Diem, Hoang Gia

Dommergues, Yvon

Ollivier, Bernard

Pinta, Maurice

Horizon / Pleins textes

Y I -* 
Les Mycorhizes : biologie et utilisation 
Dijon, 5-6 mai 1982 
Ed. INRA Publ., 1982 (Les Colloques de l'INRA, no 13). 
Influence de l'infection endomycorhizienne 
sur la concentration en P et Zn des parties aériennes 
de Vigna unguiculata cultivé dans un sol Dek 
B. OLLIVIER*, H.G. DIEM*, M. PINTA** et Y.R. DOMMERGUES* 
* ORSTOM, Laboratoire de Biologie des Sols, 
Dakar, SknPgal 
** ORSTOM, Services Scientifiques centraux, 
93140 Bondy, France 
INTRODVC!UON 
Dans certains sols, on sait que l'infection du système racinaire par des 
champignons endomycorhiziens vésiculo-arbusculaires (désignés ici sous le 
terme de champignons VA) améliore la croissance des plantes. Cette améliora- 
tion est liée 1 une stimulation de l'absorption de,plusieurs éléments nutri- 
tifs, en particulier P dans les sols déficients en cet élément ( 8 ) .  Cette amé- 
lioration de la croissance peut ou non être accompagnée d'un accroissement 
des concentrations des tissus de la plante-hôte en P (12-13-14-16-17-29-33), 
Cu (3-14-17-18-33) ou Zn (3-6-17-23-32-35). La concentration dans les tissus 
végétaux des éléments plus mobiies (K, Ca, S, Mg, Fe, Mn, Na, Al) peut être 
soit plus élevée soit plus faible, en cas d'infection mycorhizienne (13-18- 
27-29). De l'abondante littérature traitant des problèmes de nutrjltion chez 
les plantes mycorhizées, on retire 1' impression générale que les champignons 
VA ont tendance h augmenter la concentration des tissus végétaux en éléments 
peu mobiles du sol, soit P, Zn, Cu et probablement Mo, alors que leur effet 
sur les autres éléments est peu marqué. 
Le but du présent travail a été de déterminer si, dans un so l  réputé déficien 
en P, les champignons VA étaient susceptibles d'accroître les  concentrations 
en P essentiellement, mais aussi en d'autres éléments : Zn, K, Mg, Ca, Fe, Mn 
Cu, Ca et Mo, Des essais prëliminaires ayant montré que dans le s o l  considéré 
les  seules réponses significatives concernaient P et Zn, notre étude a été 
focalisée sur ces deux éléments. L e s  expériences effectuées ont consisté à 
comparer l'effet de différentes souches de champignons VA et 1 déterminer 
l'influence d'apport au s o l  de P sous différentes formes ; accessoirement, on 
a comparé le comportement de deux cultivars de V .  unguieulata. 
Matériel Végétal. Deux cultivars de Vigna unguieulata ont été utilisés : 
cv.58-185 et cv. Bambey 30 fournis par le Centre de Recherches Agronomiques de 
Bambey. Chaque plant a été repiqué, h l'dge d'une semaine, dans un pot conte- 
nant le s o l  stérile, l'inoculation étant faite en même temps par apport de 1 g 
(en poids frais) de racines infectées avec la souche de champignon VA testée. 
Les  témoins non inoculés ont reçu seulement les eaux de lavage de l'inoculum. 
Toutes les plantes ont ensuite été inoculées par 1 ml de suspension renfermant 
109 cellules/ml de Rhizobium souche CB 756. Les plants cultivés en serre ont 
recu chaque semaine pendant toute la durée de l'expérience 100 ml d'une solu- 
Tableau 1 .  Poids sec, infection des racines, concentration en P et Zn des' 
parties aériennes de Vigna unguieulata (cv. 58-185) inoculé 
avec différentes souches de champignon VA et cultivé dans le 
sol Dek stérile. (1 ) .  
Traitements 
Témoin' (sans VA) 
Gigaspora margarita 
Acaulosporu Zaevis 
Glomus fasciculatus (E31 
Glomus macroearpus 
Glomus mosseae 
Glomus epigaeus 
Témoin (sans VA) + P20 (2) 
Poids sec des 
parties aériennes Infection % 
Concentration des parties 
aériennes en : 
1.50 a 
2.28 ed 
2.20 ed 
2.80 d 
4.20 c 
5.26 b 
1.84 ae 
4.70 bc 
Fréquence 
~ .- 
O 
1 1  a 
25 a 
90 b 
91 b 
100 b 
23 a 
O 
Intensi t é P %  
O 
O 
O a  
57 c 
48 c 
87 b 
5 a  
o 
0.053 a 
0.069 ab 
0.073 b 
0.095 cd 
0.088 bd 
0.108 c 
0.063 a 
0.138 e 
16 a 
12 a 
13 a 
18 ab 
17 ab 
25 b 
13 a 
10 a 
( 1 )  Les nombres das les colonnes non suivis de la même lettre diffèrent significativement 
P = 0.05 (Duncan, 1955).  
(2) Addition de P 3 la dose de 20 ppm. 
I 
157 
Souches de champignons VA. Cinq souches provenaient de la collection de 
Acmlospora laevis, Gigaspora "-garita. 
la station expérimentale de Rothamsted (Angleterre) : Glomus mosseae, G. maero- 
carpus, G. fuscieulatus (type E3), 
Une souche provenant du Abbott Research Center, Long Grove (USA) : Glomus 
epigaeus . 
