Toxicité ferreuse dans les systémes à base riz d ... - Africa Rice Center

Centre du riz pour I’Afrique (ADRAO))Toxicité ferreuse dans les systémesà base riz d’Afrique de l’ouestPlateauZone hydromopheBas-fondsFe 3+Fe 3+Fe 3+ Fe 3+Fe 3+ Fe 3+ Fe 3+ La remonté de la nappe phréatiqueFe 2+Fe 3+ Fe 2+ Fe 3+Fe 3+Fe 2+ Fe 2+ Fe 2+ Fe 2+Fe 2+Fe 2+Fe 2+HypodermiqueEditeurs: A. Audebert, L.T. Narteh, P. Kiepe, D. Millar et B. Beks

Centre du riz pour l’Afrique (ADRAO)Le Centre du riz pour l’Afrique (ADRAO) est une association de recherche autonomeintergouvernementale composée d’états africains. L’ADRAO est aussi l’un des 15 Centresinternationaux de recherche agricole soutenus par le Groupe consultatif pour la recherche agricoleinternationale (GCRAI).La mission de l’ADRAO est de contribuer à l’allègement de la pauvreté et à la sécurité alimentaireen Afrique, à travers des activités de recherche, de développement et de partenariat visant àaméliorer la productivité et la rentabilité du secteur rizicole tout en veillant à la durabilité du milieude production.Le modus operandi de l’ADRAO est le partenariat à tous les niveaux. La recherche et les activitésde développement sont conduites en collaboration avec de nombreux acteurs, en particulier lessystèmes nationaux de recherche agricole (SNRA), les institutions académiques, les institutions derecherche avancée, les organisations paysannes, les organisations non-gouvernementales et lesbailleurs de fond pour le bénéfice des agriculteursafricains, - dont la plupart sont de petits producteurs – ainsi que pour les millions de famillesafricaines pour qui le riz représente la nourriture de base.Le Nouveau riz pour l’Afrique (NERICA), qui apporte un espoir aux millions de pauvres en Afrique,a été développé par l’ADRAO et ses partenaires. Le succès du NERICA a aidé à définir les futuresorientations du Centre, élargissant son horizon au-delà de l’Afrique de l’Ouest vers l’Afriquecentrale, orientale et australe.L’ADRAO abrite l’Initiative africaine sur le riz (ARI), le Réseau ouest et centre africain du riz(ROCARIZ) et le Consortium bas-fonds (CBF). Elle apporte aussi son appui à l’Unité de Coordinationdu Réseau riz pour l’Afrique orientale et centrale (ECARRN), basée en Tanzanie.Depuis janvier 2005, l’ADRAO opère dans les locaux de la station du Bénin de l’Institut internationald’agriculture tropicale (IITA), à Cotonou, s’étant délocalisée de son siège à Bouaké, Côte d’Ivoire,en raison de la crise ivoirienne. L’ADRAO dispose de stations régionales de recherche à St Louis,Sénégal et à l’IITA, Ibadan, Nigeria.Pour de plus amples informations, visiter www.warda.orgSiège temporaireStation du SahelWARDA Nigeria StationCentre du riz pour l’Afrique (ADRAO)01 B.P. 2031, Cotonou,BéninTel : (229) 21. 35. 01. 88Fax : (229) 21. 35. 06. 56Courriel : warda@cgiar.orgCentre du riz pour l’Afrique (ADRAO)B.P. 96 Ndiaye,Saint Louis, SénégalTel : (221) 962 6493(221) 962 6441Fax : (221) 962 6491Courriel : warda-sahel@cgiar.orgWARDAc/o InternationalInstitute of Tropical Agriculture(IITA)Oyo Road, PMB 5320IbadanNigeriaTel : (234-2) 241 2626Fax : (234-2) 241 2221Courriel : warda-ibadan@cgiar.org

Centre du riz pour I’Afrique (ADRAO)Toxicité ferreuse dans les systémesà base riz d’Afrique de l’ouestEditeurs:A. Audebert, L.T. Narteh, P. Kiepe, D. Millar et B. Beks

© Copyright Centre du riz pour I’Afrique (ADRAO) 2006.ADRAO encourage une bonne utilisation de cet ouvrage. Une citation correcte estrequise.Toxicité ferreuse dans les systémes à base riz d’Afrique de l’ouest, Centre du riz pourI’Afrique (ADRAO) Cotonou, Bénin. 196 pp.ISBN :92 9113 3027 (PDF)Centre du riz pour I’Afrique (ADRAO)01 BP 2031CotonouBéninTel : (229) 21.35.01.88Fax : (229) 21.35.05.56Courrier : warda@cgiar.org

TABLE DES MATIÈRESPréface....................................................................................................................iEffet de la toxicité ferreuse sur le rendement de riz dans le bas-fond d'Amou-Obloau Togo.................................................................................................................1Diagnostic du risque et approches de gestion de la toxicité ferreuse dans les basfondsrizicoles ........................................................................................................6La toxicité ferreuse - les conditions environmentales et les symptômes....................18Reparition du fer comme mecanisme de tolerance a la toxicité ferreuse en riziculturede bas-fond............................................................................................................35Ecart de rendement du riz dû à la toxicité ferreuse en Afrique de l’Ouest ...............48Test et développement des variétés de riz tolérantes a la toxicité ferreuse enbasse Guinée .......................................................................................................................................68La Toxicité ferreuse du riz en Afrique de l’Ouest. Criblage de variétés toléranteset rôle de N, P, K et Zn .......................................................................................82Gestion de la toxicité ferreuse du riz dans les bas-fonds marecageux enSierra Leone .......................................................................................................90Selectionp pour la tolerance a la toxicité a I'ADRAO...........................................107Lutte contre la toxicité ferreuse en rizicuclture de bas-fonds marecageux enSierra Leone travers la recherche sur l'amérlioration variétale..............................124Evaluation de la toxicité ferreuse sur la production du riz à Lotodenou dans lesud-Benin ..........................................................................................................136Aperçu surla toxicité ferreuse dans les sols de riziéres de Casamance.................146Quelques aspects de l’importance de la toxicité ferreuse en Afrique de l’Ouest ...157Evaluation de la relation entre les méthodes sélectionnées de l’extraction duFe et quelques caractères de la croissance du riz .................................................167

PRÉFACELes bas-fonds de l’Afrique de l’Ouest occupent 30%de l’aire totale de la productionrizicole. Cependant, ils ploient sous la contrainte du stress de la toxicité ferreuse. Latoxicité ferreuse est bien connue comme le désordre nutritionnel le plus répandu et le plussévère limitant le rendement de la riziculture ouest africaine de bas-fonds. La vue de l’eauhuileuse rougeâtre qui suinte du sol lorsqu’il est inondé pendant longtemps, n’est passeulement effrayante et décourageante pour les paysans mais elle est aussi une grandemenace pour les moyens de subsistance de nombreux paysans qui dépendent des basfondspour leur production rizicole. La toxicité ferreuse est une condition provoquée parla réduction microbienne en conditions d’inondation de l’oxyde ferrique insoluble (Fe + )en oxyde ferreux soluble (Fe + ) qui peut être absorbé par les plants de riz en quantitésexcessives.A l’ADRAO, nous avons mis sur pied une équipe de recherche multidisciplinaire pouraborder le problème de la toxicité ferreuse dans la riziculture. Les chercheurs del’ADRAO (pédologues, agronomes, sélectionneurs et physiologistes des plantes) onttravaillé en partenariat avec des chercheurs des Instituts Avancés de Recherche (IAR)et des Instituts Nationaux de Recherche Agricole (INRA) durant les 15 dernières annéesavec des résultats intéressants. Au début des années 90, le groupe de pédochimie del’ADRAO a collaboré avec un chercheur de Louisiana State University (LSU) pourdiriger la recherche sur le processus scientifique qui a fourni une compréhension desnombreuses mutations électrochimiques et physico-chimiques qui se déroulent lorsque lesol est inondé. La recherche a également quantifié le volume de Fe émis dans les différentstypes de sols des principaux pays producteurs de riz en Afrique de l’Ouest. La partie laplus intéressante des études sur la toxicité Fe à l’ADRAO était peut-être lorsque l’Instituta collaboré avec le CIRAD (France) pour mettre au point des stratégies de compréhensiondes mécanismes physiologiques intervenant dans la tolérance du riz au stress de la toxicitéferreuse.Dans les années 80, des études de chercheurs de l’ADRAO et de ses partenairesrégionaux ont permis d’identifier des lignées et variétés supérieures de riz tolérantes pourla sous région. Aujourd’hui, des variétés comme CK 4, WITA 3 et Suakoko 8 sontencore populaires dans la plus part des systèmes de production des bas-fonds cultivésen Afrique de l’Ouest. Je demeure profondément convaincu que la récente initiative dugroupe des sélectionneurs riz incluant les chercheurs de l’ADRAO et des INRA à traversdes réseaux, identifiera bientôt des lignées tolérantes à hauts rendements plus supérieuresdans le matériel génétique des NERICA de bas-fonds nouvellement mis au point.i

Les présents actes synthétisent 15 années de recherche multidisciplinaire sur la toxicitéferreuse en Afrique de l’Ouest par l’ADRAO et les réseaux des SNRA (ROCARIZ etle Consortium Bas-Fonds). Elle couvre, entre autres aspects, l’impact et la gestion de latoxicité ferreuse, ainsi que le test et la sélection des variétés tolérantes. Les lecteurstrouveront les présentations utiles dans leurs premiers efforts de comprendre le problèmede la toxicité ferreuse dans les sols inondés d’Afrique de l’Ouest.Un certain nombre de défis existe encore et mérite une attention urgente dans laprévalence de la toxicité ferreuse dans la riziculture en Afrique subsaharienne. L’utilisationd’outils biotechnologique pour identifier les gènes tolérants et les marqueurs spécifiquespour servir d’outils de criblage, n’a pas encore été abordée. Les nouvelles lignées deNERICA de bas-fonds n’ont pas encore été testées à grande échelle dans des milieuxstressés par la toxicité ferreuse. Bien plus, les nouveaux domaines en Afrique de l’Est etdu Centre constituent les possibles opportunités de confrontation avec le stress de latoxicité ferreuse sur la base de l’expérience acquise en Afrique de l’Ouest. Le défid’aborder le problème dans une approche intégrée incluant l’utilisation des variétéstolérantes à la toxicité ferreuse et des stratégies de gestion agronomiques spécifiques àdes sites, demeure également.C’est le lieu de manifester notre profonde gratitude au soutien financier du CIRAD et del’USAID pour la recherche et au CBF, au ROCARIZ et à l’ADRAO pour le soutien àl’atelier et à ses actes.Dr Kanayo F. NwanzeDirecteur général, ADRAOii

Effect de la toxicit é ferreuse sur le rendement de riz dans le bas-fond d'Amou-Oblo au TogoEFFET DE LA TOXICITE FERREUSE SUR LERENDEMENT DE RIZ DANS LE BAS-FONDD’AMOU-OBLO AU TOGOK. Aboa et S. Y. DogbeInstitut Togolais de Recherche Agronomique ( ITRA ), Centre de Recherche Agronomique de la zoneForestière ( CRAF ), BP 90, Kpalimé, TogoRésuméConsidérée comme une contrainte mineure avant les années 1990, la toxicitéferreuse est devenue actuellement un problème important qui contribue à ladiminution des rendements du riz de bas-fond. Ces bas-fonds fournissent plus de 60% de la production totale au Togo. En effet, l’évaluation des rendements de 15variétés de riz dans le bas-fond d’Amou-Oblo en 2000 sur une parcelle sans toxicitéferreuse et en 2001 sur la même parcelle avec toxicité ferreuse durant toute lapériode de végétation du riz a permis de constater des pertes de rendement allantde 35,8 à 79,8% suivant les variétés.Mots clés : Riz, toxicité ferreuse, rendement, variétés, Togo.INTRODUCTIONDeuxième rang après le maïs parmi les céréales, le riz est l’une des cultures qui constituentla base de l’alimentation de la population togolaise. Les besoins en cet aliment ne sont quepartiellement couverts par la production locale. Ainsi l’Etat togolais recourt à l’importationafin de satisfaire la demande sans cesse croissante d’année en année.Estimé à 52.000 tonnes en l’an 1995, la consommation est passée à 64.000tonnes en l’an 2000 pour atteindre 78.000 tonnes en 2005 ( SATEC DéveloppementInternational, Novembre 1997, Rapport principal Volume 1).Parmi les trois types de riziculture pratiquées ( pluviale, bas-fond, irriguée ), cellede bas-fond fournit plus de 60 % de la production totale en paddy . Ainsi la toxicitéferreuse dont les manifestations deviennent de plus en plus importantes dans les bas-fondsrisque de réduire à terme de la production nationale du riz.Pour mieux appréhender l’ampleur de cette perte sur différentes variétés afin derechercher les mesures à prendre, une évaluation variétale a été faite en 2000 et 2001dans la localité d’Amou-Oblo respectivement dans les conditions sans toxicité ferreuseet celle de toxicité ferreuse.1

