Acquis de recherche en Agronomie et Physiologie des Plantes pour la gestion durable des systèmes de production agricoles

Dr Rachid Razouk, Chercheur en agrophysiologie des arbres fruitiers et de l’olivier (URAPV - CRRA Meknès)

Dr Rachid Razouk, Chercheur en agrophysiologie des arbres fruitiers et de l’olivier (Chargé de l’URAPV – CRRA Meknès)

Devant les effets des changements climatiques sur l’agriculture marocaine, aussi bien recensés à nos jours qu’attendus dans les années à venir, le développement de techniques de gestion durable des systèmes de production agricoles reste impératif. Il s’agit d’un axe stratégique de recherche, retenu prioritaire dans différentes unités de recherche de l’INRA, dont l’Unité de Recherche Agronomie et Physiologie Végétale (URAPV), relevant du Centre Régional de la Recherche Agronomique de Meknès. Au niveau de cette dernière, les thèmes de recherche portent globalement sur i) l’optimisation des techniques culturales (irrigation, fertilisation) des principales filières agricoles à l’échelle régionale et ii) l’amélioration des technologies et pratiques agro-écologiques (tolérance à la sècheresse, agroforesterie et associations culturales, semis direct, rotations culturales). Dans cet article, nous présentons un aperçu sommaire des principaux acquis de recherche à l’URAPV sur cet axe, concernant les filières des céréales, légumineuses, oléagineuses et arboricoles.

Irrigation d’appoint : périodes optimales pour le blé tendre et l’olivier

Des périodes optimales d’irrigation d’appoint ont été déterminées pour le blé tendre et l’olivier dans la plaine de Sais. Les essais menés sur blé tendre ont montré que les stades ‘Gonflement-Epiaison’, ‘Tallage’ et ‘Semis’ (particulièrement avec des semis précoces) sont les périodes optimales où un apport d’une irrigation d’appoint est plus efficient.  L’augmentation du rendement en grain a été remarquable avec une irrigation d’appoint de 60 mm au stade épiaison, d’une moyenne de 91% en année sèche et 20% en année pluvieuse, comparativement au régime pluvial. Avec une irrigation d’appoint au stade tallage, l’augmentation du rendement a été aussi considérable, d’une moyenne de 21% en année sèche. Sur olivier (cv. Picholine marocaine), la phase ‘début grossissement du fruit’ (début juin) a été retenue comme optimale pour l’application d’une irrigation d’appoint. En effet, l’apport d’une irrigation de 500 L/arbre à cette période a permis une augmentation significative du rendement en fruits et en huile, d’une moyenne de 47% par rapport au régime pluvial. Notons qu’en année sèche, un apport d’eau en période de préfloraison (avril) permet une amélioration importante de la production.

Figure 1. Effets de l’irrigation d’appoint sur le rendement en grain du blé tendre (Bendidi et al., 2013)

Figure 1. Effets de l’irrigation d’appoint sur le rendement en grain du blé tendre (Bendidi et al., 2013)

Micro-irrigation : régimes déficitaires optimaux pour arbres fruitiers et cultures maraichères

Cultivars de grenadier retenus tolérants au stress hydrique au sein du pool génétique évalué  (Adiba et al. 2021)

Cultivars de grenadier retenus tolérants au stress hydrique au sein du pool génétique évalué
(Adiba et al. 2021)

Des essais d’amélioration de l’efficience de l’irrigation déficitaire, régulée (IDR) et continue (IDC), ont été menés sur arbres fruitiers et cultures maraichères, à savoir : pommier, pêcher, amandier, prunier, grenadier, olivier, pomme de terre et oignon. Concernant les arbres fruitiers, les résultats acquis ont montré que l’application d’une IDR en périodes de ralentissement de la croissance du fruit, de 75% ETc sur pêcher et 50% ETc sur prunier et amandier, permet de maintenir le niveau de rendement sur trois années consécutives, avec une amélioration notable de la qualité du fruit. Ce même résultat a été obtenu sur pommier et olivier (cv. Menara et Arbequine), avec l’application d’une IDC de 70% ETc. Toutefois, le grenadier s’est montré significativement affecté par l’irrigation déficitaire, en termes de rendement et qualité du fruit, même au régime modéré de 70% ETc. Par ailleurs, les essais menés sur pomme de terre et oignon ont montré que l’avancement de la date de plantation de ces deux espèces améliore la productivité de l’eau. De même, la réduction de l’irrigation de 30% des apports des agriculteurs a permis le maintien du même niveau de production tout en assurant une économie considérable de l’énergie.

