Les symbioses végétales sont une composante fondamentale de la stabilité et de la durabilité des écosystèmes. Dans des sites dégradés et fortement appauvris en éléments nutritifs, l’introduction de légumineuses associées à leurs auxiliaires microbiens en l’occurrence les rhizobiums et les champignons mycorhiziens sont impliqués respectivement dans la fixation biologique de l’azote et dans la mobilisation entre autres du phosphore. Cette symbiose est une condition primordiale pour réussir l’installation de plants en milieu particulièrement contraignant tels que les sites de carrière après exploitation sous climat méditerranéen.
Le choix des plantes symbiotiques utilisables pour la revégétalisation repose, d’une part, sur la facilité de la multiplication de l’espèce des légumineuses et d’autre part, sur la sélection et la production de rhizobiums partenaires efficaces. L’enjeu est d’identifier les meilleures souches de Rhizobium associées à Acacia saligna, puis de les associer avec des partenaires mycorhiziens en pépinière pour les transférer dans le milieu dégradé où elles exprimeront leur potentiel. C’est ainsi que 25 isolats ont été obtenus à partir des nodules racinaires d’Acacia saligna. Ces isolats présentent des morphologies comparables à celle des rhizobia décrites par plusieurs auteurs sauf un isolat qui n’a pas nodulé la plante hôte.
Le choix de la sélection des souches pour la revégétalisation de la sablière de Terga s’est basé uniquement sur leur performance symbiotique dans des conditions contrôlées étant donné que les analyses physico-chimiques n’ont révélé aucune contrainte au développement des rhizobiums (sol à pH neutre et non salé), et de l’Acacia saligna (sol de texture sablonneuse), et d’autre part sur la concentration de l’inoculum afin de pallier au problème de compétitivité avec les souches locales. Ces dernières sont inoculées à de jeunes plants d’Acacia saligna en pépinière avec leur partenaire mycorhizien obtenu in-natura des racines fraiches d’Acacia saligna et dont la fréquence de mycorhization est égale à 100%.
Sommaire
Introduction
Partie I - Synthèse Bibliographique
Chapitre 1 - Méthodes de revégétalisation
1. Définition des carrières
2. Les carrières en Algérie
3. Aspects législatifs de la réhabilitation des carrières
4. Méthodes de revégétalisation
4.1. La décompaction du substrat
4.2. La réhabilitation intégrée
4.3. L’utilisation du sol de couverture
4.4. L’amendement et la fertilisation
4.5. L’adaptation à la toxicité
4.6. L’utilisation de la symbiose plantes-microorganismes
5. Choix du matériel biologique
Chapitre 2 - Acacia saligna
1. Origine et taxonomie d’Acacia saligna
2. Caractères botaniques
3. Caractères forestiers
4. Ecologie
5. Biologie
6. Utilisation
7. Les symbioses chez Acacia saligna
8. Les facteurs limitants le processus symbiotique chez Acacia saligna
8.1. Le déficit hydrique et l'excès de nitrate
8.2. Les nématodes phytoparasites
Chapitre 3 - La symbiose rhizobienne
1. La symbiose rhizobienne
2. La nodulation chez les acacias
3. Classification des bactéries fixatrices d’azote
4. Rôle des rhizobia dans l’adaptation des légumineuses aux stress abiotiques
Chapitre 4 - La symbiose mycorhizienne
1. La symbiose mycorhizienne