Effect de la toxicit é ferreuse sur le rendement de riz dans le bas-fond d'Amou-Oblo au TogoMATERIEL ET METHODESQuinze (15) variétés ont été évaluées sur le périmètre d’Amou-Oblo à 180 km de Lomé.Cette localité située dans la zone forestière est caractérisée par un régime pluviométriquebimodal. Le dispositif d’évaluation est en blocs de Fisher à 3 répétitions. La densité demise en place est 20 cm x 15 cm sur une superficie parcellaire de 15 m². La fertilisationapportée est de 200 kg/ha de NPK (15-15-15) en fond au repiquage et 100 kg/ha d’uréeen 2 fractions en couverture.Les mesurés sont : la hauteur, le nombre de panicules/m², le cycle semisfloraisonà 50 % et le rendement. La notation de la toxicité ferreuse à été faite suivantle Système d’Evaluation Standard de l’IRRI.Les données recueillies ont été analysées avec le logiciel IRRISTAT.RESULTATS ET DISCUSSIONTableau 1 .Comportement des variétés dans le bas-fond d’Amou-Oblo sans latoxicité ferreuse (année 2000).N° Variétés Toxicité Fe(1 – 9)JAR20 – 40 - 60123456789101112131415BR 50-120-2BW 348-1CK73ITA 324MASHURISIK 131SURAKSHATOX 3052-41-E1-2-1-2TOX 3566-6-1-2-3-1-1-2TOX 4008-34-1-1-2TOX 4251-WAT-102-3WITA 1WITA 3WITA 4TGR 75 (témoin)1 2 11 1 11 1 11 1 21 1 11 2 11 1 11 1 21 2 21 1 11 1 11 2 11 2 21 1 11 1 1Hauteur(cm)67,996,794,985,3102,399,778,986,384,6898584,783,484,8108,3Paniculesm²21627726625622119826230231326022127721626921550%floraison(jours)969411397102991001041001069710710510196Rendement(kg/ha)496770007500726764005567533373337500600061005833566761006533Moyenne - - - 88,8 251,3 101,1 6340CV (%) - - - 9,6 22,72 5,17 18,72PPDS (5%) - - - 14,3 91 9 19242

Effect de la toxicit é ferreuse sur le rendement de riz dans le bas-fond d'Amou-Oblo au TogoEn 2000 les observations ont montré qu’il n’y a pas eu de manifestation de toxicitéferreuse (tableau 1) ce qui s’est traduit par des notes variant entre 1 et 2 et des rendementsélevés pour toutes les variétés. Les rendements se situent entre 4900 et 7500 kg/ha. Lesvariétés les plus reproductives sont : CK 73 (7500 kg/ha), TOX 3566-6-1-2-1-1-2(7500 kg/ha), TOX 3050-41-E1-2-1-2 (7333 kg/ha), ITA 324 ( 7267 Kg/ha) et BW348-1 (7000 kg/ha).En 2001 des notes de toxicité ferreuse allant jusqu’à 6 ont été enregistrées (tableau 2).Tableau 2 .Comportement des variétés dans le bas-fond avec la toxicité ferreuseannée 2001).N° Variétés Toxicité Fe(1 – 9)JAR20 – 40 - 60123456789101112131415BR 50-120-2BW 348-1CK73ITA 324MASHURISIK 131SURAKSHATOX 3052-41-E1-2-1-2TOX 3566-6-1-2-3-1-1-2TOX 4008-34-1-1-2TOX 4251-WAT-102-3WITA 1WITA 3WITA 4TGR 75 (témoin)5 4 65 5 63 2 34 6 54 4 53 4 42 4 33 4 33 3 43 2 42 3 33 4 43 3 42 1 33 3 4Hauteur (cm)87,584,895,487,296,498,589,887,39693,490,882,377,484,1106Paniculesm²50%floraison(jours)Rendement(kg/ha)Cette situation a fortement pénalisé les rendements qui se situent cette fois entre 1480 et3900 kg/ha.2401991912001822863162362733192322252412382501049912010210910511011110111010510811011093233322003200215524221844286914831711262220672578266739113600Moyenne - - - 90,5 242 106 2511CV (%) - - - 3,9 16,9 2,3 16 ,8PPDS (5%) - - - 6 68 4 7053

Effect de la toxicit é ferreuse sur le rendement de riz dans le bas-fond d'Amou-Oblo au TogoEn comparant les résultats des deux années du point de vue rendement (Tableau 3), onconstate que les pertes vont de 2189 à 5850 kg/ha soit 35.8 à 79.8%. Chez les variétésqui ont donné les meilleurs rendements en 2000, les pertes sont de 79.8% (TOX 3050-41-E1-2-1-2) 77%(TOX 3566-6-1-2-3-1-1-2), 70% (ITA 324), 68.6% (BW 348-1) et 57% (CK 73).Face à ces données, la variété qui paraît stable est WITA 4 dont les pertes sont de 35.8%.Tableau 3 .Réduction de rendement enregistrée sur le site.N° Variétés Rendement (kg/ha)2000 2001123456789101112131415BR 50-120-2BW 348-1CK73ITA 324MASHURISIK 131SURAKSHATOX 3052-41-E1-2-1-249677000750072676400556753337333TOX 3566-6-1-2-3-1-1-2 7500TOX 4008-34-1-1-2 6000TOX 4251-WAT-102-3 6100WITA 15833WITA 35667WITA 46100TGR 75 (témoin) 6533233322003200215524221844286914831711262220672578266739113600Perte derendement(kg/ha)263448004300511239783723246458505789337840333255300021892933Pourcentage53,068,657,370,362,266,946,279,877,256,366,155,852,935,844,8Moyenne 6340 2511 3829 59,5Par ailleurs il a été constaté aussi soit une diminution soit une augmentation de la hauteuret du nombre de panicules/m² suivant les varié. Le cycle semis- floraison 50% a augmentéentre 1 et 10 jours suivant les variétés sauf chez TGR 75 (témoin local) où on a constatéplutôt une diminution de 3 jours.Des investigations menées par des chercheurs de l’IRAG (Institut de RechercheAgronomique de Guinée) ont montré que la toxicité ferreuse est un des facteurs quilimitent les rendements surtout dans les bas-fonds, par l’inhibition de la croissance des4

Effect de la toxicité ferreuse sur le rendement de riz dans le bas-fond d'Amou-Oblo au Togoplants et du développement des racines, ce qui influence l’absorption et la rétention deséléments nutritifs. Cette baisse des rendements montre l’effet dépressif qu’a la toxicitéferreuse sur la production du riz dans les bas-fond.CONCLUSION ET PERSPECTIVESCette évaluation bien que fragmentaire montre bien que la toxicité ferreuse est un stressqui peut conduire à une réduction considérable du rendement du riz dans les bas-fonds.Dans le cas du bas-fond d’Amou-oblo, cette réduction est estimée en moyenneà 59,5 %. Pour le moment la variété qui paraît tamponner cette contrainte est WITA4.D’autres paramètres qui pourraient expliquer cette réduction de rendement sont àexplorer afin de connaître la part qui revient à la toxicité ferreuse. Car d’autres contraintestelles que le déficit pluviométrique, les facteurs sols peuvent aussi contribuer à la réductiondes rendements. De notre point de vue, la résolution de ce problème peut être recherchéepar la création des variétés tolérantes, l’application des techniques culturales appropriées,la fertilisation et la gestion de l’eau.BIBLIOGRAPHIESATEC Développement International, Novembre 1997, Rapport Principal Vol.1ABOA K et DOGBE S .Y. 2002, Rapport d’activité, Institut Togolais de RechercheAgronomique.ABDOUL K. C. 1997. Rapport d’activité Institut de Recherche Agronomique deGuinée.5

Diagnostic du risque et approches de gestion de la toxicité ferreuse dans les bas-fonds rizicolesDIAGNOSTIC DU RISQUE ET APPROCHES DE GESTION DELA TOXICITÉ FERREUSE DANS LES BAS-FONDSRIZICOLESA. AudebertCIRAD-CA UPR Rizicultures, TA 70/01, 34398 Montpellier cedex 5, FranceRésuméEn Afrique de l’Ouest, la toxicité ferreuse est une des contraintes édaphiquesmajeures des bas-fonds. Tous les types de bas-fond d’Afrique de l’ouest, avec ousans maîtrise de l’eau, peuvent être touchés par cette contrainte. La toxicitéferreuse peut intervenir lorsque d’importantes quantités de fer sont présentes. Lesconditions réductrices que l’on rencontre couramment dans les sols engorgés debas-fond sont précurseurs de la toxicité ferreuse par la solubilisation dans lasolution du sol de la quasi totalité du fer sous forme ferreux (Fe 2+ ). Cette grandequantité d’ion ferreux en solution entraîne un déséquilibre en éléments provoquantun désordre nutritionnel affectant la croissance des cultures et notamment du riz.Les travaux réalisés à l’ADRAO avait pour objectifs d’une part, de mettre au pointdes lignées de riz de bas-fond améliorées, tolérantes et productives et d’autre part,de définir des techniques culturales minimisant les effets de cette contrainte. Ladimension éco-régionale peut être approchée en intégrant les recherchesinterdisciplinaires menées à l’ADRAO sur ce sujet. Il est ainsi possible d’élaborerun premier outil de diagnostic du risque de toxicité ferreuse dans les bas-fondutilisant une clef dichotomique faisant appel aux domaines de la pédologie,hydrologie, agronomie, éco-physiologie.Mots clefs : toxicité ferreuse, bas-fond, diagnostic, riz, adaptation.6

Diagnostic du risque et approches de gestion de la toxicité ferreuse dans les bas-fonds rizicolesINTRODUCTIONEn Afrique de l’Ouest, la toxicité ferreuse est une des contraintes édaphiques majeuresdes bas-fonds. C’est un désordre nutritionnel, très répandu affectant la croissance descultures et notamment du riz. Tous les types de bas-fond (mangrove, irrigué, pluvial)peuvent être touchés par cette contrainte; avec ou sans maîtrise de l’eau.Les conditions nécessaires au développement de cette contrainte sont de mieuxen mieux connues. La toxicité ferreuse est présente lorsque d’importantes quantités defer (Fe 3+ ) sont mobilisées et accumulées dans la solution du sol au niveau du bas-fond.Ce fer peut provenir de la mise en solution in situ dans le bas-fond ou par lessivage etruissellement des pentes adjacentes du bas-fond. Sous l’effet réducteur du milieu,certaines bactéries du sol mettent en place une respiration anaérobie (synthèse d’ATP)entraînant la mise en solution de grande quantité d’ion ferreux (Fe 2+ ). Ces ions ferreuxoccasionnent un déséquilibre en élément de la solution du sol qui se répercute au niveaude la plante. Outre les symptômes caractéristiques de “bronzing” ou de “yellowing” desfeuilles, la toxicité ferreuse se traduit également par une réduction de la croissance du riz(hauteur et tallage) et par une augmentation du taux de stérilité des panicules. Laproductivité peut ainsi chuter de 10 à 100% selon la concentration en Fe 2+ dans la solutionet la tolérance du cultivar utilisé (Masajo et al., 1986; Abafarin, 1988 et 1989).Les travaux réalisés actuellement à l’ADRAO tentent de mettre au point deslignées de riz de bas-fond améliorées, tolérantes et productives (Diatta et al., 1998). Carle moyen le plus efficace pour lutter contre la toxicité ferreuse sous conditions de faibleniveau d’intrant est l’utilisation de variétés de riz tolérantes (Abifarin 1989). Lestechniques culturales telles que la date de semis ou de repiquage, la culture sur billons, lagestion de l’eau (drainage du Fe ++ ) et l’apport de fertilisant peuvent être appliquées afind’atténuer la toxicité ferreuse du riz (Ponnamperuma, 1972, 1977; Sahrawat, 1996; Abuet al., 1989; Winslow et al., 1989).On se propose ici de faire, une synthèse des dernières recherches réalisées àl’ADRAO sur la toxicité ferreuse et d’en tirer les informations nécessaires pour mettreen place un outil simple de diagnostic de cette contrainte dans le milieu Ouest Africain.7

