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Déterminisme génétique et environnemental des propriétés du bois de Liquidambar styraciflua L. de la Mandraka : adaptation aux reboisements malgaches et apports à la production ligneuse

Rakotovololonalimanana Herizo. 2013. Déterminisme génétique et environnemental des propriétés du bois de Liquidambar styraciflua L. de la Mandraka : adaptation aux reboisements malgaches et apports à la production ligneuse. Montpellier : Université de Montpellier 2, 203 p. Thèse de doctorat : Mécanique et génie civil : Université d'Antananarivo

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Encadrement : Ramamonjisoa, Lolona ; Thevenon, Marie-France

Abstract : Afin de préserver les forêts naturelles malgaches, reconnues comme sources de mégabiodiversité, tout en remplissant les besoins en bois du marché local, les forêts de plantation présentent un enjeu crucial pour Madagascar. Cependant, les bois provenant des plantations forestières malgaches, généralement dominées par les espèces du genre Eucalyptus et Pinus, offrent un choix limité et n'ont pas toutes les qualités requises pour se substituer aux bois des forêts naturelles notamment pour l'ameublement et la menuiserie. Le bois de Liquidambar styraciflua est utilisé dans de nombreux pays en ameublement, emballage ou pour la fabrication de contreplaqués. Ce travail de thèse a pour objectif de contribuer à l'amélioration du Liquidambar styraciflua pour une sylviculture et une utilisation de son bois adaptées au contexte malgache. L'approche ici est originale, car elle combine l'étude des caractères de croissance au champ, la production et la qualité grainière, la croissance juvénile et les propriétés des bois tout en considérant la variabilité génétique de l'espèce. Cette étude repose sur un essai de provenances de Liquidambar situé sur le site de la Mandraka, âgé de 25 ans, faisant parti d'un réseau d'essais internationaux sous l'égide du Commonwealth Forestry Institute. Ce travail de thèse a mis en évidence la bonne adaptation du Liquidambar aux conditions de la Mandraka avec une croissance plus élevée par rapport aux autres essais. La croissance de Liquidambar à Mandraka est semblable à celle des espèces du genre Eucalyptus et meilleure par rapport à celle des Pinus plantés dans les mêmes conditions écologiques. La production grainière du Liquidambar observée est plus élevée que dans son aire naturelle de distribution et les graines présentent une vitesse et un taux germination de 75% et de 83 % respectivement. Ceci confirme la bonne adaptation de l'espèce à la région considérée. Les arbres dont la croissance est plus élevée produisent des graines plus fertiles et les semis ont une croissance juvénile plus rapide (jusqu'à 1,5 ans). Les méthodes indirectes de caractérisation du bois basées sur les mesures standardisées, utilisées ici (Spectrométrie Proche Infra-Rouge, ultrasons) se sont avérées efficaces pour estimer les propriétés physicomécaniques du bois de Liquidambar. Les propriétés physico-mécaniques du bois de Liquidambar, meilleurs pour les arbres dominants, restent toutefois moyennes parmi celles des bois communément utilisés à Madagascar. Les extractibles du bois de Liquidambar sont à l'état de traces et son bois n'est pas durable face aux attaques des termites du genre Reticulitermes et aux champignons Coniophora puteanea et Coriolus versicolor. Des corrélations phénotypiques faibles à fortes ont été observées entre les propriétés physicomécaniques. Ceci suggère qu'une amélioration sylvicole ou génétique visant à augmenter la valeur d'une propriété donnée pourrait avoir pour conséquence d'augmenter ou de diminuer la valeur d'autres. Les propriétés physicomécaniques du bois de Liquidambar varient de façon linéaire ou logarithmique de la moelle à l'écorce et on observe du bois de tension et du bois normal. Sur la base de nos travaux et en accord avec la bibliographie dans le domaine, les caractères de croissance et de multiplication, comme la plupart des propriétés physiques et mécaniques de Liquidambar sont sous fort contrôle génétique. Cette étude recommande ainsi d'intégrer ces critères et leurs inter-corrélations dans le futur programme d'amélioration génétique du bois de Liquidambar. (Résumé d'auteur)