Sol. Le sol utilisé a été un sol sableux répondant au nom vernaculaire de 
Dek etprovenant du Centre de Recherches Agronomiques de Bambey, Sénégal. Com- 
position granulométrique : sable : 88,l % ; argile : 8,5 X ; limon : 3,3 %. 
Autres caractéristiques : C: 0,45% ; N : 0,03 % ; P assimilable (Olsen) : 
11 ppm ; pH : 6,2.  La stérilisation a été faite dans les pots (1,5 kg de sol 
par pot) par autoclavage P 120'C pendant une heure. 
Forme de P ajoutée au sol. Quatre formes différentes de P ont été utili- 
sées  : KH2PO4 (P : 22,76 %) ; supertriple dit super(P : 20 X); phytate de cal- 
cium(P : 26,l %); phosphate naturel de TaFba (P : 16 %-) 
Méthodes de dosage. Les parties aériennes ont été récoltées à 49 ou 55 
jours. Après séchage et broyage, des échantillons d'environ 1 g ont été calci- 
nés, puis dissous dans 100 ml de HCL 0,24 N .  Le P de la solution a été ensuite 
déterminé au réactif vanadomolybdique par colorimétrie (11). Les autres éléments 
ont été dosés soit par spectrométrie d'absorption atomique (cas de Zn), soit par 
spectrométrie d'é1nissiondeflame(25,26).N a été déterminé par la méthode Kjel- 
dahl. L e  contrôle de l'infection mycorhizienne (infection racinaire) a été fait 
au microscope après clarification 1 KOH 10 % et coloration au bleu trypan-lac- 
tophénol ( 2 4 ) ,  les  comptages étant faits sur des Eragments de lcm et exprimés en 
pourcentage du nombre de fragments infectés (fréquence de l'infection) ou en 
pourcentage du volume de racine infecté (intensité de l'infection) (22). 
Schéma expérimental. On a réalisé trois expériences : 
- expérience 1. Le cultivar cv. 58-185 a été soumis B huit traitements : inocu- 
lation par six espèces de champignons VA, témoins non inoculés avec ou sans ap- 
port de P.sous forme de super (20 ppm). Les plants ont ét6 récoltés après 49 
jours, répartis en cinq lots pour la mesure de l'infection racinaire et du 
poids des fige9,trois servant ensuite aux analyses de P, les deux restant aux 
autres dosages. L e s  données ont été traitées par le test de Duncan (4) (P = 
0,05). 
- expérience 2. L'expérience de type factoriel comportait l'étude de deux fac- 
teurs avec deux répétitions : 
. facteur A (formes de P) : super, phytate, phosphate de TaEba . facteur B : inoculation ou non par GZemxs mosseae. 
Les plants ont été cultivés 55 jours et analysés dans les mêmes conditions que 
précédemment. Le test de Duncan a été appliqué seulement aux données d'infec- 
tion. Les autres résultats d'analyse ont été interprétés en utilisant la mé- 
thode de Van den Driessche ( I ) .  
- expérience 3. I1 s'agit encore d'une expérience factorielle à deux répéti- 
tions, l e s  deux facteurs étudiés étant les suivants : . facteur A (souche de champignons VA) (G.epigeaus, G. faseicuZatuS E3 ou 
. facteur B (nature de la plante) (Cultivar 58-185 ou Bambey 30). Les plantes G. mosseae. 
ont été cultivées 49 jours et analysées comme dans l'expérience 2. 
Expérience 1. (tableau 1 ) .  L e s  concentrations en P et Zn des parties aé- 
riennes de la plante sont plus élevées en présence de Glümus mosseae, GLomzts 
fascicuZatus E s  et GZomus macrocarpus. C'est également avec ces trois espèces 
que les infections racinaires sont les plus fortes (90  à 100 % en fréquence, 
48 à 57 iZ en intensitg). Toutes les autres mesures ne manifestent aucune dif- 
Tableau 2. Poids sec et concentration en P des parties aériennes de 
Vigna unguieuLata cultivé dans le sol Dek stérile. Interactions 
significatives apparaissant entre les deux traitements : apport 
de différentes formes de P ; inoculation avec Glont~ü  mosseae. 
Formes de P apporté 
Poids sec des 
par ties aériennes 
(&/plante) 
Concentration 
en P iZ 
ni Gm ni Gm 
+. 
VI 
QI 
Superphosphate 3.520 4.080 (+ 16 S.) O. 0760 0.1425 ( + 88 %> 
Phytate ou Phosphate 
naturel de TaIba 0.0697 0.0760 ( + 9%) 3.560 (+ 52 X )  2.335 
ni : non inoculé ; Gm : inoculation avec Glomus mosseae 
Entre parenthèses, pourcentage d’accroissement dû 1 l’inoculation avec G ~ O ~ L A S  mosseae 
159 
férence significative par rapport au témoin. 
Expérience 2. 
1/ Effet des traitements sur les  concentrations en P .  I1 n'y a pas d'effet ~. 
principal significatif. Par contre il existe (tableau 2) deux interactions 
significatives entre les deux trait,ements (formes de P ; inoculation avec G. 
mosseae). En présence de P facilement soluble (super), le poids des parties 