Diagnostic du risque et approches de gestion de la toxicité ferreuse dans les bas-fonds rizicolesCONDITION PHYSICO-CHIMIQUESLe fer est l’un des éléments les plus répandus de l’écorce terrestre. Sa présence dans lessols est une donnée pédologique acquise depuis longtemps (Lawton, 1958). Lesmigrations du fer le long de la toposéquence par lessivage latéral sont importants pourl’enrichissement absolu des sols tropicaux en fer . Il peut être plus ou moins complètementéliminé du sol du haut de pente par dissolution et lessivage puis s’accumuler dans des eauxqui l’entraine et le transporte horizontalement et latéralement (circulation de subsurfaceou inferroflux) vers le bas-fond situé à des distances considérables du point de départ(Segalen, 1964, Diatta et al., 1998). La toxicité ferreuse apparaît lorsque, sous l’effetréducteur du milieu, les bactéries mettent en place une respiration anaérobie libérant degrandes quantités d’ion ferreux (Fe 2+ ) dans la solution. Ces quantités d’ion ferreux solubleentraînent un déséquilibre en éléments de la solution du sol qui se répercute au niveau dela plante (Bode et al., 1995).En raison du non aménagement de la plupart des bas-fonds de l’Afrique del’Ouest le drainage naturel est limité généralement par un encombrement de l’exutoireentraînant l’engorgement complet du bas-fond au cours de la saison. Ainsi, les conditionsfavorables (milieu réducteur des bas fond) sont souvent réunies pour l’expression de latoxicité ferreuse (Kosaki et al., 1986; Okusami, 1986)).Une étude de caractérisation régionale à été initiée depuis quelques années.L’eau d’irrigation et le sol de plusieurs sites de la sous région (Guinée, Côte d’Ivoire,Nigéria) présentant des signes de toxicité ferreuse importants, ont été analysées. Onobserve des valeurs relativement stables sur l’ensemble de ces situations. Le pH de l’eauvarie entre 5 et 5.4, le potentiel redox est d’environ 110-125 mV et la teneur en oxygèneest inférieur a 3-4 mg/l. Cette teneur en oxygène dissout peut descendre en dessous de1mg/l si l’on prend l’échantillon d’eau en profondeur. Ces résultats confirment l’effet dupotentiel redox et de la teneur en oxygène sur l’apparition de la toxicité ferreuse, alors quele pH a une valeur normale pour des conditions rizicoles qui n’intervient pas dans latransformation de l’ion ferrique en ion ferreux, ion facilement assimilable par la plante maistoxique à forte concentration. Les sols de ces bas-fonds se caractérisent par un taux decarbone élevé (importance de la matière organique) comme substrat pour le métabolismede la microflore et par de fortes concentration en fer.8

Diagnostic du risque et approches de gestion de la toxicité ferreuse dans les bas-fonds rizicolesEFFET SUR LA CULTUREPour mesurer quantitativement l’effet de la contrainte sur la culture rizicole, 42 variétésde cycle court ont été testées sur deux sites de Côte d’Ivoire : l’un présentant une fortepression de contrainte (Korhogo) et l’autre (M’Bé) servant de témoin. Les conditions deculture sur ces 2 sites ont été rigoureusement les mêmes (dates de semis, repiquage, doseset dates d’apport de fertilisant etc..). Toutes les variétés ont un rendement significativementmoins élevé sous contrainte de toxicité ferreuse. En moyenne (sur les 42 variétés), cetteperte de rendement est de 3700 kg par ha, correspondant à une baisse de 43 % durendement potentiel (rendement sous bon niveau d’intrant). Le coefficient de variation dela perte de rendement (39 %) traduit la variabilité variétal de résistance et d’adaptationface à cette contrainte. Ainsi, la plage de perte de rendement pour l’année 1997 (saisonpluvieuse) varie selon les variétés de 700 kg (L202) à 6200 kg (IR 29725-40-3-2). Ilest intéressant de noter que l’expression de la toxicité ferreuse semble être plusprononcée en saison sèche qu’en saison humide (Audebert et Sarhawat, 1987).Tableau 1:Effet de la toxicité ferreuse sur la culture de riz ; Korhogo (site toxique),M’bé (site non toxique). Côte d’Ivoire 1998.Korhogo M’bé Différence Effet (%) p (n = 42)Rendement moyen (kg ha -1 )Hauteur(cm)Tallage(talle m²)Nb de panicule (panicule m²)4665.9387.15254.58202.268240.10111.7386.51267.773574.1724.55131.9365.51- 43.4- 22- 34.1- 24.5************L’effet de la toxicité ferreuse se manifeste également sur les caractéristiques de croissanceet de développement tel que la hauteur, le nombre de talles par m² et le nombre depanicules par m². Ces deux dernières font partie des composantes du rendement. Lenombre de talle étant affecté, la toxicité ferreuse semble intervenir assez tôt dans le cyclede la plante, peut être bien avant l’apparition des symptômes (environ 30 jours aprèsrepiquage).9

Diagnostic du risque et approches de gestion de la toxicité ferreuse dans les bas-fonds rizicolesVARIABILITÉ GÉNÉTIQUELa note de toxicité ferreuse (INGER, 1996) allant de 0 à 9 est un critère de sélectiongénéralement utilisée. Ce critère qui prend en compte essentiellement les symptômesvisuels est toutefois prédictif du rendement . Le rendement en grain est inversementproportionnel à la note de toxicité ferreuse déterminée visuellement.Il est encourageant d’observer la présence une certaine variabilité génétique desréactions face à cette contrainte. Il est même possible d’obtenir de très bon rendementgrain avec certaines variétés. Ces essais de criblage, nous montrent que les variétéstestées mettent en place des mécanismes d’adaptation différents et / ou plus ou moinsefficaces. De cette manière, il semble également exister plusieurs niveaux d’adaptation àla toxicité ferreuse. Toutefois cet essai ne permet pas préciser l’existence de variétéstolérantes car les lignées a fort rendement ne sont pas exemptes de symptômes (notede1).Sur le plan génétique, cette variabilité laisse entrevoir la possibilité d’améliorergénétiquement la culture de riz et ainsi obtenir des variétés ayant un potentiel deproduction intéressant dans des conditions de toxicité ferreuse contraignante (Masajo,1986; Winslow, 1989).MÉCANISMES D’ADAPTATIONEn raison de sa faible mobilité dans les plantes (Mengel et al., 1987; Marschner, 1995),le fer se concentre principalement dans les feuilles âgées des variétés étudiées CK4(tolérante) et Bouaké 189 (sensible). La plus jeune feuille mature (feuille 1) présentetoujours une concentration inférieure à celle des feuille âgée (feuille 3). Le facteur deconcentration est similaire entre les deux variétés. La feuille de niveau 3 sur le brin maîtreconcentre 1.7 fois plus de fer que la feuille de niveau 1 (Audebert, 1997, Audebert etal.,1997). Néanmoins des différences significatives apparaissent entre les deux variétés.La variété Bouaké 189 concentre plus de fer dans les feuilles que CK 4. Ainsi, la feuilleâgée (feuille 3) de CK 4 a une concentration en fer similaire à celle de la feuille jeune (feuille1) de Bouaké 189.10

Diagnostic du risque et approches de gestion de la toxicité ferreuse dans les bas-fonds rizicolesUne étude sur la concentration en fer des différents organes de la plante montre que :- Au niveau de la plante entière, aucune différence significative n’est observée entre cesdeux variétés qui ont des caractéristiques morpho-phénologiques similaire. Laquantité globale de fer absorbé est la même.- Les racines accumulent beaucoup de fer (74 et 69 % du fer total absorbé). Aucunedifférence n’apparaît entre les deux variétés, indiquant que ces deux variétés neprésentent pas de sélectivité d’absorption vis à vis de l’ion ferreux.- C’est au niveau de la partie aérienne que les différences apparaissent, tant sur le plande la concentration que sur le plan de la quantité de fer absorbé.Ce sont les feuilles mortes qui présentent la plus forte concentration, suivies desfeuilles vertes, des tiges et enfin des panicules. Le fer se concentre dans les organes âgés.Contrairement aux racines, la concentration en fer dans les parties aériennes estsignificativement différente entre les variétés. De plus, la teneur y est beaucoup plus faible(le facteur avec les racines est respectivement 32 pour Bouaké 189 et 25 pour CK4),indiquant l’existence d’une certaine sélectivité du fer au niveau du plateau de tallage.Il apparaît qu’entre les deux variétés étudiées, la variété tolérante CK 4concentre significativement plus de fer dans les tiges que la variété sensible Bouaké 189.Ce qui entraîne une concentration plus faible dans les feuilles. A l’inverse, Bouaké 189accumule des quantités de fer dans les feuilles très importantes, d’où l’apparition plusrapide des symptômes foliaires.Il semble, au vu de ces résultats, qu’une immobilisation de l’ion ferreux(accumulation / rétention du fer) au niveau de la tige constitue un mécanisme d’adaptationdu plant de riz au excès de fer. Ce caractère pourrait être utilisé comme critère de criblagede variétés résistantes à la toxicité ferreuse.AIDE AU DIAGNOSTIC RAPIDE DU RISQUEDans les bas-fond riches en fer et présentant des conditions favorisant la réduction de cefer, il est donc recommandé d’utiliser des variétés tolérantes (stockage du fer dans desorganes autres que la feuille) et /ou d’apporter des éléments nutritifs pour contrecarrerles déficits provoqué par le fer en excès.En vue d’identifier les bas-fonds où l’apparition de la toxicité ferreuse estsusceptible de constituer une contrainte majeure, nous proposons un concept de guidesimple d’aide à la décision pour les agents de terrain.11

Diagnostic du risque et approches de gestion de la toxicité ferreuse dans les bas-fonds rizicolesCe concept (Figure 3) reprend les connaissances connue et acquises lors de nosderniers travaux pour élaborer et proposer un guide qui permet d’identifier les conditionsfavorables à une translocation du fer du versant vers le bas-fond et les conditionsbiophysique du bas-fond favorisant la réduction et donc l’expression potentiel dessymptômes de la toxicité ferreuse sur le riz.Ce diagnostic peut se faire successivement sur quatre niveaux d’échelle. Il sebase sur les caractéristiques hydro-pédo-morphologiques de la région, du bassin versantet du bas-fond ainsi que sur les techniques culturales à l’échelle de la parcelle.A l’échelle de la région, on cherchera à définir le type de roche mère et lesconditions pluvieuses. Pour la vallée (versant), la pente, la texture du sol, la végétation etla présence d’infrastructure pouvant intervenir sur le flux d’écoulement des ions ferriques.Au niveau du bas-fond on identifiera la présence de fer, la texture, la teneur en matièreorganique et les conditions hydrologiques. Enfin à l’échelle de la parcelle on estimera lesconditions drainantes, la résistance des variétés et les conditions de fertilisation.Cette clef de diagnostique est basée sur une dichotomie a chacun des niveauxtraités. Ce pourrait être un outil très simple pour une première approche du risque inhérentà la toxicité ferreuse. Il demande néanmoins a être approfondi, vérifié et validé lors desprochaines campagnes avant de le vulgariser.Iron Toxicity RiskBasic Bedrock AcidLow Rainfall HighREGIONLow Slope HighClayey Soil Texture SandyNon cultivated Vegetation CultivatedHILLSIDEPresence Substructure AbsenceLow Soil Iron content HighLOWLANDSandy Texture ClayeyLow Organic matier HighGood Hydrology BadGood Irrigation BadPLOTTolerante Variety SensitiveComplete Fertilization IncompleteFigure 3 . Critères influençant la toxicité ferreuse sur l’ensemble du bassin versant12

