Le photopériodisme des sorghos africains Les variétés de sorgho obtenues en sélection ces dernières années apportaient un progrès surtout sur le plan de la productivité dans des conditions de milieu favorables. Pour répondre aux besoins et aux contraintes des agriculteurs d 'A frique soudano-sahélienne, il est nécessaire à présent d'intégrer des caractéristiques agronomiques des variétés locales, notamment leur sensibilité au photopériodisme qui procure une grande souplesse d'adaptation face aux aléas climatiques. es programmes de sélection, ayant pour o b j e c t i f d 'a u g m e n t e r le n iv e a u de p r o d u c t i v i t é d a n s des c o n d i t i o n s de c u lt u r e non lim ita n te s , o n t é lim in é le comportement photopériodique des cultivars améliorés. Il s'agissait : L - de d i m i n u e r la t a i l l e des p la n t s et la production de biomasse pour mieux valoriser les engrais ou l'irrigation ; - de r a c c o u r c i r la lo n g u e u r des c y c le s culturaux ; - d'améliorer l'aptitude du matériel végétal à la culture dans d'autres conditions de durée du jour, sous d'autres latitudes ou en contre saison. Ce c h o i x s o u s - e s tim e la s o u p le s s e q u e procure le p hotopériodism e dans le calage des cycles culturaux. Les variétés issues de la sélection sont mal adaptées aux systèmes de production extensifs d'Afrique de l'Ouest, ce q u i e x p liq u e leu r f a ib le a d o p tio n par les paysans (STOOP et al., 1982). Au M a li, une é tu d e a été c o n d u ite sur la sensibilité des variétés au photopériodism e par l'institut d'économ ie rurale (1ER, Mali) en collaboration avec le Centre de coopération in te rn a tio n a le en rech erche a g ro n o m iq u e pour le déve lo pp em e nt (CIRAD, France) et l'international Crop Resarch Institute for the Semi-Arid Tropics (ICRISAT, Inde). Le photopériodisme des sorghos M. VAKSMANN CIRAD-CA, BP 1 8 1 3 , Bamako, M a li S.B. TRAORE, O. NIANGADO Institut d'économ ie rurale, BP 2 5 8 , Bamako, M a li Le d é v e l o p p e m e n t des s o rg h o s d é p e n d e s s e n tie lle m e n t de la t e m p é r a tu r e et de la p h o t o p é r i o d e . Le p h o t o p é r i o d i s m e est g é n é r a l e m e n t r e c o n n u c o m m e une adaptation à des phénomènes saisonniers. P our les m ils et so rg ho s, ce p h é n o m è n e p e rm e t la s y n c h ro n is a tio n de la flo ra is o n Agriculture et développement ■ n° 9 - Mars 1996 photopériodism e des sorghos avec la fin de la saison des pluies. En effet, dans des conditions de faible intensification, une des p r in c ip a le s q u a lité s des sorghos lo c a u x est leur a d a p ta tio n à la v a r ia b ilité c lim a tiq u e de façon à v a lo ris e r la to ta lité de la sa iso n des p lu ie s et o p t i m i s e r les conditions de maturation du grain. O n p a r ta g e h a b i t u e l l e m e n t les ty p e s de ré p o n s e s à la p h o t o p é r i o d e en t r o is catégories, les plantes insensibles, les plantes qui fleurissent plutôt en jour long et celles qui fleurissent plutôt en jou r court. La plupart des p la n te s d 'o r i g i n e t r o p i c a l e s o n t de ty p e « j o u r s c o u r ts » t a n d i s q u e la m a j o r i t é de plantes d 'o rig in e s m é d ite rra n é e n n e et tempérée sont de type « jours longs ». De mai à octobre, saison agricole en Afrique de l 'O u e s t e t d u C e n tr e , la v a r i a t i o n de la durée du jou r est faible, à cause de la proxim ité de l'équateur (figure 1). Toutefois, le s o rg h o est très s e n s ib le e t son c y c l e p e u t ê tre m o d i f i é p a r de trè s fa i b l e s v a ria tio n s de la durée du jo u r, de l'o rd re de quelques minutes. En fonction de la date de semis, la durée du c y c l e des s o rg h o s d 'A f r i q u e s o u