Amélioration de l’efficience de la fertilisation des cultures

A l’URAPV, les essais de fertilisation ont concerné principalement les légumineuses (fève, féverole et pois chiche), les oléagineuses (colza, tournesol), les blés, la pomme de terre et le pommier. Pour les légumineuses, il a été démontré que l’efficience d’utilisation du phosphore (EUP) chez la fève et la féverole est liée à la taille de la semence. Sur la base des résultats obtenus dans différentes conditions pédoclimatiques, un modèle de réponse à la fertilisation phosphatée a été élaboré chez ces deux espèces, en fonction de la richesse du sol en phosphore.  En outre, il a été prouvé que le recours à la fertilisation azotée de démarrage chez la fève et le pois chiche sous les conditions pluviales n’est pas justifié. L’EUP a été également étudiée chez la pomme de terre, où une différence variétale a été relevée en matière de réponse à la fertilisation phosphatée.

Sur blés, des rendements plus élevés ont été enregistrés par l’application d’une fertilisation azotée de 120 et 160 kg N/ha en année pluvieuse, suivis par les doses 80 et 40 kg N/ha. En année sèche, les reliquats du précédant cultural peuvent assurer des rendements moyens, si toutefois le sol est riche en azote. Pour le phosphore, la dose 60 kg P2O5/ha a enregistré les rendements les plus élevés, aussi bien chez le blé tendre que le blé dur. Par ailleurs, l’incorporation du silicium en fertilisation des blés ainsi que du colza et tournesol n’a pas amélioré les rendements.

Sur pommier, des premières normes de référence pour l’interprétation des analyses foliaires en N, P, K, Ca et Mg ont été déterminées pour la région du moyen Atlas, tenant compte des pratiques culturales et des conditions édapho-climatiques au niveau de 40 vergers conduits en goblet. De plus, la relation entre les teneurs foliaires en éléments nutritifs et leurs teneurs au niveau du sol a fait ressortir les besoins locaux du pommier en azote et les normes de référence pour l’interprétation de l’analyse du sol concernant P, K, Ca et Mg.

Effet du semis précoce : cas des blés et tournesol

Des essais menés dans les régions du Sais et moyen Atlas ont montré l’intérêt du semis précoce pour l’augmentation des rendements des blés. Le gain moyen enregistré dans ces deux sites était de 2.7 q/ha sur deux années consécutives contrastées, avec des semis précoces au 1er Novembre dans la plaine de Sais et au 1er Décembre au moyen Atlas, comparés aux semis de saison (mi-novembre et mi-décembre). Les gains réalisés par les semis précoces ont été approuvés pour d’autres cultures, notamment le tournesol. Le semis précoce de cette culture en mi-décembre a permis d’obtenir le rendement le plus élevé, comparativement aux semis du début-Janvier et début-Mars.

Rotations culturales éco-efficientes pour le blé tendre

La quantification des effets agronomiques des rotations apporte des références utiles et manquantes dans le cadre d’une agriculture éco-efficiente sur les combinaisons culturales à introduire pour la zone semi-aride du Saïs. Les résultats obtenus sur 8 ans d’étude ont montré que le meilleur précédent du blé tendre est le pois chiche d’hiver ‘Farihane’, suivi de l’association vesce avoine ‘Guich/Nasr’, jachère non-travaillée et jachère travaillée. Le blé tendre ‘Amal’ sur précédent pois chiche a donné un rendement majoré de 9,7 q/ha, par rapport au système ‘blé sur blé’ pour différentes doses d’azote. En outre, cette rotation a permis une gestion efficace des mauvaises herbes, avec des réductions de l’abondance relative des mauvaises herbes sur la culture du blé allant de 25% pour ‘Phalaris brachystachys’ à 80% pour ‘Convolvulus arvensis’. En outre, il a été trouvé que l’incorporation de la fève comme précèdent à une céréale améliore l’impact de la fertilisation phosphatée chez cette dernière.

Criblage pour la tolérance à la sécheresse

La sélection de matériel végétal tolérant aux stress abiotiques, dont principalement la sècheresse, est l’un des axes stratégiques à l’URAPV. L’objectif n’est seulement pas la sélection de génotypes performants, mais aussi l’identification de marqueurs morpho-physiologiques et biochimiques de tolérance au stress hydrique. A présent, les études ont concerné des pools génétiques de différentes espèces annuelles (blé dur, orge, pois chiche) et d’arbres fruitiers (olivier, pommier, prunier, grenadier).