Diagnostic du risque et approches de gestion de la toxicité ferreuse dans les bas-fonds rizicolesTECHNIQUES DE CORRECTIONS POSSIBLESSelon l’échelle ou l’on se situe, la corrections de la contraintes passera par différentes voieou techniques. La figure 4 synthètise les différentes actions pouvant étre mise en placepour tenter de résoudre la contrainte de toxicité ferreuse chez le riz. Ainsi au niveau dela vallée (toposéquence) on cherchera a minimiser le flux de subsurface drainant les ionsferrique vers le bas fond par une stabilisation des sol avec des cultures pérennes et a fortenracinement ; Il est également envisageable de tenter de capturer ce flux par différentsmoyen avant qu’il n’arrive au bas-fond. Construction de drain, haie végétale appropriéeetc… Au niveau du bas-fond il faut s’attacher a éliminer le fer par une gestion de l’eauadéquate. Pour cela le rôle du déversoir est primordiale. Des techniques culturalespeuvent également être examinées sur l’ensemble du bas-fond pour complexer le fer.Ainsi une gestion de la matière organique peut etre envisagée. Enfin a l’échelle de laparcelle des pratiques culturales appropriées et la création de variété tolérantes sont lesdeux principales voies pour résoudre cette contrainteInland ValleyStabilize uplands through leguminous cover cropsReduce interflow through deep-rooting intercropsCapture interflow at hydromorphic areaLowlandEliminate excess iron through water managementComplex iron through organic matterFieldResistant varietiesCultural praticesFigure 4 .Actions agronomiques pouvant etre réalisé a différentes echelles pourtendre a minimiser les risques de toxicité ferreuse.13

Diagnostic du risque et approches de gestion de la toxicité ferreuse dans les bas-fonds rizicolesUne des voies d’approche pour tenter de résoudre le problème de la toxicité ferreuse auniveau de la parcelle est de réajuster les concentrations en éléments nutritifs au niveau dela solution du sol pour rétablir le déséquilibre alimentaire de la plante. Cette voie a étéétudiée à l’ADRAO pendant les années 90 en utilisant différentes formules et dosage.Ainsi les combinaisons suivantes ont été testées : témoin 0, N, N+P, N+K, N+Zn,N+P+Zn, N+K+Zn, N+P+K N+P+K+Zn. Les doses appliquées pour les différentséléments ont été N = 100 kg /ha, P = 60 kg /ha, K = 80 kg /ha et Zn = 10 kg /ha.L’apport de fertilisant tant à minimiser l’effet toxique du fer en excès sur lerendement en grain (tableau 5). En appliquant une fumure complète, la culture encondition de contrainte produit une quantité de grain supérieur à une culture sans apportde fertilisant sur un site indemne de toxicité ferreuse.Tableau 5 .Impact de l’apport de fertilisant sur la correction de la toxicitéferreuse. Korhogo, Cote d’Ivoire 1994-1999)Traitement Korhogo M’béTémoin (0)NN + ZnN + KN + K + ZnN + P + KFumure complète (NPKZn)4.014.515.175.065.315.075.324.807.17Il existe une certaine hiérarchie dans l’effet correctifs des éléments appliqués. Ainsi lasynthèse sur 5 années d’essai à Korhogo montre que l’élément Zn aide à la correctionde la toxicité ferreuse de manière importante. Au contraire le potassium et le phosphorene semblent pas avoir une action aussi tranchée. L’apport d’une faible quantité de zinc(< 10 kg ha -1 ) peut donc constituer un moyen cultural simple pour corriger jusqu’à uncertain niveau les effets négatifs de la toxicité ferreuse.Ainsi d’autres voies, intégrant des techniques culturales, visant à atténuer leseffets de la toxicité ferreuse sont envisageables. Elles font appel à différents aspects liésà la gestion de l’eau, tel que l’interception du fer venant du versant et le drainage desparcelles aux moments propices. L’efficacité de ces approches est actuellement étudiéesur le site de Korhogo. La figure 5 schématise les différentes actions a mener pourcontrecarrer les effets négatifs de la contrainte. Ainsi on cherchera a empêcher le ferd’entrer dans la parcelle ou a l’évacuer, a le rendre non assimilable, a minimiser son14

Diagnostic du risque et approches de gestion de la toxicité ferreuse dans les bas-fonds rizicolesabsorption par la plante et enfin a utiliser des variétés ayant un pouvoir de tolérance a desconcentrations en fer importantes dans les différents organes de la plante.In flu x• Upland Cropping system• Inland Valley structurePlant toxicity• Breeding- Tissus toleranceFe 3+FeFe 2+Absorption• Crop m anagem ent- F e rtilizatio n• B re ed in g- R o o ts s ele ctivityEvacuation• Crop m anagem ent- Drainage- W ater controlIm m o b iliz a tio n• Crop m anagem ent- W ater controlReduction• Crop m anagem ent- W ater controlFigure 5 .Action pouvant etre réalisées au niveau de la parcelle pour réduire leseffets dela contrainte toxicité ferreuse.Toutefois tenter de résoudre la problématique toxicité ferreuse uniquement par desapports de fertilisant n’est pas réellement envisageable dans les conditions ouestafricaines en raison du faible niveau d’investissement des paysans. Il faut égalementprendre en compte le niveau des infrastructures des bas-fonds cultivés, les possibilités degestion de l’eau, les techniques pouvant être utilisées par les paysans.CONCLUSIONLa toxicité ferreuse est une contrainte affectant significativement la production rizicole desbas-fonds en zone tropicale et sub-tropicale. La lutte contre cette contrainte peuts’orienter selon plusieurs axes. Au niveau infrastructure, empêcher l’accumulation du ferdans les Bas-Fond par des moyens de rupture des flux de subsurface (routes, canalisations).Sur le plan gestion de l’eau, rendre ce fer en excès non assimilable par la plante grâce àune oxygénation de la solution. Enfin, au niveau de la parcelle, avec des variétés adaptéeset des techniques culturales appropriées. Plusieurs voies de recherches sont actuellementsuivi à l’ADRAO pour tenter de résoudre le problème de la toxicité ferreuse. Les variétéssélectionnées pour leur résistance montrent, contrairement aux variétés sensibles, une15

Diagnostic du risque et approches de gestion de la toxicité ferreuse dans les bas-fonds rizicolesaptitude à stocker le fer dans les tiges. Un apport de fertilisant, même faible, tend acorriger le déséquilibre nutritionnel de la solution du sol. Le zinc (Zn) semble être unélément particulièrement intéressant pour lutter contre cette contrainte. Enfin la gestion deBIBLIOGRAPHIEAbifarin, A O. 1988. Grain yield loss due to iron toxicity. WARDA Technical Newsletter8 (1), 1-2.Abifarin, A O. 1989. Progress in breeding rice for tolerance to iron toxicity. InWARDA Annual report for 1989, pp. 34-39. Bouaké, Côte d’Ivoire: West AfricaRice Development Association.Abu, M B., E S. Tucker, S S. Harding, and J.S. Sesay. 1989. Cultural practices toreduce iron toxicity in rice. International Rice Research Newsletter 14 (1), 19.Audebert, A. 1997. Physiological Adaptation of Lowland Rice to Iron Toxicity. First AllAfrica Crop Science Congress, Pretoria, South Africa.Audebert, A and K L. Sahrawat. 1997. Mechanisms of Iron Toxicity Tolerance inLowland Rice. 9th Symposium on Iron Nutritions in Plants, Stuttgart, Germany.Audebert , A and K L. Sahrawat. 1996. Physiological adaptations to iron toxicity.Annual report 1995. WARDA. Bouake, Cote d’Ivoire: 59-60.Bode, K and O Doring. 1995. Induction of iron toxicity symptoms in rice(Oryza sativa L.). 25: p.35-43.De Datta, S K, H U. Neue, D.Senadhira, and C Quuano. 1994. Success for riceimprovement for poor soils. In Proceedings of the Workshop on Adaptation of plantsto Soil Stress, August 1-4, 1993, University of Nebraska, Lincoln, Nebraska.INTSORMIL Publication N 94-2, pp. 248-268. Lincoln, Nebraska.Diatta, S, A. Audebert, K L. Sahrawat and S Traoré. (1998). Lutte contre la toxicitéferreuse du riz dans les bas-fonds. Acquis de l’ADRAO dans la zone des savannesAfrique de l’Ouest. Aménagement et mise en valeur des bas-fonds au Mali, 21-25/10/96, Sikasso, Mali, CIRAD-CA.Duchaufour, Ph. 1953. Sur la solubilité du fer par la matière organique dans certains sols.Bull. A. F. E.S. 46, 7-13.Duchaufour, Ph. 1963. Note sur le rôle du fer dans les complexes argilo-humiques.C. R. A. S. 256, 2657-2661.16

Diagnostic du risque et approches de gestion de la toxicité ferreuse dans les bas-fonds rizicolesl’eau afin de maintenir une bonne oxygénation de la lame d’eau est en cours d’étude. Cesderniers acquis de la recherche fondamentale sont utilisés ici pour mettre en place un outilsimple de diagnostic du risque de la toxicité ferreuse dans les bas-fonds de la sous région.INGER, 1996. Standard Evaluation System for rice. IRRI. Los Banos, Philippines,50 pp.Lawton, K. 1959. Chemical composition of soil in bear. Chemistry of the soil Chap.2, 53-84.Kosaki, T and A S R Juo. 1986. Iron toxicity of rice in inland valleys: a case fromNigeria. IITA Ibadan. In Wetlands and rice. 167-172.Marschner, H. 1995. Mineral Nutrition of Higher Plants, Academic Press.Masajo, T M, K. Alluri, A O. Abifarin and D. Jankiram. 1986. Breeding for high andstable yields in Africa. In the Wetlands and Rice in sub-Saharan Afraica (Eds A SR Juo & J A Lowe). pp. 107-114.. Ibadan, Nigeria International Institute of TropicalAgricultureMengel, K and E Kirkby. 1987. Principles of Plant Nutrition, International PotashInstitute.Okusami, T A, 1986. Properties of some hydromorphic soils in West Africa. In theWetlands and Rice in sub-Saharan Africa (Eds A. S. R. Juo & J. A. Lowe).pp. 59-65. Ibadan, Nigeria:International Institute of Tropical AgriculturePonnamperuma, F N., 1972. The chemistry of submerged soils. Advances inAgronomy 24, 29-96.Ponnamperuma, F N., 1977. Physicochemical properties of submerged soils in relationto fertility. IRRI Research Paper Series 2. Manila, Philippines: Rice ResearchInstitute.Sahrawat, K L, C K. Mulbah, S Diatta, R D. Delaune, Patrick, B N. Singh andM P. Jones. 1996. The role of tolérant genotypes and nutrients in the managementof iron toxicity in lowland rice. In: Journal of Agricultural Sciences, Cambridge,126, 143-149. Cambridge University PressSégalen, P. 1964. Le fer dans les sols. In: cahiers de l’ORSTOM.Winslow, M D, M Yamauchi, K Alluri, and T M Masajo. 1989. Reducing irontoxicity in rice with resistant genotype and ridge planting. Agronomy Journal 81,458-460).17