2. Classification
3. Les endomycorhizes
4. Effets bénéfiques des champignons endomycorhiziens sur les végétaux
4.1. Amélioration de l’absorption du phosphore
4.2. Amélioration de la nutrition azotée
4.3. Amélioration de l’absorption des éléments minéraux
4.4. Protection contre les métaux lourds
4.5. Résistance aux stress hydriques
4.6. Résistance aux maladies
4.7. Effet sur la structure du sol
Chapitre 5 - Production d’inoculums
I. Production d'inoculum rhizobien
1. Sélection des souches de Rhizobium
1.1. Test d’efficience des souches de Rhizobium en chambre de culture et en serre
1.2. Test de compétitivité des souches de Rhizobium au champ
2. Les caractéristiques d’un bon inoculum
3. Les différents types d’inoculum
3.1. Inoculum en poudre
3.2. Inoculum granulé
3.3. Inoculum liquide
4. Choix du support
5. Conservation et emploi de l’inoculum
6. Technique d’inoculation
7. Facteurs affectants la réponse de l’inoculation
II. Production d’inoculum endomycorhizien
1. Culture des champignons endomycorhizien
2. Facteurs affectants la réponse de l’inoculation endomycorhizienne
Partie II - Matériel et Méthodes
Chapitre 1 - Etat des lieux
1. Description du site et son historique
2. Le climat
3. Recensement des espèces végétales avant l’exploitation
4. L’intérêt de la revégétalisation du littoral témouchintois
5. Processus d’action pour la réhabilitation de la carrière de Terga
Chapitre 2 - Matériel
1. Le sol
2. Matériel végétal
3. Matériel bactérien
4. Matériel fongique
Chapitre 3 - Méthodologie
1. Analyses physico-chimiques du sol
1.1. Analyses physiques
1.1.1. Analyse granulométrique
1.1.2. Mesure du pH
1.2. Analyses chimiques
1.2.1. Mesure de la conductivité électrique
1.2.2. Carbone total et matière organique
2. Isolement des souches bactériennes et étude des caractéristiques phénotypiques
2.1. Purification et conservation des isolats
2.1.1. Etude des caractéristiques phénotypiques macroscopique
2.1.2. Etude des caractéristiques phénotypiques microscopique
2.1.3. Conservation des isolats
3. Test de nodulation et sélection des souches performantes
3.1. Scarification et désinfection des graines
3.2. Préparation de l’inoculum
3.3. Culture et inoculation des plantules "in vitro"
3.4. Sélection de souches performantes
3.5. Estimation de la croissance
3.6. Conservation des nodules
3.7. Analyse statistique
4. Effet des différents facteurs abiotiques extrêmes sur les isolats
4.1. Effet de la température
4.2. Effet du pH
4.3. Effet de la salinité
5. Evaluation de la symbiose Rhizobium-endomycorhize-Acacia saligna en pépinière
5.1. Préparation de l’inoculum rhizobien
5.2. Préparation de l’inoculum mycorhizien
5.2.1. Estimation de la fréquence de mycorhization in situ et sélection des sites d’échantillonnage pour l’obtention d’un inoculum mycorhizien
5.2.2. Mise en évidence des spores MA
5.2.3. Préparation de l’inoculum endomycorhizien
5.3. Test d’inoculation en pépinière
5.4. Suivi des inoculums en pépinière et évaluation de leur effet sur la croissance de l’Acacia saligna
5.4.1. Suivi des rhizobiums dans le sol
5.4.2. Suivi des endomycorhizes dans le sol
5.4.3. Évaluation des différentes inoculations sur les plants d’A. saligna en pépinière et traitement statistique des données
