Caractérisation des interactions légumineuses-rhizobia dans les systèmes céréales vis-à-vis aux contraintes abiotiques

Abstract

La faible disponibilité en phosphore (P) dans les sols est un facteur limitant majeur pour la production des légumineuses fixatrices de N2, notamment dans les régions méditerranéennes. Cette carence en phosphore affecte particulièrement les légumineuses, comme le pois chiche, qui dépendent de la symbiose rhizobienne pour la fixation de l'azote atmosphérique. Des études de terrain ont été menées pour évaluer les réponses de cette symbiose à la déficience en phosphore, en examinant comment les systèmes d'association culturale légumineuses-céréales peuvent améliorer les bénéfices de cette symbiose, surtout sous des contraintes abiotiques telles que la déficience en phosphore, prenant en compte leur taux de croissance, leur rendement en graines et l'efficacité de leur symbiose rhizobienne. Pour répondre à cet objectif, les génotypes de pois chiche sont cultivés avec un dispositif en bloc aléatoire complet en 2017 dans la région de Boumedfaa (Algérie), les résultats montrent des rendements varient entre 20 et 40 q/ha. Les génotypes FLIP 85-88C. et FLIP 90-13C. ont obtenu les meilleurs rendements. De plus, le génotype FLIP 93-93C. a démontré une meilleure EUSR (2,82 gSDWg-1 NDW) par rapport à FLIP 97-677C. (0,1 gSDWg-1 NDW). Les génotypes optimisés pour l'utilisation du P ont affiché des rendements supérieurs et sont mieux adaptés aux conditions de faible disponibilité en P. L'introduction de systèmes d'association culturale entre légumineuses et céréales permet de maximiser les avantages de la symbiose rhizobienne, en particulier lorsque les conditions abiotiques, comme une faible disponibilité en P, limitent la croissance des cultures. Une deuxième étude a été réalisée pour évaluer l'adaptation des génotypes de pois chiche à la déficience en phosphore dans ces systèmes céréaliers. Pour répondre à cette étude, une analyse a été faite sur la croissance, la nodulation et l'acquisition de P des sept génotypes de pois chiche cultivées en monoculture et en association avec le blé dur (Triticum durum Desf), sous des conditions de limitation en P. Les résultats ont montré que la fixation symbiotique de N2 (FSN) est un processus très sensible à la carence en phosphore, étant fortement influencée par la nodulation des racines. Les essais de terrain ont révélé que les génotypes de pois chiche testés présentent des niveaux variés de tolérance aux conditions édapho-climatiques, en particulier à la faible disponibilité en phosphore dans le sol. Ces différences entre les génotypes sont attribuées à des variations dans l'efficacité d'utilisation du phosphore (EUP), ce qui ouvre la voie à une sélection génétique orientée vers une meilleure gestion des intrants en agriculture. Les génotypes les plus efficaces en termes d'utilisation du phosphore ne se distinguent pas seulement par leur biomasse élevée, mais également par leur capacité supérieure à utiliser la symbiose rhizobienne de manière plus efficiente. Le génotype FLIP 93-93C. a montré une meilleure efficience d’utilisation du phosphore en association avec le blé dur (21,32 g TDW.mg P uptake-1) en comparant avec la monoculture (15,26 g TDW.mg P uptake-1). Vis-à-vis EUSR, FLIP 9393C. a montré une meilleure utilisation de la symbiose rhizobienne dans deux sites différents (2,11 g SDWg-1 NDW sous suffisance en P) par rapport (0,82 g SDWg-1 NDW sous déficience en P). Les interactions entre le pois chiche et le blé dur sont traduits par une augmentation de la croissance en biomasse totale mixte exprimé par un LER élevé tel que les génotypes FLIP 97-677C., FLIP 93-93C. et FLIP 85-88C.ont montré un LER supérieur à 1 en association avec le blé dur. En outre, les meilleurs rendements chez le pois chiche ont été observé chez FLIP 97-677C. et FLIP 93-93C. en association avec un LER supérieure par rapport aux autres génotypes qui montrent un rendement meilleur en monoculture. Parallèlement, la meilleure accumulation du P par le blé est notée dans le cas d’associations comparativement au système de monoculture. Comprendre les mécanismes d'adaptation à la carence en phosphore est crucial pour améliorer la productivité des légumineuses et identifier les symbioses les plus efficaces. Cela permettra de développer des variétés de pois chiche plus résistantes et plus performantes dans des environnements pauvres en phosphore, contribuant ainsi à une agriculture plus durable et résiliente. Les recherches futures devraient se concentrer sur l'identification des traits génétiques et physiologiques qui confèrent une tolérance accrue à la déficience en P, ainsi que sur l'amélioration des pratiques agricoles pour optimiser l'utilisation du P dans les systèmes de culture mixte légumineuse-céréale.