d a n o s a h é lie n n e p e u t v a r ie r , p o u r une m ê m e variété, de 90 à 190 jours. Un décalage de semis de 15 jours peut, fin mars, c'est-à-dire en contre saison, retarder la durée du cycle de plusieurs mois (figure 2). Il est rare, pour une plante de grande culture, de présenter u ne t e l l e i n t e r a c t i o n e n tr e le g é n o ty p e et l'environnement. Mois Figure 1. Evolution de la durée du jour à 12°39' de latitude nord (latitude de Bamako, Mali) au cours de l'année. Période de semis en conditions naturelles Durée du cycle (¡ours) 190 170 150 130 110 90 70 50 Jours I 50 100 10/04 20/02 150 30/05 -----r 200 20/07 T T 250 10/09 300 30/10 Date de semis Figure 2. Evolution de la durée du cycle d'une variété locale de sorgho (CSM 388) lorsque la date de semis varie (région de Bamako). Modèles de développement du sorgho Un m o d è le s im p le p e rm e t d 'e x p liq u e r le d é v e l o p p e m e n t du s o rg h o : la d u r é e de la p é r io d e v é g é ta tiv e (DT), e x p r im é e en s o m m e de d e g ré s jo u r s de la le v é e à l 'i n i t i a t i o n p a n ic u la ire , a ug m e n te avec la p h o t o p é r i o d e (P), s o it de fa ç o n l i n é a i r e (M A J O R , 1 9 8 0 ; R IT C H IE et A L A G A R S W A M Y , 1 9 8 9 ) , s o it de fa ç o n hyperbolique (FRANQUIN, 1974). 3 000 en degrés jours (DT) 2 500 ; 2 000 1 (2) DT = a - b x P 1 500 (1) DT= a - b x P 1 000 - / 500 Le p r e m i e r m o d è l e l i n é a i r e ( f ig u r e 3) im plique une variation faible de de la durée de la phase v é g é ta tiv e en f o n c t io n de la p h o to p é rio d e . C'est le cas de nombreuses variétés américaines ou de variétés issues des programmes de sélection. (1 ) Modèle linéaire, par exemple pour la variété 60 M (2) Modèle hyperbolique, par exemple pour la variété CSM 388 Dans le second modèle, la durée de la phase végétative s'accroît très rapidement lorsque Figure 3. Les deux modèles reliant la somme des températures nécessaires à l'initiation paniculaire en fonction de la photopériode. Agriculture et développement ■ n° 9 - Mars 1996 0 11 60 M 11,5 12 CSM 388 12,5 13 13,5 14 14,5 15 Photopériode P (heures) photopériodism e des sorghos la p h o to p é rio d e augmente, ju s q u 'à rendre im p o s s i b le la f l o r a i s o n en jo u r s lo n g s . Ce modèle traduit bien le comportement des sorghos africa in s. S'ils sont semés de mai à ju i n , près du so lstice , lo rsq u e la d urée du jo u r est m axim ale, leur d é ve lo pp em e nt reste à l'é t a t v é g é ta t if et é v o lu e lo rs q u e la durée du jo u r est descendue en dessous d 'u n e p h o to p é r io d e in d u c t iv e . S 'ils sont semés en août ou sous des p h o to p é rio d e s basses, la d urée de la p é rio d e vé g é ta tiv e est m i n i m a l e et sa v a le u r r e p ré s e n te la « p r é c o c i t é i n t r i n s è q u e » de la v a r ié t é . D a n s ces c o n d i t i o n s la v a r i é t é s e m b le insensible à la photopériode. Prévision du développement Photopériode à l'initiation florale (heures) des sorghos Pour déterminer les caractéristiques de sensi bilité à la photopériode et aux températures d'une variété, on réalise un essai comportant des semis échelonnés. On porte en ordonnée la d u r é e de la p é r io d e v é g é t a t iv e (D T) et en abscisse la photopériode (P) au moment de l ' i n i t i a t i o n p a n i c u l a i r e ( f i g u r e 4). O n a ju ste une r e la t io n h y p e r b o l i q u e de form ule générale : DT = 1 / b - a x P. Cette f o r m u l e p e r m e t de p r é v o i r la d u r é e de la phase végétative en fonction de la date de semis et des te m p éra tures s u iv a n t une procédure itérative simple. Chaque variété p e u t être ca ra ctérisée par les c o e ffic ie n ts de p h o to p é rio