6. Transfert des plants sur champs
6.1. Préparation du site
6.2. Transfert des plantes sur le site dégradé
PARTIE 3 - RESULTATS ET DISCUSSION
1. Caractères physico-chimiques du sol
2. Vérification de la pureté des isolats
2.1. Caractéristiques phénotypiques macroscopique
2.2. Caractéristiques phénotypiques microscopique
3. Test de nodulation et sélection des souches performantes
2.3.1. Test de nodulation
2.3.2. Sélection des souches performantes
2.4. Effet des différents facteurs abiotiques extrêmes sur les isolats
2.4.1. Effet de la température
2.4.2. Effet du pH
2.4.3. Effet de la salinité
3. Suivi de la survie des souches sélectionnées dans le sol après transfère au champ
4. Choix d’inoculum mycorhizien
4.1. Fréquence d’infection endomycorhizienne naturelle des racines d’A. saligna
4.2. Morphotypes des spores extraites des deux sols (Terga et l’I.G.M.O.)
5. Suivi des endomycorhizes dans le sol de la pépinière après inoculation
5.1. Fréquence de mycorhization des plantes inoculées avec l’endomycorhize et le témoin n’ayant pas reçu d’inoculum
5.2. Extraction des spores à partir du sol de la pépinière
6. Évaluation des différentes inoculations sur les plants d’A. saligna en pépinière
6.1. Taux de survie des plants d’A. saligna après 8 mois de croissance en pépinière
6.2. Comparaison entre la biomasse végétale des neufs traitements
7. Transfert des plants sur champs
Conclusion générale et perspectives
Références bibliographiques
Annexe
Objectifs et thèmes de recherche
Cette étude vise à développer une stratégie efficace de revégétalisation pour la carrière de Terga en Algérie, en utilisant la symbiose tripartite entre la légumineuse Acacia saligna, des bactéries du genre Rhizobium et des champignons mycorhiziens, afin de surmonter la pauvreté nutritionnelle et les contraintes climatiques du milieu.
- Isolation et sélection de souches rhizobiennes performantes et tolérantes aux stress environnementaux (pH, température, salinité).
- Optimisation de la symbiose tripartite Acacia saligna-Rhizobium-mycorhizes pour améliorer la survie et la croissance des plants en milieu dégradé.
- Évaluation de l'efficacité de l'inoculation mixte par rapport aux inoculations simples en conditions de pépinière et de transfert sur le site.
- Analyse de la survie et de la compétitivité des souches introduites par rapport aux populations natives du sol.
Auszug aus dem Buch
1. Définition des carrières
L’article 22 de loi minière n°01-10 du 3 juillet 2001 (Anonyme, 2001), considère l’exploitation des carrières et sablières, comme l’activité qui consiste à l’enlèvement de matériaux ne contenant aucune substance minérale valorisable et se trouvant à l’état naturel sous forme de dépôt meuble destinées à des fins de construction, d’empierrement, et d’amendement des sols. Il existe différents types de carrières et se divisent selon leur modèle d'exploitation en :
- Exploitations à ciel ouvert qui sont des exploitations effectuées sans travaux souterrains, soit à l'air libre, soit dans le lit d'un cours d'eau ou étang.
- Exploitations souterraines qui sont des exploitations par galeries souterraines ou puits.
Suivant la présente loi minière, les carrières sont classées en trois catégories selon la capacité, la technique d'exploitation, l'impact sur l'environnement et l'utilisation d'explosifs. De ce fait :
L’Article 18 considère une carrière industrielle, toute exploitation dont les capacités d’extraction sont égales ou supérieures à 3 000 tonnes métriques/jour.
L’Article 19 considère une carrière petite ou moyenne, toute exploitation permanente, possédant un minimum d’installations fixées, utilisant dans les règles de l’art, des procédés industriels ou semi industriels et dont la capacité d’extraction est inférieure à 3000 tonnes métriques/jour.
L’Article 20 considère une carrière artisanale, l’activité qui met peu ou pas du tout en œuvre des moyens mécaniques.
Résumé des chapitres
Chapitre 1 - Méthodes de revégétalisation : Ce chapitre définit le cadre juridique des carrières en Algérie et examine les différentes stratégies de réhabilitation et de végétalisation basées sur des apports organiques ou des symbioses microbiennes.
Chapitre 2 - Acacia saligna : Ce chapitre détaille les propriétés botaniques, écologiques et biologiques de l'espèce Acacia saligna, en soulignant son potentiel pour la restauration des sols dégradés.