La toxicité ferreuse – les conditions environmentales et les symptômesLA TOXICITÉ FERREUSE - LES CONDITIONSENVIRONMENTALES ET LES SYMPTÔMESA. AudebertCirad-CA UPR Rizicultures, TA 70/01, 34398 Montpellier cedex 5, FranceAlain.audebert@cirad.frRésuméLa toxicité ferreuse est un des problèmes les plus couramment rencontrés dans lessystèmes rizicoles de bas-fond en Afrique de l’Ouest. C’est un désordre nutritionnelassocié à de fortes concentrations de fer dans la solution du sol. Ces fortesconcentrations sont d’une part inhérentes au sol en place et d’autre part découlentd’un apport massif du fer des sols situés en amont par la circulation de subsurfaceou inferroflux. Les conditions réductrices que l’on rencontre couramment dans lessols engorgés de bas-fond sont précurseurs de la toxicité ferreuse par la solubilisationdans la solution du sol de la quasi totalité du fer sous forme ferreux (Fe 2+ ). Cettegrande quantité d’ion ferreux en solution entraîne un déséquilibre en élémentsminéraux affectant la croissance des cultures et notamment du riz. Ce fer ferreux(Fe 2+ ) est absorbé en abondance, se concentre dans les feuilles entraînant unedécoloration des limbes, une réduction du tallage, et provoque une baisse importantedes rendements. Les conditions édaphiques des sols de bas-fond nécessaires àl’apparition de la toxicité ferreuse sont dépendantes des conditions pédo-climatiquesexpliquant ainsi la forte variabilité spatio-temporelle de cette contrainte.INTRODUCTIONMondialement, le riz de bas-fond est cultivé sur approximativement 128 millions dehectares en condition irrigué et pluvial (Maclean et al., 2002 ; Becker et al. In press).Au niveau de l’Afrique de l’ouest, la superficie des bas-fonds rizicoles est estimée à 19millions d’hectares (Matlon et al., 1996; Diatta et al., 1998). Associée a ces chiffres, lacroissance de riz est affectée par différentes contraintes alimentaires sur environ 100millions d’hectares. Ces baisses de croissance sont provoquées par des insuffisances18

La toxicité ferreuse – les conditions environmentales et les symptômesnutritives ou des toxicités (Brady, 1982). Parmi les toxicités, la toxicité ferreuse estreconnue comme un désordre alimentaire très répandu affectant la croissance descultures et principalement le riz de bas-fond (Dobermann et Fairhurst, 2000). Tous lestypes de bas-fond (mangrove, irrigué, pluvial), avec ou sans maîtrise de l’eau, peuventêtre touchés par cette contrainte typique des zones tropicales. Sur les sols acides elle estconsidérée comme une des contraintes les plus importantes à la production de riz avecla deficience en Zn (Neue et al., 1998).La toxicité ferreuse chez le riz est généralement associée à une quantité excessivede fer réduit (Fe 2+ ) dans le sol. Cette contrainte peut se mettre en place sur un largeéventail de types de sol, toutefois les caractéristiques générales de ces sols toxiques enfer sont des valeurs élevés en Fe réduit, des pH acides, de faibles valeurs en CCE, et enPotassium échangeable (Ottow et al., 1982). Ces caractériques peuvent également êtreassociés à des déficiences en P et en Zn ainsi qu’a une toxicité en H 2S (Kirk, 2004). Laréduction des rendements induite par la toxicité ferreuse est fréquemment associée à unstatut nutritif faible du sol (Benckiser et al., 1983) ou à l’accumulation d’inhibiteurs derespiration (Tanaka et al., 1966). Par conséquent, la toxicité ferreuse peut être définiecomme un désordre alimentaire multiple augmentée par les deficiences en P, K et Zn etpar des excès en H 2S (Ottow et al., 1993).L’expression des symptômes de toxicité de fer sur le riz exige l’absorptionexcessive d’ions ferreux (Fe 2+ ) par les racines et leur translocation acropète par le fluxde xylem vers les organes aériens. A l’intérieur de la feuille, ces quantités importante defer entrainent une production élevée des radicaux qui peuvent endommager irréversiblementles composants structuraux des cellules (Thompson et Ledge, 1987) et provoquer uneaccumulation de polyphénols oxydés (Yamauchi et Peng, 1993). Le symptôme visueltypique lié à ces processus est le «bronzing» ou «yellowing» des feuilles de riz (Howeler,1973). Les pertes de rendement associées à l’apparition des symptômes s’étendentgénéralement de 15 à 50%. Cependant, dans le cas d’une toxicité grave, la pertecomplete de la récolte peut se produire (Abafarin, 1989; Audebert et Sahrawat, 2000).19

La toxicité ferreuse – les conditions environmentales et les symptômesLE FER DANS LE SOLLes conditions physico-chimiques necessairesLa toxicité ferreuse est un syndrome de désordre alimentaire lié à la présence de grandesconcentrations d’ion ferreux (Fe 2+ ) dans la solution du sol. Bien que la plupart des solsminéraux soient riches en fer, l’expression des symptômes de toxicité ferreuse dans lestissus foliaire et la baisse de rendement de riz qui en découle ne se produisent que dansdes conditions spécifiques d’inondations, qui entraine la réduction par la flore microbiennedes ions ferriques (Fe 3+ ) insolubles en ions ferreux (Fe 2+ ) solubles et asssimilables par lesplantes (Ponnamperuma, 1972). La sévérité de l’expression de la toxicité ferreuse chezle riz est liée à un certain nombre de facteurs de sol. Ceux-ci sont principalement (1) lateneur et la minéralogie de l’argile, (2) la quantité de Fe échangeable présent dans le sol,(3) le pH du sol, et (4) la présence de facteurs de stress alimentaire. Une large gammede sols cultivés sont potentiellement toxique si les conditions physicochimiques sontprésentes, tels les sols sulfato acide (Tinh, 1999); les sols acides argileux, les solstourbeux (Deturck, 1994), et les sols des vallées inférieures (bas-fond) recevant lesécoulements hydriques des pentes adjacentes (Sahrawat et Diatta, 1995). Lesconcentrations en ions ferreux (Fe 2+ ) dans la solution du sol des bas-fonds affectéspeuvent aller de 10 à 2000 mg l -1 .Au niveau des bas-fonds, les concentrations en fer dans le sol dépendent desconditions pedologiques, morphologique, et climatique. Le fer est l’un des éléments lesplus répandus de l’écorce terrestre. Sa présence dans les sols, notamment tropicaux, estune donnée acquise depuis longtemps (Lawton, 1959). Sous forme oxydé, le fer (Fe 3+ )peut migrer des parties hautes du paysage pour se mobiliser et s’accumuler vers les partiesbasses.Ces migrations de fer le long des toposéquences par lessivage latéral sontimportants pour l’enrichissement absolu des sols de bas-fonds tropicaux en cet élément(figure 1). Il peut être plus ou moins complètement éliminé du sol du haut de pente pardissolution et lessivage puis s’accumuler dans des eaux qui l’entraine et le transportehorizontalement et latéralement (circulation de subsurface ou inferroflux) vers le bas-fondpouvant etre situé à des distances considérables du point de départ. Dans les zones derésurgence de la nappe phréatique, on observe souvent une auréole jaunâtre à jaunerougeâtre, due à l’émergence du fer dissout dont une partie est oxydée au contact de l’air(photo 1). En surface, c’est la forme ferrique (Fe 3+ ) qui est entraînée vers le bas-fond par20

La toxicité ferreuse – les conditions environmentales et les symptômesCes sols de bas-fonds outre leur fortes concentration en fer se caractérisent égalementpar un taux de carbone élevé (importance de la matière organique) qui peut être utilisécomme substrat pour le métabolisme de la microflore. La quantité d’ion ferreuxassimilable (Fe 2+ ) augmente avec la quantité de matière organique décomposable, de latempérature et de la quantité de complexes redox disponibles (Ponnamperuma et al.,1967). Elle est ampifiée par un sol acide (pH bas), par un approvisionnement soutenuen matière organique (Prade et al., 1990) et par l’absence de composés ayant un étatoxydé plus elevé que l’ion ferrique (Fe3+) (Ponnamperuma, 1972). Cette quantité de feraugmente avec la durée du submergence, atteignant potentiellement des valeurs maximales2 à 8 semaines après l’innondation de la rizière (Swarup, 1988; Patra et Mohany, 1989)et reste ensuite constant (Sadana et al., 1995). La vidange habituellement réalisée avantla récolte du riz, amène une réoxidation de fer ferreux en fin de campagne (Sahrawat,1979). Cette réoxidation s’est avérée etre également un processus enzymatique,impliquant les microorgansims aérobies (Emerson et Moyer, 1997; Blake et al., 1993)ou etre issue d’une oxydation microbienne anaérobique, impliquant des bacteriesphototrophiques et réductrice de Fe 2+ (Straub et al., 1996). Une oxydation strictementchimique (non enzymatique) peut également se produire en présence d’oxygène moléculaire,d’oxyde de manganese ou de nitrite (Schwertmann, 1985).Distribution du fer dans les solsIndépendamment des changements saisonniers dus aux conditions climatiques, audrainage et à l’irrigation (riz irrigué), des variations importantes sur de petites distances(horizontales et verticales) existent au niveau des valeurs du potentiel redox et desconcentrations en fe 2+ (Howler et Bouldin, 1971). La distribution du potentiel redox etdu Fe réduit dans le profil a été décrite par Ratering et Schnell (2000) et par Liesacket al., (2000). L’epaisseur de la couche superficielle oxydée peut varier de 2 à 10millimètres et est partiellement déterminée par une réoxidation microbienne de l’ionferreux. Les concentrations en fer ferreux les plus élevées sont présentes à la profondeurde sol comprise entre 2 et 15 centimètre. Ces concentrations peuvent encore diminuerdans les couches plus profondes où le sol contient moins de matière organique (Revsbechet al., 1980). Les variations horizontales en fer ferreux (Fe 2+ ) sont liées à la rhizosphèreet au dégagement d’oxygène par les racines de riz (Yamanouchi et al., 1989). Sonimportance est déterminée par la formation de l’aerenchyme et de la densité racinaire(Frenzel et Bosse, 1999).22

La toxicité ferreuse – les conditions environmentales et les symptômesLa rhizosphère joue un double role. Elle présente des conditions privilégiées pourl’oxydation de l’ion ferreux mais peut également etre un centre de réduction (Prade et al.,1990). Les micro-organismes chemo-organotrophique présent (pseudomonas,clostridium, ou bacille) jouent un rôle essentiel dans cette réduction et cette mobilisationdes oxydes de fer (Mâchez et Ottow, 1977). Schwertmann (1985) estime que certainschampignons peuvent également etre capable de réduire ces oxydes de fer .Tous ces microorganismes reducteurs du fer sont abondant dans la rhisosphèrecar ils y trouvent des exudats organiques racinaire comme donateur d’energie riche enélectron (Benckiser et al., 1983; Wang et Liu, 1992). Cependant, les processus de laréoxidation du fer dominent dans la rhizosphère de la plupart des riz de type indica,entrainant une accumulation importante de fer oxydé (Fe 3+ ) et la formation d’une plaquede fer autour des racines (Kirk et al., 1990).LE FER DANS LA PLANTEAbsorption et transport du ferLes plants de riz ont tendance à absorber plus de fer que la plupart des autres espècesvégétale. De plus l’ion ferreux est abondant voir tres abondant dans les sols de rizières.Puisque le fer reduit est facilement absorbé, les mécanismes d’absorption du fer oxydé(Fe 3+ ) sont probablement de moindre importance dans les environnements inondés(Mengel, 1972). Après absorption dans le cortex de la racine, le fer réduit (Fe 2+ ) peutatteindre le xylem après le passage symplastique par la bande de Caspari. Cependant,une grande partie des ions ferreux absorbés peut directement atteindre le xylem par unevoie apoplastique. Cette voie a été montrée notament pour le sodium (Yeo et al., 1987;Tsuchiya et al., 1995). Elle peut également etre observé après des dommages sur laracine de riz résultant de l’arrachage de la plantule et son repiquage. Dans le xylem, letransport de l’ion ferreux suit le flux acropète de transpiration.Cette absorption et ce transport du fer n’est le même pour les plants cultivées encondition aerobique (riz pluvial) ou dans des conditions non toxique. Dans ce cas, letransport du fer est dominé par l’ion ferrique (Fe 3+ ) complexé avec le citrate (Clark et al.,1973; Schmidt, 1999) ou avec des composés peptidique d’hydrate de carbone. Enatteignant la zone apoplastique de la feuille, le fer réintégrer le symplasme. Lesmécanismes exacts par lequel le Fe est assimilé par les cellules foliaire n’est pas encore23

