Importance du photopériodisme chez les sorghos tropicaux, conséquences pour un programme de sélection

En Afrique de l'Ouest, la vulgarisation des lignées améliorées se heurte à la grande rusticité des variétés locales moins sensibles aux rigueurs du climat. L'extrême diversité des situations environnementales a entraîné une sélection adaptative des sorghos par les agriculteurs. Les paysans utilisent des céréales photopériodiques dont la durée du cycle varie en fonction de la date de semis. Ce comportement permet l'ajustement du cycle des cultures aux longueurs probables de la saison des pluies, mais il est encore, dans une large mesure, méconnu des programmes de recherche agronomique. Au Mali, l'étude du comportement d'une petite prospection permet de montrer que le photopériodisme est une caractéristique générale, les sorghos épient environ deux semaines avant la fin de la saison des pluies de leur zone d'origine. Une variété locale de race caudatum tardive et naine a été identifiée. Les résultats des croisements réalisés avec une variété améliorée (E35-1) sont donnés. On montre que le photopériodisme dépend d'un gène majeur dominant, la transmission de ce caractère est donc aisée. Le caractère de nanisme a été conservé, il est indépendant de la précocité. Ces résultats ouvrent de nouvelles voies pour les programmes d'amélioration en zone Centre et Sud du Mali. (Résumé d'auteur

Morphological traits for sorghum ideotype development to cope with climate variability in Africa

Climate change is forecast to adversely affect agriculture in the tropical arid and semi-arid areas. The contribution of grain sorghum production systems to the economy and food security of the populace of these regions could be affected if climate changes. Adapting these systems to climate change in the arid to semi-arid tropics (ASAT) would require ideotype traits that can enhance among others, plasticity of crop cyles, tolerance to drought, delayed start of senescence and maintenance of green leaf area (staygreen) and/or reserve mobilization during grain development. A pool of diverse traits and well established breeding methodologies exist, but the magnitude and specificity of response to changed climates, of these genotypes need to be determined via field research. Field experiments involving split plot arrangements of date of sowing (mainplot factor) and genotypes (subplotfactor), were tested in a RCBD with 3 replications at 3 locations (Farako, Sotuba and Cinzana) along a latitudinal gradient in Mali during 2008 and 2009. The aim was to determine the grain yield response and relationships between yield and key morphological traits of the ten diverse grain sorghum genotypes. Data were recorded on morphological traits such as features of the largest leaf area, length and width, total leaf number, time from sowing to ligulation of the flag-leaf (in days and GDD)], plant height, maximum leaf area index, leaf area duration, harvest index and grain yield (GY). Relationships between GY and each of the other traits were tested by Pearson correlation. Grain yield response to variation in sowing date ranged from 0 to 475 g m-2, 0 to 319 g m-2 and 0 to 431 g m-2 at Farako, Sotuba and Cinzana respectively. All main effects represented significant sources of variation in GY at all the sites. First order interactions, except year and variety at Sotuba significantly affected GY. Second order interactions were also significant sources of yield variation at Farako and Sotuba but not Cinzana. Across factors, a weak positive correlation was observed between HI and GY while there was no relationship between GY and the rest of the traits. The significant interaction between genotype and location and genotype and sowing date for GY indicate that genotypic variability can be exploited in order to adapt sorghum production systems to variable climate. The implications for both modelling and development of appropriate ideotypes are highlighted and discussed. (Texte intégral

Troisième cas : valorisation de la diversité génétique des sorghos en zone cotonnière du Mali grâce à la sélection décentralisée et participative

En zone sud du Mali, l'augmentation de la fertilité des sols, conséquence de la fertilisation apportée sur le cotonnier, entraîne une demande importante pour l'intensification des cultures céréalières. Comme les performances des céréales locales sont faibles, les agriculteurs se tournent vers le maïs qui valorise mieux les intrants. Les céréales traditionnelles sont en voie de marginalisation sur les sols les plus pauvres. Pour enrayer l'érosion génétique des céréales locales, le défi à relever consiste donc à remonter leur productivité pour en faire une alternative plausible dans un système de culture intensifié. De nouveaux critères de sélection ont été définis alliant la qualité et la rusticité des variétés locales (photopériodisme, tallage, vitrosité du grain) avec la productivité du matériel moderne (réduction de taille des tiges, poids des grains). La méthodologie proposée combine des méthodes de sélection récurrente et de sélection participative directement dans le milieu cible. Le processus de sélection participative est abordé à travers les phases de diagnostic, brassage génétique, création participative et sélection participative. Notre définition de l'approche participative intègre à égalité, les avis des paysans, l'analyse de leurs pratiques et savoirs traditionnels et les contraintes environnementales propres à la zone. Nous montrons la part croissante du rôle du paysan au cours de ce processus. L'environnement et les pratiques traditionnelles jouent un rôle déterminant dans la phase de création variétale et de travail sur des populations recombinantes. Le rôle des paysans est accru lors de la phase de sélection participative quand les descendances sont suffisamment homogènes pour être traitées comme des variétés. II est risqué de rechercher à améliorer la précocité d'une culture en modifiant une seule composante de l'itinéraire technique. Donner une priorité exclusive aux affirmations des paysans amène à produire un matériel correspondant à leurs paradigmes ou à ceux des chercheurs mais pas nécessairement à leurs besoins. La sélection participative est un outil important pour l'amélioration du sorgho au Mali. Toutefois, cette démarche demande une approche pluridisciplinaire qui ne peut se contenter de la juxtaposition des domaines scientifiques (génétique, agronomie, sociologie etc.). (Résumé d'auteur