d is m e a et b et par la durée de la pha se j u v é n i l e p e n d a n t l a q u e l le , en d é b u t de cyc le, e lle est insensible à la photopériode (tableau 1). Figure 4. Relation entre la photopériode (P) et la durée de la période végétative (DT) exprimée en degrés jours (base 8). Tableau 1. Paramètres caractéristiques du développem ent de 4 variétés originaires du Mali. Variété CSM 63 CSM 219 CSM 388 Bimbiri Dialan a b 0,00093 0,00199 0,001947 0,00082 0,01415 0,02794 0,02705 0,01166 Phase juvénile en degrés jours 500 450 500 700 Fonctionnement du m odèle de développem ent Conséquences agronomiques : adaptation et calage du cycle En A friq u e s o u d a n o -sa h é lie n n e , la saison des p lu ie s c o m p r e n d t r o i s p é r io d e s caractéristiques (figure 5). La p r e m iè r e p é r io d e c o r r e s p o n d à l'in s ta lla tio n des pluies. Cette p ériode, de mai à ju ille t, est celle des semis. Le d éb ut et la durée de cette phase sont très variables s u iv a n t les lie u x , les a n n ée s m a is aussi en f o n c t io n des itin é ra ire s te c h n iq u e s et notamment du travail du sol. des sorghos Afin de prévoir la durée de la période végétative (de la levé e à l 'i n i t i a t i o n p a n ic u la ir e ), un processus de calcul est utilisé au pas de temps journalier et en tenant compte de la latitude. Chaque jour on calcule : - la p h o to p é r io d e (P) à l'a id e de fo rm u le s astronomiques (DURAND et LEGROS, 1981). - la somme de température (TT) depuis la levée. On utilise une température de base de 8 °C et un optimum à 34 °C. - la somme de tem pérature (DT) nécessaire à l 'in it ia t io n p a n ic u la ire est d é te rm in é par la fo rm u le suivante, a et b sont des coefficients caractéristiques d'une variété : DT = 1 / b - a x P. La période végétative prend fin lorsque les besoins sont couverts, c'est-à-dire si TT excède DT. Agriculture et développement ■ n° 9 - Mars 1996 photopériodism e des sorghos Installation des pluies Période de semis fleurit deux à trois semaines avant l'arrêt de la saison des p luies (CIRA D-IR AT, 1971). Le rendement et la qualité du grain dépendent é tro ite m e n t de la date de flo ra is o n car le grain des variétés qui fleurissent trop tôt est attaqué par les oiseaux et altéré par les m oi sissures et les insectes. Les variétés don t la floraison est trop tardive épuisent les réserves en eau du sol avan t la fin du remplissage des g ra in s (C U R T IS , 1 9 6 8 ; K A S S A M et ANDREWS, 1975 ; FRANQUIN, 1984). Maximum Fin des pluies des pluies Floraison Période de végétation et maturation Mois Figure 5. Evolution du stock hydrique et détermination des dates caractéristiques de l'année pluviométrique en Afrique soudano-sahélienne. La d e u x iè m e p é r io d e est très h u m id e et la pluviométrie est régulière. Elle correspond à la pleine végétation du sorgho de m i-juillet à mi-septembre. La troisième période correspond à la fin de la saison des pluies, le stock d'eau dans le sol d im in u e régulièrement. C'est la période de maturation du grain. Si, entre les années, le semis peut varier de mai à ju ille t, en un même e nd ro it, la date m o y e n n e d 'a r r ê t des p lu ie s est m o in s v a ria b le . La s e n s ib ilité à la p h o to p é r io d e conduit,,en général, à une floraison groupée à la f in de la seconde^ p é r io d e , la p lu s h um ide, assurant des c o n d itio n s optim ales pour la maturation du grain. On considère, en général, qu'une variété est adaptée si elle Dans les zones où les risques de sécheresse sont importants, cette souplesse de date de semis rend possible la pratique traditionnelle du semis précoce qui permet de valoriser la totalité de la saison des pluies. De plus, cette p ra tiq u e a m é lio re l 'u t i li