La toxicité ferreuse – les conditions environmentales et les symptômesbien compris. Toutefois chez le riz, l’assimilation doit se faire sous forme reduite (fe 2+ )puisque c’est la forme physiologiquement active du fer dans la cellule.Dans la cellule, les quantités excessives de fer peuvent catalyser la synthèse decomposés a base d’oxygène actif telle que le superoxide, des radicaux hydroxyle, et leH 2O 2(Marschner, 1995). Ces réactions sont considérablement amplifiées quand le ferest abondant, et le fer lui-même, peut faire partie de radicaux perferryl fortement réactifs(Halliwell et Gutteridge, 1984) ou s’associer a des acides gras (Peterson, 1991). Lesradicaux libres sont responsables des dommages provoqués par la toxicité ferreuse(Thongbai et Goodman, 2000). Ils endommagent irréversiblement les lipides membranaires(Thompson et Legge, 1987), les protéines (Chevrier et al., 1988; Miyao et al., 1995),et acides nucléiques (Elstner, 1982) et affectent la charge electrique de la membrane(Vladimirov, 1980). Parrallelement, une activité des phenol-oxydase augmente etentraine une accumulation de polyphénols oxydés (Yamauchi et Peng 1993). Par la suite,les radicaux libres pourront oxyder la chlorophylle pour en diminuer la concentration dansla cellule (Monteiro et Winterbourn, 1988).Role du fer dans la planteBien que le fer soit très peu présent dans la matière vivante (de 50 à 100 µg.g –1 de matièresèche, il demeure un élément essentiel et indispensable à la vie de la plante (Guerinot etYi, 1994). Cet élément (micro élément ou oligo élément) est très impliqué dans lemétabolisme des végétaux. Composant indispensable pour les protéines et les enzymes,le fer joue un rôle important dans des processus biologiques fondamentaux tels que laphotosynthèse, la synthèse de la chlorophylle, la respiration, la fixation et l’assimilation del’azote (Kim et Rees, 1992), et la synthèse de l’ADN par l’action de la ribonucléotideréductase (Reichard, 1993).Il intervient également comme cofacteur de nombreuses enzymes nécessaires àla synthèse d’hormones végétales comme l’éthylène, la lipoxygenase, l’acide 1-aminocyclopropane-1-caboxylique oxydase (Siedow, 1991) ou l’acide abscissique, descomposés qui sont impliqués dans de nombreuses voies contrôlant le développement desvégétaux et leurs réponses adaptatives aux conditions fluctuantes du milieu. Une carenceen fer affecte sévèrement le développement et la croissance des plantes et un excès defer dans la cellule est toxique. La réactivité du fer avec les formes réduites de l’oxygèneproduit des espèces radicalaires qui peuvent conduire à une perte d’intégrité et à la mort24

La toxicité ferreuse – les conditions environmentales et les symptômescellulaire. Il existe donc une fenêtre optimale de la concentration en fer pour assurer le bonfonctionnement de la plante.Le fer est un constituant majeur des systèmes redox des plantes. Grâce à sespropriétés physico-chimiques, notamment son affinité avec les sites actifs desmetalloproteines, il intervient comme co-facteur dans les réactions redox nécessaires àla production et à l’utilisation de l’oxygène.Cependant, la meilleure fonction qu’on lui connaît est son rôle structural dans lesnoyaux prosthétiques des systèmes enzymatiques comme les cytochromes, les catalaseset les peroxydases. Ces enzymes sont par ailleurs, les principaux constituants duchloroplaste et de la mitochondries (Marschner, 1995 ; Mengel et Kirby, 1987). Lecytochrome intervient essentiellement comme un transporteur d’électrons dans la chaînerespiratoire. Le fer interagit aussi avec les protéines non hemeniques telles que lesprotéines à noyau de sulfure de fer (ferredoxine, superoxydes dismutase). Le fer intervientégalement dans la synthèse protéique. Dans les membranes thylacoïdales environ 20atomes de fer sont directement impliqués dans le transport d’électrons par unité de PSIIet PSI.Symptomes de toxicité ferreuseLe symptôme visuel typique lié aux processus décrits ci-dessus, et en particulier àl’accumulation des polyphénols oxydés, est appellé « bronzing » ou « yellowing » duriz. En raison de la faible mobilité du fer dans la plante, ces symptômes caractéristiquesdébutent par de petites ponctuations rougeâtres à brunes sur les feuilles âgées. Cesponctuations se propagent ensuite à toute la feuille qui brunit . Dans le développementultérieur du symptôme, les bouts de feuille deviennent jaune-orange puis se dessèchentpar le haut pour certaines variétés de riz. Ces symptômes sont particulierementdéveloppés sur les organes foliaires agés qui présentent des taux de transpiration élevés(Yamanouchi et Yoshida, 1981). Par la suite, la feuille entière devient orange à brun ou,brun pourpre quand la toxicité est sévère ( Fairhurst et Witt, 2002).Ces symptômes peuvent se produire à différentes étapes de croissance et peuventaffecter le riz au stade jeune plant, pendant toute la croissance végétative, et aux stadesde la reproduction. Selon le stade de croissance d’apparition, d’autres symptômes et deseffets sur la croissance peuvent y être associés . Dans le cas d’une toxicité se produisantpendant le stade plantule, le développement des plants de riz est arrété et le tallage25

La toxicité ferreuse – les conditions environmentales et les symptômesextrêmement limité (Abraham et Pandey, 1989). La toxicité pendant les stades végétatifsentraine une reduction de la hauteur et une réduction de matière sèche (Abu et al., 1989).La biomasse aerienne étant plus afféctée par la contrainte que la biomasse racinaire(Fageria et al., 1988). La formation de talle et la proportion de talles productives peuventêtre sévèrement réduites (Cheema et al., 1990). Quand la toxicité ferreuse se produit enfin de phase végétaive ou en debut de phase reproductive, le nombre de panicule chutte(Singh et al., 1992), la stérilité des epillés augmente (Virmani, 1977) et les étapes defloraison et de maturation peuvent etre retardés d’environ 20-25 jours. Pour certainscultivars fortement sensible a la contrainte, aucne floraison peut etre obtenue (Ayotade,1979). Le pouvoir oxydant des racines decroit et leur surface se noircissent par desprécipités de composés de type Fe(OH) 3(Morel et Machado, 1981).Il existe de fortes corrélations entre la sévérité des symptômes de toxicité ferreuseet le rendement (figure 2). La sévérité de la contrainte sur la culture varie selon la saisonde culture et les années. Les pertes de rendement moyenne dues à la toxicité ferreuse sesitue autour de 35-45% (Lantin et Neue, 1989 ; Audebert et Sahrawat 2000).Cependant, lorsque la culture est confrontée a la toxicité ferreuse en début de cycle, lacroissance des plantes peut etre fortement afféctée et une perte complète de rendementenvisagée (Abifarin, 1988). Les variations saisonnières et inter-saisonnières observées(symptômes et rendement) sont principalement dues aux variations de transpiration et parles différences dans la translocation acropète du fer dans la plante. Ainsi, Les effets dela toxicité ferreuse sont plus prononcés en saison sèche qu’en saison humide (Sahrawatet Diatta, 1995; Audebert et Sahrawat, 2000).CONCLUSIONSurmonter ces réductions de rendement provoquées par la toxicité ferreuse chez le rizexige des variétés adaptées et tolérantes ainsi qu’une gestion culturale appropriée.Diverses options dans les itinéraires techniques (gestion de l’eau, de culture et deséléments nutritifs) peuvent minimiser les effets négatifs de la toxicité ferreuse sur le riz debas-fond. La stratégie la plus facile a mettre en place pour corriger les effets de la toxicitéferreuse au niveau du champ est le développement et l’utilisation de variétés de riztolérante à la contrainte. Les sélectionneurs ont proposé une grande sélection degénotypes possédant divers degrés d’adaptation. Cependant, selon la région, le type desol, la saison de culture, le degré de sévérité et la durée d’occurrence de la toxicité26

La toxicité ferreuse – les conditions environmentales et les symptômesferreuse, les génotypes diffèrent fortement par leurs mode de réponse et par leur capacitéde faire face aux quantités excessives d’ions ferreux. En conséquence, les cultivars dit« amélioré » ne sont pas forcement tolérant à la toxicité ferreuse et les itinairairestechniques ne sont souvent pas adoptable et peuvent toujours ne pas produire l’effetdésiré.REFERENCESAbifarin, A O. 1988. Grain yield loss due to iron toxicity. WARDA (West Africa RiceDevelopment Association) Techn. Newsl. 8(1), 1-2.Abraham, M J and D K Pandey 1989. Performance of selected varieties andadvanced generation genotypes in rainfed lowland iron-toxic soil. Int. Rice Res.Newsl. 14, 21.Abu, M B, E S Tucker, S S Harding and J S Sesay. 1989. Cultural practices to reduceiron toxicity in rice. Int. Rice Res. Newsl.14, 19.A ndo, T .1983 . Nature of oxidizing power of rice roots. Plant Soil 72, 57-71.Audebert, A and K L Sahrawat. 2000. Mechanisms for iron toxicity tolerance inlowland rice. J. Plant Nutr. 23, 1877-1885.Ayotade, K A. 1979. Reaction of some rice varieties to iron toxicity in flooded stronglyacid ferralitic soil in Nigeria. WARDA (West Africa Rice Dev. Assoc.) Techn. Newsl.1(1), .Benckiser, G, J C G Ottow, S. Santiago, and I. Watanabe. 1983. Iron toxicity - Effectof phosphorus, potassium, calcium and magnesium fertilization on rhizoflora, redoxpotential and iron uptake by different rice varieties (Oryza sativa L.). Landw.Forschung 36, 285-299.Blake, R C, E A Shute, M M Greenwood, G H Spencer, and W J Ingledew. 1993.Enzymes of aerobic respiration on iron. FEMS Microbial Reviews 11, 9-18.Brady, N C 1982. Rice research strategies for the future. The International RiceResearch Institute, Manila, The Philippines. pp. 13-25.Cheema, S S., U Chaudhary, P N Takkar and B D Sharma.1990. Effect of dates oftransplanting on uptake of micronutrients by rice cultivars of different growth stages.J Res. Punjab Agric. Univ. 27, 199-206.Chevrier, N., F Sarkan and Y S Chung.1988. Oxidative damages and repair inEuglean gracilis exposed to ozone. Plant Cell Physiol. 29, 321-327.27

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La toxicité ferreuse – les conditions environmentales et les symptômesTableau 4 . Valeurs physico-chimiques moyenne de l’eau d’irrigation et du sol pour lesbas-fond selon le niveau de toxicité en fer.Symptômes eau solToxicité Score pH Redox(mV)Oxygène(mg l -1 )pH(eau)C%CECmeqTauxsat.%FeppmAbsence 1 5.5 – 7 < 50 > 6 5 - 6 < 5 10 - 20 25 < 300Présence 7 - 9 5 – 6.5 100-125 < 3 5 - 6 < 4 < 10 < 20 > 500Figure 1: Transport du fer le long de la toposequence.33