Résumé (autre langue) : Beyond the clearance for agricultural, the filling of the deficiency of wood as energy and material for the Malagasy local market takes part in the reduction of the forest cover in Madagascar. In order to preserve Malagasy natural forests, known to be a mega-biodiversity reservoir, with also full-filling the local demand in wood, the plantation forests represent a crucial challenge. Nevertheless, the timbers coming from the planted Malagasy forest, generally dominated by Eucalyptus and Pine species, offer less choice and do not have the required qualities to substitute the timber from natural forest, especially for carpentry, joinery and furniture manufacturing. Liquidambar styraciflua timber is used in many countries for packaging, veneer, plywood and furniture production. The objective of this work is to contribute to the improvement of Liquidambar styraciflua for a forestry and end-use in ad equation with the Malagasy context. The approach used is original because it combines the study of the growing characteristics in the field, the production and the quality of the seeds, the juvenile growth and the wood properties, with considering also the genetic variability of the species. In order to do so, the inventory annual data of the provenance trial of Liquidambar in Mandraka has allowed evaluating the adaptation of this species and the intraspecific variability of its growth. Seed samplings, germination tests and tree nursery growth tests have been performed to evaluate the multiplication ability and its variability in order to state about the vulgarization possibility for this species. Finally, this work was also about the characterization of physic-mechanical and natural durability properties of Liquidambar timber. Once these trials and experiments completed, this work showed that Liquidambar from Mandraka presents a good adaptability associated with an important growth compared to other Liquidambar international provenance trials done by the Commonwealth Forestry Institute. Moreover, the growth of Liquidambar from Mandraka is similar to Eucalyptus species and better than Pinus species when planted in the same ecological environment. The seed production of Liquidambar from Mandraka is higher than in its natural distribution area. Its seeds present a high speed and rate of germination of 75% and 83%, respectively. This confirms the good adaptation of this species for the considered studied conditions. Our study suggest that tallest trees produce more fertile seeds and seedlings have a more rapid juvenile growth (up to 425 days) compared to seedlings coming from smaller mother tree. This work has also brought into light that indirect methods such as Near Infra-Red Spectroscopy, ultrasonic methods were efficient to estimate the physic-mechanical properties of Liquidambar timber, in addition to the standardized methods used. The physico-mechanical properties of Liquidambar timber are average compared to the most commonly used. Liquidambar timber extractible content is very low and it is not durable neither towards Reticulitermes termites, nor Coniophora puteanea and Coriolus versicolor Basidiomycete fungi. Low to strong phenotypic correlations between the physic-properties have been observed ; suggesting that a genetic or silvicultural improvement aiming to up-grade a property (physic or mechanic) could, in consequence, increase or decrease the value of another physic-mechanical property. Nevertheless, it would be interesting to get adequate experiments (test descendance from cross experiments) to estimate the genetic correlations. Concerning the variability, the physico-mechanical properties of Liquidambar timber follow a linear or logarithmic tendency from pith to bark, and normal, as well as tension wood was observed. The growing and multiplication characteristics of liquidambar are more variable than its physico-mechanical properties. However, the physico-mechanical properties are more variable for thinned out trees than for of dominant ones. Based on our study, and in accordance with the bibliography in this field, the growing and multiplication characters, such as physico-mechanical properties (except for axial compression modulus, as well as radial and tangential shrinkage) of Liquidambar are under strong genetic control. This study recommends including these criteria and their inter-correlations for a further genetic improvement program of Liquidambar. (Résumé d'auteur)

Mots-clés Agrovoc : Liquidambar styraciflua, Bois, Plantation forestière, Essai de provenances, Biodiversité, Variation génétique, Adaptation, Croissance, Phénotype, Corrélation génétique, Intéraction génotype environnement, Propriété physicochimique, Propriété technologique, Propriété mécanique, Durabilité, Production de semences

Mots-clés géographiques Agrovoc : Madagascar

Classification Agris : K10 - Forestry production
K50 - Processing of forest products
F30 - Plant genetics and breeding
P01 - Nature conservation and land resources

Axe stratégique Cirad : Axe 1 (2005-2013) - Intensification écologique

Auteurs et affiliations

  • Rakotovololonalimanana Herizo, CIRAD-BIOS-UMR AGAP (FRA)

Source : Cirad-Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/577705/)

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