Pour la création de variétés de blé dur adaptées et productives en zones semi arides, une étude de criblage multivarié, basé sur des traits physiologiques et biochimiques en période florale, a été réalisé sur 13 lignées avancées, en comparaison avec 3 variétés. Il en est ressorti que les teneurs foliaires élevées en proline et sucres solubles sont des marqueurs potentiels de la tolérance à la sécheresse en pré-breeding chez le blé dur. En effet, ces traits ont été hautement corrélés à la résistance stomatique (Rs) et le rendement grains, avec des coefficients de corrélation dépassant 0.610. Au sein du pool génétique évalué, 4 variétés lignées (V1, V9, V12 et V16) se sont montrées les plus résistantes au stress hydrique sur deux années consécutives. De même, sur pois chiche, une étude comparative de 7 variétés sous stress hydrique a fait ressortir que les trois variétés, ‘Zahor’, ‘Badil’ et ‘Rizki’ sont plus adaptées et productives, à recommander en rotation dans la plaine de Sais. En effet, l’efficience d’utilisation de l’eau (EUE) de ces trois variétés a été respectivement de 4.53 gms/mm, 3.80 gms/mm et 3.22 gms/mm.

Concernant les arbres fruitiers, les travaux de criblage pour la tolérance au stress hydrique ont concerné une partie du germoplasme en collection à l’INRA, dont 32 cultivars d’olivier, 13 de pommier, 11 de prunier et 11 de grenadier. Des cultivars ont été ainsi sélectionnés comme les plus tolérants au sein des pools génétiques évalués, dont 5 d’olivier (Picholine Marocaine, Lichin de Sevilla, Americano, Azeradji et Meslalla), 2 de pommier (Burki gala et Royal gala) et 4 de grenadier (Zheri d’automne, Djebali, Zheri précoce et Gjeibi). Les études ont permis également d’identifier des marqueurs morpho-physiologiques précoces pour l’évaluation de la tolérance au stress hydrique, dont 4 marqueurs chez l’olivier (ratio ‘feuilles/inflorescences’ élevé, faible densité stomatique, stomates de petite taille et grande résistance cuticulaire) et 2 chez le prunier (faible densité stomatique et teneur élevée en cires cuticulaires).

Agroforesterie : un système ancien en développement face au changement climatique

Les travaux sur l’agroforesterie à base d’olivier ont été étalés depuis la caractérisation des associations pratiquées par les agriculteurs dans différentes régions pédoclimatiques aux essais en stations expérimentales. Les diagnostics du terrain ont révélé que plus de 70% des petits et moyens agriculteurs, possédant des oliveraies, adoptaient pour des cultures intercalaires annuelles, dont principalement les céréales, les légumineuses et les cultures fourragères.  Les associations oliviers – cultures annuelles sous des conditions de pluviométrie dépassant les 450 mm permettent une meilleure productivité de la terre en assurant une bonne efficience d’utilisation de la terre (Land Equivalent Ratio de plus de 1). Les meilleures associations sont celles incluant des légumineuses d’automne (fève, fèverole, lentilles, petit-pois et pois chiche d’hiver). Une fiche technique sur la conduite du système agroforestier olivier – cultures annuelles a été éditée.

L’ensemble des acquis de recherche susmentionnés sont certes importants pour épauler la stratégie agricole et faire face aux changements climatiques. Notons que l’équipe URAPV se penchent également sur d’autres thématiques de fort intérêt, non reportées dans le présent article, dont principalement l’utilisation des déchets organiques en bio-fertilisation, l’exploitation des symbioses microbiennes (PGPR, mycorhizes) et l’utilisation de l’imagerie multi-spectrale aérienne pour une gestion intelligente des cultures. Plus de 40 articles scientifiques sont publiés à ce jour dans des revues à comité de lecture. Un bon nombre de résultats acquis est en cours de transfert, au côté d’autres à la disposition des partenaires, en collaboration avec le service de recherche développement du centre de Meknès.

Occupation spatiale optimale en système agroforestier pluvial à base d’olivier pour éviter l’effet d’ombrage des arbres (Razouk et al., 2016)

Occupation spatiale optimale en système agroforestier pluvial à base d’olivier pour éviter l’effet d’ombrage des arbres (Razouk et al., 2016)

Références :

Bendidi, A., Daoui, K., Kajji, A., Ibriz, M., Dahan, R. Effects of Supplemental Irrigation and Nitrogen Applied on Yield and Yield Components of Bread Wheat at the Sais Region of Morocco. Journal of Experimental Agriculture International, 2013, 3, 904-913.

Razouk, R. Daoui, K., Ramdani, A., Chergaoui, A. Optimal distance between olive trees and annual crops in rainfed intercropping system in northern Morocco. Journal of Crop Science Research, 2016, 1, 23-32.

Adiba, A., Razouk, R., Charafi, J., Haddioui, A., Hamdani, A. Assessment of water stress tolerance in eleven pomegranate cultivars based on agronomic traits. Agricultural Water Management, 2021, 243, 106419,

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