Rendement (t ha )-1La toxicité ferreuse – les conditions environmentales et les symptômes8765432101 2 3 4 5 6 7Score Score de de toxicité toxictéferreuseFigure 2 . Correlation entre les symptomes visuels de la toxicité ferreuse et le rendement34

Repartition du fer comme mecanisme de tolerance a la toxicité ferreuse en rizixulture de bas-fondREPARTITION DU FER COMME MECANISME DETOLERANCE A LA TOXICITE FERREUSE ENRIZICULTURE DE BAS-FONDRésuméA. AudebertCirad-CA UPR Rizicultures, TA 70/01, 34398 Montpellier cedex 5, FranceAlain.audebert@cirad.frLa toxicité ferreuse est un trouble des nutriments des écosystèmes de bas-fond quiest très répandu en Afrique de l’Ouest. Le fer soluble présent dans la solution du solen conditions d’engorgement et de réduction est absorbé par les racines ets’accumule dans les pousses. Il provoque une décoloration des feuilles qui estassociée à la mauvaise croissance, au mauvais tallage et à une baisse drastique desrendements. On a observé une forte corrélation (r = 0,84) entre le score dessymptômes de la toxicité ferreuse des feuilles et le rendement en grains à traversles saisons et les traitements des nutriments. Des essais au champ ont été faits en1997 et 1998 dans un site de bas-fond de toxicité ferreuse à Korhogo (Côted’Ivoire) pour étudier les mécanismes de l’évitement de la toxicité ferreuse cheztrois cultivars de riz de bas-fond (Oryza sativa L.). La concentration de fer dans lesdifférents organes de la plante a été déterminée par spectrophotométrie d’absorptionatomique du tissu digéré. Malgré les caractéristiques morpho-phénologiques et lesniveaux d’assimilations similaires des trois cultivars, la distribution du fer entre lesdifférents organes (racines, tige et feuilles) était différente, indiquant la présenced’un mécanisme d’évitement physiologique spécifique. Le cultivar tolérant astocké plus de fer dans sa tige et moins dans ses feuilles par rapport au cultivarsensible. Le cultivar très sensible n’avait pas de mécanisme de barrière de fer entreles différents organes. Pour ce cultivar, la teneur en fer était plus élevée dans tousles organes. La teneur en fer dans les feuilles avait un effet négatif sur le rendementphotosynthétique. L’application du P, K et du Zn, avec N, a réduit significativementles symptômes de toxicité ferreuse, a corrigé le rendement photosynthétique etaccru le rendement chez tous les trois cultivars. La corrélation entre le rendementet la distribution du fer entre les organes de la plante permet l’utilisation de larépartition du fer chez la plante du riz comme critère de sélection du matérielamélioré.Mots clés : toxicité ferreuse, bas-fond, Oryza sativa, répartition, riz, tolérance35

Repartition du fer comme mecanisme de tolerance a la toxicité ferreuse en rizixulture de bas-fondINTRODUCTIONLa toxicité ferreuse est reconnue comme une contrainte majeure à la production du rizdans les bas-fonds irrigués et pluviaux en Afrique de l’Ouest, en particulier là où les basfondssont bordés de plateaux riches en fer (Abifarin, 1988). Beaucoup de marais et debas-fonds (bas-fond pluvial, bas-fond irrigué, mangrove) ont des sols et des conditionshydriques qui favorisent la toxicité ferreuse chez le riz (Virmani, 1979). Le fer est trèsrépandu dans les sols latéritiques d’Afrique de l’Ouest. Ce trouble des nutriments estcausé par des quantités excessives de fer dans la solution du sol. Le fer insoluble (Fe 3+ )se déplace avec l’eau, en ruisselant progressivement des côtes pour se concentrer dansle fond de vallée inondé. La réduction du sol en conditions inondées transforme le ferinsoluble en fer soluble (Fe 2+ ), qui s’accumule dans la solution (Ponnamperuma et al.,1977). Les conditions de sol réduit qui provoquent l’accumulation du fer solubleentraînent un besoin accru en nutriments tels que P et K nécessaires pour surmonter lestress (Sahrawat et al., 1996 ; Sahrawat, 1998). Les teneurs critiques en toxicité ferreusesont supérieures à 500 mg de Fe par kg -1 des feuilles en poids sec. Les symptômes dela toxicité ferreuse sur le riz (jaunissement et bronzage) sont dus à l’absorption excessiveet à l’accumulation du Fe dans la plante. Les symptômes caractéristiques se développentsous forme de nombreuses taches minuscules brunes sur les parties vertes, en commençantpar les bouts, qui se développent en décoloration pourpre, rousse ou jaunâtre des feuilles.Les feuilles s’assèchent ensuite et donnent un aspect échaudé à la plante. Les différentssymptômes colorés sont le résultat de la carence en nutriments (principalement P et K)dans la plante causée par une concentration relativement élevée du fer ferreux dans lasolution du sol et son absorption par la plante. Le système racinaire est d’un brun foncé,rigide et mal développé. La toxicité ferreuse réduit aussi la croissance, le tallage et lafertilité (Bode et al., 1995).Les symptômes de la toxicité ferreuse observés dans les essais aux champsvarient selon les cultivars. En Afrique de l’Ouest, les pertes de rendement de riz liées àla toxicité ferreuse sont estimées entre 12 et 100 % dépendant du cultivar du riz utilisé etdes niveaux de toxicité ferreuse (Masajo et al., 1986 ; Abifarin, 1988, 1989 ;Gunawardena et al., 1982).Le fer est un constituant de tous les systèmes d’oxydoréduction chez les plantes.La fonction la plus connue du Fe se trouve dans les systèmes d’enzymes (structure du ferhémique) tels que les groupes prosthétiques comme les cytochromes. Le fer joue un rôle36

Repartition du fer comme mecanisme de tolerance a la toxicité ferreuse en rizixulture de bas-fonddans la structure porphyrine de la chlorophylle et est donc un constituent principal deschloroplastes. Dans les métabolismes des plantes, ces systèmes d’enzymes incluent lacatalase, la cytochrome oxydase, la peroxydase chez les mitochondries (Marschner,1995 ; Mengel and Kirby, 1987). Les fonctions les plus connues du cytochrome sont letransport des électrons et l’implication de la cytochrome oxydase dans la phase terminalede la chaîne de respiration. Le fer a aussi une action réciproque avec la protéine nonhémique telle que la protéine fer-soufre (ferrédoxine, superoxyde dismutase). Le fer estaussi nécessaire à la protéosynthèse. Dans les membranes thylakoïdes, environ 20atomes de fer sont directement impliqués dans la chaîne de transport des électrons parunité de photo-systèmes (PSII et PSI). Généralement, le fer est localisé dans leschloroplastes (80 % du total du fer), mais le fer inactif peut être stocké dans les cellulesde la plante au niveau du stroma sous forme de phytoferritine. Cette protéine représenteune réserve de Fe dans les feuilles et utilisée en développant des plasmides pour lesbesoins photosynthétiques (Martin Prevel et al., 1984 ; Mengel and Kirby, 1987 ;Marschner, 1995).L’approche la moins chère pour améliorer la production rizicole en réduisant latoxicité ferreuse est l’utilisation de cultivars de riz tolérants à la toxicité ferreuse (Abifarin,1989). En condition extrême de toxicité ferreuse, une combinaison de cultivars tolérantset une gestion améliorée des sols et des nutriments pourrait donner les meilleurs résultats(Sahrawatet al., 1996 ; Diatta et al., 1998). L’application des nutriments déficitaires dela plante comme P, K, Ca, Mg et Zn, pourrait jouer un rôle important dans la gestion dela toxicité ferreuse et dans l’expression de la tolérance à la toxicité ferreuse par lescultivars de riz (Tanaka et al., 1966).MATÉRIEL ET MÉTHODESDes essais au champ ont été faits en conditions irriguées dans un site de toxicité ferreuseprès de Korhogo (9°ð22’N 5°ð31’W ; Côte d’Ivoire) et dans un site exempt de toxicitéferreuse à la station de recherche de l’ADRAO à M’bé, près de Bouaké (7°ð42’N5°ð00’W ; Côte d’Ivoire). Ces sols sont respectivement de type ultisol et alfisol. Lestechniques chimiques utilisées sont décrites par Sahrawat et al. (1996). Les caractéristiquesphysico-chimiques des sols dans le site de Korhogo sont caractérisées par une teneur trèsélevée en fer (Tableau 1).37

Repartition du fer comme mecanisme de tolerance a la toxicité ferreuse en rizixulture de bas-fondTableau 1.Caractéristiques physico-chimiques des sols des sites utilisés (M’bé etKorhogo), 1998.ClassificationTexturepH (H 2 O)pH (Kcl)Organique C (g ka -1 )CEC (cmol kg -1 )Total P (mg kg -1 )P Bray 1 (mg kg -1 )K (mg kg -1 )Ca (mg kg -1 )Mg (mg kg -1 )Fe (mg kg -1 )Zn (mg kg -1 )M’béAlfisolloam sableux-argileux 6.24.7238.7180470248872843KorhogoUltisolSablo-limoneux5.94.12012.5263160336685007Un essai de terrain réalisé en condition d’irrigation dans un site de toxicité ferreuseà Korhogo a été utilisé en 1997. Pour cet essai en saison humide, les cultivars de riz avaientété cultivés de juillet à novembre.Trois cultivars à cycle moyen avec des traits morphologiques similaires (Bouaké189, une variété améliorée homologuée en Côte d’Ivoire, est sensible à la toxicité ferreuse; CK4, variété tolérante, et Tox 3069-66-2-1-6, un cultivar très sensible) ont été testésavec deux traitements de nutriments (pas d’engrais et N+P+K+Zn) dans un blockcomplet de dispositif randomisé avec quatre répétitions (taille de la parcelle 24 m 2 ).L’azote a été appliqué à la dose de 100 kg N ha -1 comme urée en trois fractions ; P a étéappliqué à 50 kg P ha -1 comme triple superphosphate (TSP) ; K à 80 kg K ha -1 commechlorure de potassium (KCl) ; et Zn à 10 kg Zn ha -1 comme oxyde de zinc (ZnO). Tousles nutriments à l’exception de N ont été appliqués comme engrais de couverture.Les plantes ont été notées visuellement pour les symptômes de toxicité ferreuse(STF) en utilisant un barème de 1 à 9 basé sur le système d’évaluation internationale duriz de l’Institut internationale de recherche sur le riz (IRRI) : un score de 1 indique unecroissance normale et un tallage et 9 indique que presque toutes les plantes étaient mortesou séchaient (IRRI, 1988). Les plantes ont été notées deux ou trois fois pendant lapériode de croissance, au moment où les symptômes de toxicité ferreuse étaientapparents sur les feuilles. Les scores de la toxicité ferreuse ont été faits sur toutes lesparcelles et le score final est une moyenne de toutes les observations faites.38

