a été adaptée de manière à ce que les boutures puissent recevoir l’optimum de lumière afin de stimuler les activités métaboliques. Cependant, l’orientation a permis aux explants d’esquiver la forte luminosité le midi. Après émission de jeunes feuilles, les explants seraient capables de poursuivre la photosynthèse et disposeraient de la capacité de produire elles-mêmes ses propres substances nécessaires aux processus de croissance et de développement.
Substrat
Porosité, aération, et optimum de rétention d’eau sont les critères requis pour un bon substrat. Du sable, du terreau et de la terre ordinaire ont été mélangés avec une proportion de 1/3 chacun. Les terres à forte activités biologiques sont à éviter car elles risqueront de favoriser le développement des champignons et d’autres agents pathogènes susceptibles d’attaquer la base des boutures enfoncée dans le substrat.
Acide Indol Butyrique (AIB)
L’hormone de bouturage de marque KB a été utilisée comme AIB 0,25% sous forme poudre. La base des boutures a été trempée dans la poudre, avec environ 1g par bouture. Afin d’éviter le gaspillage d’hormone, des trous ont été creusés au préalable. A propos de AIB 0,125% sous forme liquide, une dilution a été faite en utilisant AIB_0,25% comme substance-mère. Le principe de la dilution est en annexe 8. Quatre heures après arrosage abondant du substrat, chaque bouture a été trempée pendant une minute dans la solution et 1ml de solution de AIB 0,125% a été versée dans chaque trou. L’arrosage n’a été conduit qu’après 48 heures au moment du repiquage, afin que les substances hormonales sous forme liquide ne soient pas lessivées.
Extrait de Maesa lanceolata
Selon OVERBEEK (1937), l’extraction d’auxine peut se faire à base d’alcool. Faute de matériel adapté, et de l’éloignement de la zone d’étude, une méthode plus simple a été adoptée. Environ 500g de bourgeons et de feuilles de la partie terminale (partie renfermant le plus de substance blanchâtre) de la plante M. lanceolata [MAESACEAE] ont été prélevés tôt le matin. Après broyage, l’extraction a été faite avec du méthanol 2, 99%. Le jus a été récupéré et utilisé pendant les expérimentations. Les opérations ont été conduites à l’abri de la lumière pour éviter que les substances hormonales volatiles ne soient pas détruites par la luminase. Un arrosage abondant du substrat a été mené quatre heures avant le repiquage des boutures. Les explants ont été trempés une minute dans la solution et 1ml de l’extrait a été versé dans chaque trou. L’arrosage suivant n’a été fait que 48 heures après repiquage.
Collecte et manipulation des boutures
En terme de restauration écologique, la collecte de boutures se fait sur au moins 10 individus mères bien répartis sur tout le peuplement et de préférence 10 à 25 pieds par hectare. Ceci est, dans le but d’obtenir une base génétique large.
Les critères pour le choix des individus mères reposent sur les caractères suivants :
– individus indemnes de problèmes phytosanitaires ;
– bonne croissance en hauteur par rapport au peuplement de même âge de la même espèce;
– absence de forme défectueuse: fourche, fibre torse, chancre, . . .
– bon élagage naturel ;
– vigueur des individus et arbres non isolés.
En pratique, la même quantité de boutures est récoltée sur les individus sélectionnés. Les échantillons de boutures ont été prélevés aux environs des sites décrits sur le tableau 2.
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Table des matières
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : GENERALITES
I. Etudes préliminaires
I. 1. WWF et la conservation des forêts
I. 1. 1. Problèmes et menaces sur les forêts
I. 1. 2. Mesures et approches du WWF
I. 2. Restauration des paysages forestiers (RPF)
I. 2. 1. Historique
I. 2. 2. Fonctionnement de la RPF
I. 2. 3. Etude de cas avec la RPF
II. Rappels botaniques et physiologiques
II.1. Mécanismes de régulation chez la plante
II. 1. 1. Corrélation
II. 1. 2. Régulations hormonales
II. 2. Notion de croissance et développement
II. 2. 1. Facteurs et conditions de croissance
II. 2. 2. Rythme de croissance
III. Milieu d’étude
III. 1. Milieu physique
III. 1. 1. Localisation
III. 1. 2. Climat
III 2. Milieu anthropique
III. 3. Menaces sur les forêts
DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES
I. Méthode de travail
I. 1. Choix de la technique
I. 2. Détermination des espèces cibles
I .2. 1. Calcul de l’indice de l’utilisation
I. 2. 2. Etude du taux de régénération des plantes hôtes
I. 3. Formulation des hypothèses
I. 4. Espèce Maesa lanceolata
II. Techniques expérimentales
II. 1. Traitements et paramètres de mesure
II. 2. Dispositif expérimental
II. 3. Système « châssis »
II. 4. Substrat
II. 5. Acide Indol Butyrique (AIB)
II. 6. Extrait de Maesa lanceolata
II. 7. Collecte et manipulation des boutures
II. 8. Repiquage et entretien journalier
III. Traitement des données
TROISIEME PARTIE : RESULTATS
I. Enquête ethnobotanique
I. 1. Liste des espèces et indices d’utilisation
I. 1. 1. Espèces utilisées pour le bois de chauffe
I. 1. 2. Espèces utilisées en sculpture
I. 1. 3. Bois d’oeuvre et de construction
I. 1. 4. Espèces utilisées comme plante médicinale
I. 2. Systématique et description des espèces cibles
I. 3. Ecologie des espèces cibles
II. Effets des traitements
II. 1. Influence de l’utilisation du « châssis »
II. 1. 1. Nombre de feuilles émises par Dalbergia monticola
II. 1. 2. Nombre de feuilles et de bourgeons axillaires développés par Dalbergia monticola
II. 1. 3. Taux d’apparition de cals racinaires
II. 1. 4. Taux de survie des boutures
II. 2. Effets des traitements à l’AIB_0,25%, AIB_0,125% et extrait de Maesa lanceolata
II. 2. 1. Nombre de feuilles émises par les boutures des 3 espèces
II. 2. 2. Nombre de feuilles et de bourgeons axillaires émis par les boutures des trois espèces
II. 2. 3. Taux d’apparition de cals sur les boutures des trois espèces
QUATRIEME PARTIE : DISCUSSIONS
I. Technique de bouturage
II. Paramètres de mesure
III. Saison
IV. Système « châssis »
V. AIB_0,25% et AIB_0,125%
VI. Extrait de Maesa lanceolata
VII. Apparition de cals racinaires
CONCLUSION ET PERSPECTIVES
BIBLIOGRAPHIE
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