Evaluation de la pertinence des mélanges variétaux de riz pluvial (Oryza sativa) pour l'optimisation du rendement et la résistance aux contraintes du milieu

Rahajaharilaza Koloina. 2024. Evaluation de la pertinence des mélanges variétaux de riz pluvial (Oryza sativa) pour l'optimisation du rendement et la résistance aux contraintes du milieu. Antananarivo : Université d'Antananarivo, 170 p. Thèse de doctorat : Agronomie et écologie fonctionnelle : Université d'Antananarivo

Encadrement : Ramavovololona, Koloina ; Violle, Cyrille

Résumé : Cette thèse se focalise sur l'étude des cultures de riz pluvial à Madagascar. L'objectif général est de caractériser et expliquer autant que possible l'intérêt des mélanges variétaux pour améliorer les performances agronomiques globales et les comportements en relation aux contraintes biotiques, cas du riz pluvial. La question principale est : Comment évaluer et expliquer les performances des mélanges variétaux de riz pluvial en conditions réelles ? Dans cette recherche, notre étude se concentre sur le paysage complexe de la culture du riz, mettant l'accent sur le contexte agricole exigeant de Madagascar. L'étude se déroule en trois parties interconnectées, chacune contribuant à une compréhension holistique des dynamiques écologiques et agronomiques inhérentes à la riziculture. La première partie s'appuie sur la théorie écologique, avançant que l'augmentation de la diversité génétique au sein des cultures de riz a le potentiel d'améliorer simultanément diverses performances agronomiques. Cette perspective revêt une importance particulière dans les systèmes agricoles traditionnels à faible apport, où le changement climatique menace les rendements à la fois par des impacts directs et des pressions accrues de ravageurs et de pathogènes. L'objectif est d'évaluer la viabilité des mélanges variétaux, c'est-à-dire la combinaison de différents génotypes dans un champ, pour réaliser ces avantages multiples. L'identification des mélanges optimaux représente un défi décisif, marquant l'objectif fondamental de cette première partie. La deuxième partie transpose la théorie en pratique à travers une expérience sur le terrain réalisée dans les conditions difficiles de Madagascar. Quatre variétés de riz, cultivées en tant que cultures pures et en toutes les combinaisons deux à deux, sont soumises à des conditions de culture traditionnelles à faible apport. L'accent est mis sur l'évaluation du potentiel des mélanges pour améliorer simultanément le rendement des cultures et la résistance aux pathogènes, en particulier à la maladie pyriculariose causée par le pathogène Pyricularia oryzae. L'étude utilise des approches a priori pour identifier les combinaisons variétales les plus efficaces. Les résultats révèlent un gain notable de 14% du rendement en grain et une augmentation de 4% du rendement en biomasse grâce aux mélanges variétaux. De plus, l'incidence et la sévérité de la maladie pyriculariose sont réduites de 21% et 48%, respectivement. Cependant, la complexité émerge car différentes combinaisons de génotypes excellent dans la promotion soit du rendement agronomique, soit de la résistance aux pathogènes, remettant en question l'hypothèse selon laquelle un seul mélange peut optimiser les deux résultats. La troisième et dernière partie élargit la perspective à la culture du riz pluvial dans la région de Vakinankaratra à Madagascar. La proposition des mélanges variétaux comme solution aux défis tels que la pauvreté en éléments nutritifs du sol et la vulnérabilité aux maladies constitue le contexte. Un essai sur trois ans impliquant quatre variétés rustiques de riz de pluvial a été utilisé pour évaluer diverses combinaisons, de mélanges variétaux. Bien que le rendement global en grain ne diffère pas significativement entre les types d'associations, l'étude révèle des dynamiques nuancées dans le comportement des variétés individuelles au sein des mélanges. En conclusion, cette thèse souligne les avantages écologiques et agronomiques des mélanges variétaux dans le contexte de la riziculture. Des fondements théoriques à l'expérimentation sur le terrain et à un essai sur le terrain approfondi, l'étude démontre non seulement les gains potentiels en rendement et en résistance aux maladies, mais met également en lumière l'interaction complexe des différentes variétés de riz au sein des mélanges. Ces conclusions offrent des aperçus précieux pour des pratiques de riziculture durables et résilientes, en particulier face à l'évolution des conditions environnementales et socio-économiques.

Résumé (autre langue) : In this thesis, we explored rice cultivation intricacies, with a particular focus on the unique challenges faced by farmers in Madagascar. Divided into three interconnected parts, the study aims to elucidate the ecological and agronomic dynamics that underscore the multifaceted role of rice in the context of human livelihoods and food security. The first part of the thesis is grounded in ecological theory, which posits that increasing genetic diversity has the potential to promote multiple agronomic performances simultaneously. This becomes particularly relevant in traditional low-input farming systems, where the impact of climate change on yields is exacerbated by increased pest and pathogen pressures. The specific objective here is to investigate the potential of varietal mixtures cultivating different genotypes within a field to enhance multiple agronomic outcomes. This includes a critical examination of the composition of the most promising mixtures, recognizing the challenges in identifying optimal combinations. Building upon this theoretical foundation, the second part of the thesis unfolds through on-farm experiments conducted in Madagascar. The focus is on assessing the potential of genotype mixtures of tropical upland rice to concurrently improve crop yield and resistance to pathogens. Ten varieties, grown both as pure stands and pairwise combinations, are subjected to traditional low input growing conditions. The results reveal an average gain of 14% in grain yield and 4% in biomass yield for varietal mixtures compared to pure stands. Furthermore, the incidence and severity of blast disease are significantly reduced in genotypic mixtures, affirming their potential to promote either agronomic yield or pathogen resistance. However, the study also underscores the complexity of identifying specific combinations that can simultaneously enhance both outcomes, challenging conventional wisdom in the search for assembly rules of crop mixtures. The third part broadens the scope to rainfed upland rice farming in the Vakinankaratra region of Madagascar, where the crop holds pivotal importance. Here, varietal mixtures are proposed as a solution to challenges such as poor soil fertility and susceptibility to diseases like pyricularia. The study aims to evaluate the ecological and agronomic benefits of varietal mixtures, considering two approaches: the intentional selection of diverse traits and the combination of varieties with similar traits. A three-year trial with four upland rice varieties elucidates the dynamics of varietal interactions, revealing nuanced outcomes and emphasizing the need for context-specific approaches to optimize yield. The thesis provides a holistic understanding of the intricate interplay between ecological principles, agronomic practices, and the socio-economic context in the realm of rice cultivation. The findings underscore the potential of varietal mixtures to enhance both agronomic performance and disease resistance, offering valuable insights for sustainable rice cultivation practices in the face of evolving environmental and socio-economic conditions.

Mots-clés libres : Mélanges variétaux, Performances agronomiques, Dynamique écologique, Riz pluvial, Pyricularia oryzae, Agriculture durable, Changement climatique

Auteurs et affiliations

• Rahajaharilaza Koloina, CIRAD-BIOS-UMR AGAP (FRA)

Source : Cirad-Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/612661/)

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