aériennes augmente de 16 % et leur concentration en P augmente de 88 %. En 
présence de P insoluble (phytate ou TaEba) le poids sec des parties aériennes 
augmente de 52 X mais leur concentration en P augmente seulement de 9 %. 
2 /  Effet des traitements sur les concentrations en Zn. I1 existe un effet prin- 
cipal significatif : l'inoculation par Glomus mosseae entraîne une augmenta- 
tion de la concentration de Zn de 47 % dans les parties aériennes. Aucune in- 
teraction significative n'a été relevée. 
Expérience 3 .  Les résultats obtenus dans cette expérience permettent, sur 
la base du poids sec des tiges, de classer l'efficacité des souches dans l'or- 
dre décroissant suivant : GZomus fa sc i cu la tus  E3, GZhms mosseae et Glomus 
epigaeuu. Si l'on considère l'augmentation des concentrations en P, cet ordre 
devient : GZommus mosseae, GZomus f a sc i cu la tus  E s ,  Glomv,s epigaeus .Une analyse 
des concentrations en Zn permet également de classer les trois espèces dans ce 
dernier ordre. 
COIVCLUSI@hl 
La capacité des différentes souches de champignon VA d'affecter les con- 
centrations en P et Zn des parties aériennes de V. unguieuLata est apparue très 
variable. Cette variabilité est due, en partie, à l'efficacité relative des 
souches, ce qu'avaient déjà montré MENGE et ses  collaborateurs (17). La hiérar- 
chie observée ici dans l'efficacité des G.hnus est en accord avec les résultats 
récents de ISLAM et AYANABA (10). La sélection de souches de chaspignons VA 
apparaît donc comme une des approches prometteuses pour améliorer à l'avenir 
l'efficacité de la symbiose mycorhizienne VA. Néanmoins, il convient d'être 
très prudent dans l'extrapolation d'un s o l  1 l'autre des résultats concernant 
l'effet d'une souche de champignon VA : le meilleur champignon VA dans un s o l  
donné peut être surpassé par un autre dans un sol différent (21). 
L e s  trois expériences rapportées ici montrent que, dans le s o l  considéré, 
l'inoculation avec les champignons VA, et en particulier avec GZomus mosseae, 
accroit significativement les concentrations en P.et en Zn des tissus de la 
plante-hôte, confirmant ainsi le fait bien connu que l'infection mycorhizienne 
qtimule l'absorption de ces deux 61éments par la plante. Mais cet effet dépend 
beaucoup plus qu'on ne pouvait le supposer, de certains facteurs édaphiques, 
en particulier de la teneur en P du sol. Ainsi la concentration en P des tissus 
de la plante-hôte dépend de la nature et de la quantité de P ajouté au sol. 
En présence de P facilement soluble (super), l'inoculation accroît la concen- 
tration en P (+ 88 %) beaucoup plus que le poids sec (16 X). Ceci pourrait in- 
diquer une absorption de P plus élevée qu'il ne serait nécessaire. Cette hypo7 
thèse d'une consommation de luxe de P sous l'influence de l'inoculation est 3 
l'étude. En présence de P insoluble (phytate ou phosphate de Taïba), les résul- 
tats sont différents : la concentration en P de la plante n'est que légérement 
accrue (+ 9 Z) alors que le poids sec augmente de 52 %. Ceci suggère que, 3 de 
faibles niveaux de P assimilable (il provient ici en majeure partie du s o l  
puisque les formes de P apportées sont insolubles), le faible accroissement 
d'absorption de P dû aux mycorhizes est suffisant pour accroître.substantie1- 
lement le poGds sec de la plante. 
L'augmentation de la concentration en Zn des parties aériennes de V. unguieula- 
t a  après inoculation avec Glomus mosseae est importante ( + 47 X). En se fon- 
160 
dant sur le fait que la concentration en Zn des plantes non inoculées est seu- 
lement de 15 ppm, on peut conclure que la teneur en Zn du s o l  Dek utilisé est 
anormalement faible. Des expériences complémentaires sont en cours pour véri- 
fier l'impact d'une telle carence sut la croissance de la plante. 
Dans la troisième expérience, les réponses des deux cultivars de V.ungtiiculata 
n'ont pas différé significativement, très probablement parce que tous deux 
étaient compatibles avec Glomus mosseae. Cependant des variations dans l'effi- 
cacité de souches de champignons VA associés 2 différents cultivars apparte- 
nant ?i une espèce donnée ont pu être notées par divers auteurs (2-5-22-30). Des 
variations du même type pourraient vraisemblablement se manifester dans le cas 
de V. ungaieulata pour d'autres cultivars que ceux utilisés dans l'expérience 
rapportée ici. 
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