s a t i o n de l'a z o te o rg a n iq u e m in é r a lis é e en d é b u t de c a m pagne et permet une m eille u re maîtrise de l'enherbement car les sarclages commencent p lu s tô t et le d é v e lo p p e m e n t des p la n ts est plus p récoce, c o n c u rre n ç a n t ce lu i des adventices. Pour une variété peu sensible à la photopériode, un retard de semis se traduit par un d éca la ge é q u iv a le n t de la date de flo ra is o n . Si le semis est tro p p ré coce , la m atu ra tio n se fa it dans une a m b ia n ce très h u m id e et, en cas de semis tro p ta rd if, le risque de sécheresse après la flo ra iso n est accru. La vulgarisation de cette variété devra tenir compte de l'écart nécessairement réduit des dates de semis. La m odélisation du bilan hydriq ue permet, pour chaque site, de caler les caractéristiques variétales en fonction de la période de semis et de la date m o y e n n e de fin des p lu ies. L 'a n a lyse f r é q u e n t ie lle de la p h é n o lo g ie et des te rm e s du b il a n h y d r iq u e p e rm e t de mesurer les risques a g ro c lim a tiq u e s et de déterminer les zones optimales de culture pour chaque variété (figure 6). L'évolution des programmes de recherche Effet de la date de semis sur le développement d'un sorgho photopériodique (Sinzana, Mali). C liché F.-N. Reyniers Agriculture et développement ■ n° 9 - Mars 1996 Les variétés locales fournissent une produc t i o n é le v é e de p a i l le s , a v e c un ra tio p a ille /g ra in faible, et ne répondent pas à une i n t e n s i f i c a t i o n des t e c h n i q u e s . C 'e st p o u rq u o i les séle ction ne urs o n t entrepris, depuis les années soixante, divers croise m e n ts à p a r t i r de m a t é r ie l e x o g è n e (JACQUINOT, 1972). photopériodism e des sorghos Figure 6. Détermination des lignes optimales de culture pour quatre variétés de sorgho au sud du Mali. Trois variétés ont été étudiées. La variété ICSV401, de type caudatum est une lignée sélectionnée par l'ICRISAT. La longueur de son cycle est d'environ 100 jours. Les variétés CSM219 et CSM388 sont de type guinea et proviennent de la collection de sorghos locaux du Mali. La variété CSM219 est originaire de la région de Kayes (pluviométrie moyenne annuelle de 650 millimètres), avec un cycle moyen de 110 ¡ours. La variété CSM388 est originaire de la région de Koutiala (pluviométrie moyenne annuelle de 950 millimètres) et son cycle moyen est de 130 jours. La sé le ction a p r iv ilé g ié l'in t r o d u c tio n de variétés de taille courte et de fort potentiel de p ro d u ctio n . A l'é po qu e de ce c h o ix straté g iq u e , il é ta it i m p l ic i t e q ue l 'a g r ic u lt u r e trad ition ne lle a llait s'intensifier. Il s'agissait de préparer la « révolution verte » qui avait déjà permis une a m é lio ra tion considérable de la production agricole en Asie. Cette tendance s'est encore accrue avec la sécheresse qui a sévi au Sahel. Les variétés au développement plus rapide ont été préférées aux variétés locales car elles devaient mieux s'adapter à des hivernages courts. Pour réduire la taille et la durée du cycle, l'obtention des variétés insensibles à la p ho to p é rio d e était d e v e n u e alors un des p r in c ip a u x critères de sélection. L 'é v o l u t io n a g r ic o le des pays d 'A f r i q u e de l'O u e s t a g é n é r a le m e n t d é m e n ti ces p r é v is io n s , les n o u v e lle s t e c h n iq u e s et les v a rié té s a m é lio ré e s se s o n t révé lé es d é c e v a n te s et les paysans ne les o n t que r a re m e n t adoptées (STO O P et a l., 1981 ; M ATLON, 1985). A tr a v e r s le p h o t o p é r i o d i s m e , n ou s cherchons à améliorer la prise en compte des contraintes écologiques dans la définition des programmes de recherche. A