Linking GIS and crop modeling to expect sorghum cultivars diffusion area in Mali

After drynesses of the years 1970 and 1980, important means were deployed to create adapted cultivars to shorter rain season. The diffusion of these cultivars knew little success because unsuited to the interannual variability of the climate and the strategies deployed by farmers to take account it. The soudano-salian climate is characterized by an unimodale rain season whose beginning and end are extremely variable one year on the other. The frequential analysis of rain season structure with the Soil Balance Water model makes it possible to determine the beginning date and the completion date of season. Seventy rainfall stations distributed on the whole of the zone of rain agriculture of Mali were used. The photoperiodism of local varieties allows the plant to naturally adjust the duration of its cycle at the probable duration of rain season. A simplified Crop Growth model of photoperiodism sorghums allows expecting the date of flowering of some cultivars representative of the zone of rain agriculture. A cultivars is considerate adapted to an ecology if its flowering occurs in the 20 days which precede the completion date of rain season. The coupling of both models (Soil water Balance and of Crop Growth of the photoperiodic sorghums) within a Geographical Information System makes it possible to delimit for each cultivar its optimal zone of adaptation. The obtained maps represent a synthesis useful tool for the agronomists who wish to determine a possible diffusion area of cultivars. This result also allows the breeders to improve the definition of the adapted "ideal" cultivars and makes it possible to envisage deserting the concept of broad geographical adaptation by the search for specific adaptations to each ecology. (Résumé d'auteur

Adaptation des systèmes de production soudano sahéliens à la sécheresse et conséquences pour la sélection variétale : le cas des sorghos du Mali

La vulgarisation des variétés créées par la recherche a connu peu de succès parce qu'elles étaient inadaptées aux conditions de culture des paysans. Cet échec de la recherche s'explique en partie par la faible prise en compte des contraintes climatiques de la zone et des méthodes employées par les agriculteurs pour en tenir compte: choix des dates de semis, travail du sol, choix de variété. Le présent article s'inspire d'une démarche de sélection en partenariat entre chercheurs et paysans fondée sur de nouvelles approches: prospections des variétés, diagnostics participatifs, sélection participative et décentralisée. Il présente une démarche de zonage variétal basé sur les caractéristiques des variétes locales et les contraintes des systèmes de culture localisés. Le couplage de deux modèles (bilan hydrique et développement des sorghos photopériodiques) au sein d'un système d'information géographique permet de délimiter pour chaque variété sa zone optimale d'adaptation. Les cartes obtenues sont des outils de synthèse utiles pour les agronomes qui désirent déterminer une zone possible de diffusion d'une variété et la définition d'un idéotype pour les sélectionneurs. (Résumé d'auteur

Effect of phenological variation on photoperiodic sensitive sorghum production in the Sahel

Studies were conducted to characterize diverse sorghums varieties adaptation to climate change at the Institut d'Economie Rurale (IER) of Mali in three sites covering latitude and rainfall gradients. Experimental sites were Cinzana Agronomic Research Station (600 mm rain fall, latitude 13° 15 N, longitude 5° 58 W); Sotuba Research Station (900 mm rainfall, latitude 12° 39 N, longitude 7° 56 W) and Farako research Station (1000 mm, latitude 11°21 N, longitude 5°46 W). A split plot design with planting date as main factor and varieties as sub factor, in a randomized complete block design (RCBD) was used. 200kg/ha of "15N- 15P205-15 K20 were applied 2 weeks after seedling emergence while 50kg/ha of urea (46N-0-0) were side dressed 4 weeks after seedling emergence. Dates of phonological phases for each variety were scored from emergence to panicle initiation. Above ground biomass was also measured (stems, leaves, panicles). Results indicated that most varieties react to variation in sowing dates by reducing their cycle (emergence to maturity) from 7 to 20 days from north to south gradients (13°N to 11°N). This is a consequence of varieties sensitivity to day length (photoperiod). Total biomass was reduced (50 to 800g m-²) with vegetative phases shortening. There exists great variability among varieties within and between sites on total biomass produced. This variability is due to threshold differences in varieties sensitivity to photoperiod. These results justify well the early sowing practices of Sahelian farmers which support reasonable use of their biodiversity in order to better exploit early rain falls. These practices are to mitigate climate change effects. (Texte intégral