Chapitre 3 - La symbiose rhizobienne : Ce chapitre explore les mécanismes de nodulation chez les acacias et le rôle crucial des rhizobia dans l'adaptation des légumineuses aux stress abiotiques.
Chapitre 4 - La symbiose mycorhizienne : Ce chapitre présente les bénéfices des champignons endomycorhiziens, notamment pour l'absorption des nutriments et la résistance aux stress hydriques et métalliques.
Chapitre 5 - Production d’inoculums : Ce chapitre traite des protocoles techniques pour la production, la sélection et l'application d'inoculums microbiens efficaces.
Chapitre 1 - Etat des lieux : Ce chapitre présente une analyse de la situation historique et environnementale de la carrière de Terga, justifiant l'urgence de sa réhabilitation.
Chapitre 2 - Matériel : Ce chapitre décrit les échantillons de sol, le matériel végétal et les souches bactériennes et fongiques utilisés dans l'expérimentation.
Chapitre 3 - Méthodologie : Ce chapitre détaille l'ensemble des protocoles expérimentaux, des analyses physico-chimiques du sol jusqu'au suivi des plantations sur le site dégradé.
PARTIE 3 - RESULTATS ET DISCUSSION : Cette section analyse les données obtenues sur la performance symbiotique, la survie des plants et l'amélioration de la biomasse végétale suite aux différents traitements d'inoculation.
Mots-clés
réhabilitation des sols, région méditerranéenne, Acacia saligna, rhizobium, mycorhizes, symbiose, carrières, azoté, phosphore, inoculum, nodulation, stress abiotiques, revégétalisation, biomasse, pépinière.
Questions fréquemment posées
Quel est l'objectif principal de cette étude ?
L'objectif est de mettre en place une stratégie de revégétalisation pour la carrière de Terga en utilisant la symbiose tripartite (légumineuse-rhizobium-mycorhize) pour restaurer la productivité des sols.
Quels sont les thèmes centraux abordés ?
Les thèmes incluent la réhabilitation écologique des carrières, l'écologie d'Acacia saligna, et l'optimisation des symbioses microbiennes pour améliorer la croissance végétale.
Quelle est la problématique fondamentale ?
Les milieux des anciennes carrières sont extrêmement appauvris, pauvres en nutriments et soumis à de fortes contraintes climatiques, empêchant la régénération naturelle de la végétation.
Quelles méthodes scientifiques sont employées ?
La méthodologie combine des analyses physico-chimiques du sol, l'isolement et la sélection de souches bactériennes (Rhizobium) et fongiques (mycorhizes), ainsi que des tests d'inoculation en conditions contrôlées et en pépinière.
Quels sont les éléments clés du succès de la végétalisation ?
La réussite repose sur l'utilisation d'espèces fixatrices d'azote locales combinée à l'apport ciblé d'inoculums microbiens sélectionnés pour leur efficience et leur résistance aux conditions extrêmes.
Quelles sont les caractéristiques des mots-clés de cette recherche ?
Les mots-clés reflètent la dualité entre les aspects agronomiques (biomasse, nutrition) et écologiques (restauration des sols, symbiose, biodiversité microbienne).
Comment le choix des souches de Rhizobium a-t-il été effectué ?
Les souches ont été sélectionnées sur la base de critères stricts : capacité de nodulation, efficience dans la fixation d'azote et résistance aux facteurs abiotiques extrêmes tels que la température, le pH et la salinité.
Quelle est la conclusion sur l'inoculation mixte ?
La recherche conclut que l'inoculation mixte, utilisant un mélange de plusieurs souches rhizobiennes et des mycorhizes, représente le meilleur inoculum pour favoriser une croissance optimale d'Acacia saligna dans les milieux dégradés.
- Arbeit zitieren
- Lahouaria Mounia Mansouri (Autor:in), 2021, Utilisation des inoculums de Rhizobiums et de Mycorhizes pour la revégétalisation des carrières de sable en Algérie, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1159753