l'issue de ce travail nous escomptons : - a m é l i o r e r la c o n n a is s a n c e de la c r o is s a n c e e t du d é v e l o p p e m e n t des céréales africaines ; - la m is e au p o i n t de p r o t o c o l e s e x p é r i m e n t a u x s im p le s p e r m e t t a n t de c r i b l e r un g ra n d n o m b r e de v a r ié t é s à l'égard du p h o to p é rio d is m e et la ca ra cté risation systématique des variétés en cours de vulgarisation ; - améliorer notre connaissance des stratégies paysannes de choix variétal. Les programmes d 'a m é li o r a t i o n d o iv e n t t e n ir c o m p te des besoins des paysans dans leur diversité. Une prospection des variétés locales couplée avec une caractérisation de leur comportement est en cours de réalisation ; - établir des méthodes de sélection permet ta nt d 'a m é lio re r le rapport grain / p a ille et la valorisation des intrants tout en respectant le photopériodisme des cultivars ; - a m éliorer l'é valu atio n du risque encouru par le paysan, face aux différents itinéraires te c h n i q u e s q u i lu i s o n t p ro p o s é s . C 'e s t l ' o b j e c t i f f i n a l de la m o d é l i s a t i o n q u i p e r m e ttr a de s e n s ib ilis e r les c h e r c h e u r s et les agents de vulgarisation aux contraintes des paysans et aux inconvénients éventuels des améliorations qu'ils proposent. Agriculture et développement ■ n° 9 - Mars 1996 photopériodism e des sorghos n i ro u r en savoir plus D U R A N D R., LECROS J.-P., 1 9 8 1 . Cartographie automatique de l'énergie solaire en fonction du relief. Agronomie 1 (1) : 31-39. Résumé... Abstract... Resumen M. VAKSMANN, S.B. TRAORE, 0. NIANGADO — selections even though it confers considerable flexibility of Le photopériodisme des sorghos africains. adaptation. So it is desirable to know the local varieties La sélection variétale des sorghos a abouti à des variétés productives, mais qui se révèlent peu adaptées à des CIRAD-IRAT, 1971. Les variétés de sorgho vulgarisables en Haute Volta, Supplément à L'Agronomie Tropicale 26 (4), C. Agr. Pr. Pays Chauds, 1971 (2) : 77-96. systèmes de culture extensifs, elles ont été peu adoptées par les paysans de ces ré g ions. La se nsibilité à la photopériode des variétés locales est forte, même avec sensitivity to daylength and to include these data in breeding programmes. According to experimental results from Mali, these varieties sensitivity to daylength could be ra p id ly d e te rm in ed by tw o sowings on 10 June and 10 July. des écarts de photopériode de quelques minutes. En Sorghum bicolor, photoperiodism, CURTIS D.L., 1968. The relation between y ie ld a nd d a te o f h e a d in g in N ig e ria n Sorghums. Expl. Agrie. 4. fonction de la date de semis, la durée du cycle varie de Keywords: sorghum, 90 à 190 ¡ours, un décalage de semis de 15 ¡ours peut (fin plant improvement, sowing date, cultivation cycle, Mali, mars, en contre saison) retarder la durée du cycle de Sudano-Sahelian Africa. F R A N Q U IN P., 1 9 7 4 . F o r m u la tio n des phénom ènes a p p a re n ts de p h o to th e r m o p é r io d is m e en c o n d it io n s naturelles. Principes de base, Cah. ORSTOM, sér. Biologie, 23 (31) : 43. plusieurs mois. Mais cette caractéristique a été éliminée photopériode pour intégrer cette composante dansles La selección varietal de los sorgos ha obtenido variedades FRANQUIN P., 1984. Adaptation des mils et des so rg h o s à la p h o to p é r io d e , au parasitisme et à la capacité hydrique du sol. In Agrometeorology of Sorghum and M ille t in th e S e m i-a rid T ro p ic s P ro c e e d in g s o f th e I n t e r n a tio n a l S y m p o s iu m , ICRISAT, p. 191-203. programmes de sélection. D'après une expérimentation productivas, pero que se han revelado poco adaptadas a réalisée au Mali, deux semis effectués le 10 juin et le sistemas de cultivo extensivos, por lo que han sido poco 10 ju ille t p e rm e ttra ie n t de c rib le r ra p id e m e n t la aceptadas por los agricultores de estas regiones. La sensibilité des variétés à la longueur du jour. sensibilidad al fotoperiodo de las variedades locales es KASSAM A .H ., A N D R E W D.J., 1 9 75. Effects o f s o w in g d a te on g ro w th , d e v e lo p m e n t and y ie ld o f p h o to s e n s itiv e sorghum at Samaru, Northern Nigeria. Expl. Agrie. 