Etude du déterminisme génétique du photopériodisme des sorghos guinea

En Afrique de l'Ouest, les variétés locales de sorgho de race guinea sont en grande majorité sensibles à la photopériode, ce qui leur confère une grande capacité d'adaptation vis-à-vis des contraintes de leur environnement agro-écologique. A l'opposé, les variétés sélectionnées sont en général insensibles à la photopériode, et doivent être semées à des dates relativement fixes, ces variétés sont donc peu adaptées aux systèmes de culture traditionnels. Dans l'objectif d'introduire dans les variétés améliorées une certaine sensibilité à la photopériode, des études sur le déterminisme photopériodique des sorgho guinea ouest-africains ont été conduites au Mali et Burkina Faso. Les premiers résultats disponibles obtenus à partir de plusieurs croisements faisant intervenir au moins un écotype guinea sensible à la photopériode, montrent que chez ces sorghos guinea la sensibilité à la photopériode est dominante par rapport à l'insensibilité, et que la durée du cycle végétatif est contrôlée par au moins deux gènes majeurs, et plusieurs gènes mineurs. L'étude des lignées recombinantes suggère également que plusieurs gènes ont une action sur le Bvp (Basic vegetative phase) et la sensibilité à la photopériode au sens strict. Les études de marquage moléculaire réalisées sur ces lignées recombinantes devraient apporter de nouvelles informations sur le nombre de gènes impliqués et leur rôle dans le contrôle génétique de la réponse à la photopériode. (Résumé d'auteur

Les partenariats de recherche pour la caractérisation de l'agrobiodiversité : analyse d'une co-construction des connaissances

La caractérisation de I'agrobiodiversité nécessite que les chercheurs de toutes les disciplines arrivent à se parler et à se comprendre. L'étude montre le rôle joué au Mali par la composante Ecosystème/SIE dans la communication entre chercheurs pour bâtir ensemble de nouvelles connaissances. Le suivi des surfaces semées et l'analyse de la gestion de l'espace par les paysans montrent que cela pose de nouvelles questions aux sélectionneurs et permet de se fixer autrement de nouveaux objectifs de recherches. La variété des champs et des pratiques paysannes est abordée pour discuter des tests à mettre en place pour caractériser les variétés en cours d'amélioration. La pratique des paysans est mise en avant pour discuter de l'évaluation des variétés dans leur milieu. Le potentiel des terres est revu pour considérer aussi l'espace avec la culture concurrente au sorgho, le maïs. Afin de prendre en compte la variabilité d'un village, les parcelles de tests ne peuvent se cantonner au cadre restreint du partenariat avec les seuls paysans membres des Organisations Paysannes associées directement au projet. Cette dimension est nécessaire, non pas pour mettre au point des variétés adaptées à l'intensification [qui seront souvent cultivées par les leaders paysans membres des OP], mais pour répondre à un objectif de conservation in situ des variétés traditionnelles et où chaque exploitation apporte sa part de diversité au système de culture. (Résumé d'auteur

Diversité agroécosystémique et devenir des céréales traditionnelles au sud du Mali

À partir d'un dispositif de recherche à échelles emboîtées, de l'exploitation agricole à la région, cette étude analyse la diversité des agroécosystèmes, la place des céréales traditionnelles (mil, sorgho) dans les assolements et l'évolution des systèmes de culture et des pratiques dans les exploitations. En fonction des échelles d'observation, la place des différentes cultures varie. À l'échelle régionale, le sorgho reste une culture importante à travers l'extension de son aire de culture et la surface cultivée par actif. Au niveau des exploitations, l'évolution des systèmes de culture est marquée par leur diversification. La place du sorgho diminue et cette régression ne s'explique plus uniquement par le développement du maïs car le mil aussi se développe. Le mil contribue maintenant davantage à la formation des revenus des exploitations et sa culture commence à s'intensifier par le recours aux engrais. La diminution de la taille des soles de sorgho et l'augmentation continue du mil peuvent contribuer, selon les choix des agriculteurs, au maintien ou à la diminution de la diversité variétale. (Résumé d'auteur