11 : 227-240. MAJOR D.J, 1980. Photoperiod response characteristics c o n tro llin g flo w e rin g o f nine crop species. Can. ). Plant Sci. 60 : 777-784. RITCHIE J.T., A L A G A R S W A R M Y G ., 1989. Simulation of Sorghum and Pearl M ille t p h e n o lo g y in m o d e lin g th e g ro w th and d e ve lop m e n t o f Sorghum and Pearl M ille t. ICRISAT, Res. Bull. 12 : 24-29. M ATLON P.J., 1985. Analyse critique des objectifs, méthodes et progrès accomplis à ce jo u r dans l'amélioration du sorgho et du mil : une étude de cas de l'ICRISAT/Burkina Faso. In Technologies appropriées pour les paysans des zones semi-arides de l'Afrique de l'ouest. H.W . O H M S et J.G. NAG Y (Eds), Université de Purdue, Indiana, Etats-Unis, p. 181-211. dans les sélections antérieures, alors qu'elle confère une grande souplesse d'adaptation. Il est donc recommandé M. VAKSMANN, S.B. TRAORE, 0. NIANGADO — de connaître la sensibilité des variétés locales à la El fotoperiodismo de los sorgos africanos. considerable: la floración suele tener lugar durante el Sorghum bicolor, photopériodisme, mismo periodo incluso con grandes diferencias entre las sélection variétale, date de semis, cycle cultural, Mali, fechas de siembra. En función de la fecha de siembra, la Afrique soudano-sahélienne. duración del ciclo varia entre 90 y 100 dias, pero un Mots-clés : sorgho, retraso de 15 días en la siembra (a fines de marzo, en contraestación) puede retardar varios meses la duración M. VAKSMANN, S.B. TRAORE, 0. NIANGADO — del ciclo. Sin embargo, esta caracteristica se eliminó en las Photoperiodism of African sorghum. selecciones anteriores, aun cuando brinda una gran Plant improvement of sorghum has led to the release of highyielding cultivars. But they are not well adapted for use in traditional cultivation systems and farmers of these regions have ra re ly grown th em . The pho top e rio d sensitivity of traditional is considerable — flowering occurs during the same period despite considerable differences between sowing dates. Depending on sowing sensibilidad de las variedades locales al fotoperiodo para integrar este componente en los programas de selección. Según una e xpe rim entación realizada en Malí, dos siembras efectuadas el 10 de ¡unió y el 10 de julio pueden permitir determinar rápidamente la sensibilidad de las variedades a la longitud del día. date, the leng th o f the cropping cycle varies fro m 90-190 days and delaying sowing by IS days (end of March, out of season) can prolong the cycle by several months. However, this character was eliminated in earlier ST O O P W .A ., P A T T A N A Y A K C .M ., M ATLO N P.J., ROOT W.R., 1981. A strategy to raise the productivity o f subsistence farming systems in the west African semi-arid tropics. In P ro c e e d in g s s o rg h u m in th e E ig h tie s 2-7 Novem ber 1981, ICRISAT, Patancheru, Inde. 324, A.P. p. 519-526. Essais de sorghos photopériodiques (Sinzana, Mali). C liché F.-N. Reyniers Agriculture et développement ■ fle x ib ilid a d de a doptación, recom ienda conocer la n° 9 - Mars 1996 Palabras clave: sorgo, Sorghum bicolor, fotoperiodismo, selección varietal, fecha de siembra, ciclo de cultivo, Mali, Africa sudano-saheliana.
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