Repartition du fer comme mecanisme de tolerance a la toxicité ferreuse en rizixulture de bas-fondLa mesure phéno-morphologique destructive a été faite au stade de la floraison sur quatreplants par parcelle. La taille et le nombre de tallages ont été enregistrés. Chaque dernièrefeuille totalement érigée et la troisième adulte à partir du sommet ont été utilisées pourdéterminer la surface foliaire spécifique (SFS) basée sur la surface foliaire in-situ etmesurée à l’aide d’un LI-3000, appareil portable pour la mesure de la surface foliaire (LI-COR, Lincoln, Nebraska). La teneur en chlorophylle des feuilles (TCF) a été déterminéeà l’aide d’un lecteur de chlorophylle SPAD-502 (SPAD 502 lecteur de chlorophyllemodèle Minolta, Tokyo, Japan). Les mesures SPAD donnent un paramètre sans unitémais hautement reproductible qui correspond linéairement à la teneur en azote desfeuilles. La conductance stomatique et le rendement photosynthétique des feuilles ont étémesurés séquentiellement à l’aide de LI-6200 (LI-COR, Lincoln, Nebraska) au stadede la floraison sur la même feuille (dernières feuilles totalement érigées) entre 09:00 et15:00 pendant la saturation lumineuse, en utilisant un projecteur supplémentaire delumière blanche pour accroître le rayonnement photosynthétiquement actif du milieu(RPA de 1800 à 2000 mol m -2 s -1 ). La teneur en fer de chaque feuille a été déterminée.Pour l’analyse chimique des plantes, les différents organes ont été prélevés séparément(racines, feuilles actives, feuilles mortes et tige) puis séchés, pesés et analysés. Leséchantillons de plantes ont été écrasés, tamisés à l’aide d’un tamis de 0,5 mm de mailles.La teneur en azote a été déterminée à l’aide de la digestion de Kenjdall. Les autreséléments ont été déterminés, après digestion tri-acide (acide nitrique percholique etconcentré et ensuite décoloration par acide chlorhydrique). Après filtration, la teneur ennutriments dans les échantillons des différents organes a été déterminée à l’aide d’unspectrophotomètre d’absorption atomique (Perkin-Elmer modèle 3100).Douze différentes variétés (améliorées et traditionnelles) ont été testées dans unessai d’évaluation coordonné répété (EECR) à Korhogo (site de toxicité ferreuse) et àBouaké (site exempt de toxicité ferreuse) en 1998 pour étudier la variabilité génétique dela tolérance à la toxicité ferreuse (rendement en grains). Les deux essais ont été réaliséssimultanément et gérés de la même façon. Toutes les parcelles (10 m² chacune) ont reçuune fertilisation complète (NPK) : 80 kg N ha -1 sous forme d’urée ; 40 kg P ha -1 sousforme de triple superphosphate (TSP) ; et 40 kg K ha -1 sous forme de chlorure depotassium (KCl). Tous les nutriments, à l’exception de N (quatre applications) ont étéappliqués en couverture. Les parcelles ont été notées (ITS) au stade floraison. Lerendement, la taille et le nombre des talles ont été enregistrés à la récolte. Les rendementsen grains sont exprimés sur la base de 14 % d’humidité de base.39

Repartition du fer comme mecanisme de tolerance a la toxicité ferreuse en rizixulture de bas-fondLes données ont été analysées à l’aide du logiciel SAS, en utilisant le modèle mixte (InstitutSAS, 1994). Les moyens de traitement ont été séparés à l’aide du test de la plus petitedifférence significative protégée de Fisher (PPDS) à P

Repartition du fer comme mecanisme de tolerance a la toxicité ferreuse en rizixulture de bas-fondet en condition de non-toxicité ferreuse (3.74 v 3.75 t ha -1 ). La variété amélioréehomologuée pour la Côte d’Ivoire, Bouaké 189, était sensible à la toxicité ferreuse (2.26v 6.62 t ha -1 ).Certains cultivars disponibles ont eu un bon rendement (plus de 4 t ha -1 ) enconditions de toxicité ferreuse. Les paysans allaient accroître leur production de riz dansles systèmes irrigués et de bas-fond où la toxicité ferreuse est la contrainte majeure s’ilsavaient utilisé ces cultivars. Les cultivars qui avaient une tolérance élevée à la toxicitéferreuse étaient généralement de type traditionnel avec une faible capacité de production(CG14, Suakoko8). Cependant, un fait encourageant observé a été la variabilitégénétique chez certains cultivars tolérants à la toxicité ferreuse comme CK4, quiprésentait un bon type de structure de plante. Avec les technologies modernes desélection, l’incorporation des gènes tolérants des cultivars traditionnels dans un bon typede plante pourrait améliorer la production de riz dans les zones de toxicité ferreuse. Cela,en plus de la corrélation élevée entre le score des symptômes des feuilles et le rendementen grains à travers les environnements et les génotypes, permettra un progrès rapide ensélection rizicole. Le rendement en grain et le score de la toxicité ferreuse (Figure 2) amontré une simple corrélation significative. L’équation de régression indique près de 0,5t ha -1 de perte de rendement en grains (426 kg) chaque fois que le score de la toxicitéferreuse augmente d’un point.4Yield = 4.141 - 0.426 ITSr 2 = 0.71; n = 36; p = 0.000Grain yield (t ha -1 )32101 2 3 4 5 6 7Iron Toxicity Score (ITS)Figure 1 :Corrélation entre le score de la toxicité ferreuse et (STF) et le rendementen grains de 12 cultivars (1998)41

Repartition du fer comme mecanisme de tolerance a la toxicité ferreuse en rizixulture de bas-fondEn condition de toxicité ferreuse, les traitements en nutriments ont eu un effet positifsignificatif sur le tallage et la hauteur (Tableau 2). Beaucoup d’auteurs (Sahrawat et al.,1996 ; Mengel et Kirby, 1987 ; Yoshida, 1982 ; Diatta et al., 1998) ont déclaré quel’application des nutriments réduit les symptômes de toxicité ferreuse, améliore lamorphologie de la plante et augmente le rendement. Dans les mêmes conditions detoxicité ferreuse, les trois cultivars ont eu la même réponse morphologique, mais il y avaitun effet variétal sur les symptômes et le rendement en grains. Les cultivars utiliséspouvaient être classés comme suit : CK4 est un cultivar tolérant, Bouaké 189 est sensibleet Tox 3069 est très sensible.Ce résultat indique la présence de mécanismes particuliersd’évitement de la toxicité ferreuse.Tableau 2. Effet de la variété et de l’application des nutriments sur la croissancedu riz en condition de toxicité ferreuse (Korhogo, 1997).Rendement(t ha -1 )Hauteur(cm) Talles Score0 NPKZn moyen 0 NPKZn moyen 0 NPKZn moyen 0 NPKZn moyenBouaké 189CK4Tox 30694.114.192.995.335.874.754.72 a5.03 a3.87 b70.371.474.780.883.875.875.677.679.6259248229319313270289280249535.53.52.253.54.2 a2.6 b4.5 aMoyenne 3.76 b 5.31 a 72.1 b 83.1 a 245 b 300 a 4.5 a 3.0 bMoyenneSELSD var (0.05)LSD trait (0.05)SD4.540.070.8350.6821.1577.641.155.124.837.702738.0441.433.848.43.790.190.980.801.4ANOVAEffet des caractères (A)Effet variétal (B)A * BCVRMSE (ddl=18)*****ns25.50.711***nsns9.925.64**nsns17.739.4****ns37.20.93Ce résultat indique la présence de mécanismes particuliers d’évitement de la toxicité ferreuse.Répartition du ferDans les mêmes conditions de toxicité ferreuse, les feuilles de CK4 ont absorbébeaucoup moins de fer que celles de Bouaké 189. Chez Bouaké 189, qui est considéréecomme une variété sensible à la toxicité ferreuse, l’absorption d’une quantité plusimportante de fer dans ses feuilles a entraîné une baisse de rendement. Pour un cultivartolérant (CK4), le rendement en grain était moins affecté par l’augmentation de la teneurdu fer dans les feuilles.42

Repartition du fer comme mecanisme de tolerance a la toxicité ferreuse en rizixulture de bas-fondAu niveau de toute la plante, la matière sèche et la teneur en fer variaient selon les cultivars(Tableau 3, Figure 2), mais l’absorption totale en fer ne changeait pas. Les racines avaientabsorbé une grande quantité de fer : le fer dans les racines représentait 70-80 % del’absorption totale de fer des plantes, sans aucune différence entre les cultivars.Généralement, la teneur en fer des racines était très élevée, mais semblait dépendre dela tolérance variétale à la toxicité : CK4 avait la teneur en fer la plus faible par rapport aucultivar sensible Tox 3069 ; Bouaké 189 était intermédiaire (respectivement, 61, 85 et70 mg g -1 de matière sèche). Les cultivars ont aussi géré le fer différemment au niveau dusystème foliacé.Tableau 3.Effets de la variété et de l’application des nutriments sur la teneur en ferdes matières sèches dans les différents organes du plant du riz (Korhogo,1997).Total Plante Racine Système foliacé Feuilles actives Tige Tissu mort[Fe]mg.g -1DMgabsorptionmg g -1[Fe] DMmg g -1 gabsorptionmg g -1[Fe] DM absorpmg g -1 g tionmg g -1[Fe] DMmg g -1 gabsorptionmg g -1[Fe]mg g -1DMgabsorp [Fe]tion mg g -1mg g -1DMgabsorptionmg g -1Bouaké 189CK4Tox 306911.311.314.826.722.720.6293.9281.3250.270.261.385.33.29 234.63.31 204.82.42 209.92.512.403.9123.419.418.152.745.471.42.01.423.4316.35 32.713.01 18.412.40 43.71.82.33.145.894.824.0111.412.613.114.916.317.81.020.890.8916.114.820.7MoyenneLSD (00.5)SESD12.21.80.373.9523.34.360.899.25275.2ns11.33117.972.38.101.6619.03.010.510.1051.13216.4ns9.89101.52.940.440.091.1320.364.100.848.6358.714.62.9932.22.280.370.071.18ANOVA13.922.960.66.2431.649.141.8722.282.440.520.111.114.921.320.313.1412.4ns1.3715.481.62ns0.505.181.21ns0.282.7116.38ns1.7016.71Effet caractèresEffet variétalinteractionCVRMSE (ddl=72)ns***ns32.23.6****ns39.68.78***nsns42.8110.9ns***ns26.316.3*****ns37.61.03***nsns46.996.9ns****38.630.88**ns42.378.26****ns54.8929.39*******51.60.95**ns44.85.96******70.418.41ns**ns47.51.04****ns54.83.05nsnsns11315.4nsnsns31.94.98nsnsns2172.79nsnsns95.616.71La teneur du fer dans les racines était approximativement trois fois plus élevée que celledes pousses (les pousses avaient environ 25 % du total du fer). Cela pourrait s’expliquerpar une barrière sélective du fer entre les racines et les pousses. Cependant, les mesuresdu fer dans les racines pourraient avoir quelques erreurs. La technique d’échantillonnageutilisée n’a pas séparé le fer oxydé existant à l’interface racinaire. Ainsi, la teneur en fermesurée au niveau des racines a inclut l’absorption du fer par les racines et le fer oxydéà l’interface racinaire. L’étude des différents organes des pousses (feuilles actives, tigeet tissus morts) a fait ressortir une spécificité des cultivars dans la distribution du fer entreles organes. Les tissus morts présentaient une teneur très élevée en fer.43

Repartition du fer comme mecanisme de tolerance a la toxicité ferreuse en rizixulture de bas-fond49004200Bouaké 189CK'4Tox 306710000080000iron content (ppm)35002800210014006000040000iron content (ppm)700200000TigesFeuillesTissus mortsRacines0Figure 2.Distribution de la teneur en fer chez les variétés de riz. Korhogo,Côte d’Ivoire. 1998Par définitions, les feuilles sont les organes de stockage. Le fer est un élément non mobile; il s’accumule constamment dans les vacuoles des cellules des feuilles et ne se relocalisepas pendant la sénescence. La teneur en fer de la feuille dépend de son âge (Yoshida,1982). Les feuilles plus jeunes ont moins de fer que les plus vieilles. Par contre, les feuillesphotosynthétiquement actives (celles qui présentent des symptômes et celles qui n’enprésentent pas) avaient significativement moins de fer que les tissus morts. Dans lesmêmes conditions de culture, les feuilles du cultivar tolérant (CK4) avaient absorbébeaucoup moins de fer que celles des deux cultivars sensibles (Bouaké 189 et Tox 3069).La teneur en fer et son absorption par les feuilles actives avaient baissé avec la capacitéaccrue de la tolérance à la toxicité. Dans les tiges, la teneur en fer semble être inversementen corrélation avec la teneur en matière sèche. Cette corrélation n’apparaît pas dans lesautres organes (feuilles actives et feuilles mortes).Les trois cultivars utilisés pour cette expérimentation ont montré différentesréactions à la toxicité ferreuse. Ces différences pourraient être expliquées par lesmécanismes spécifiques d’adaptation. Le cultivar très sensible (Tox 3069) avait uneteneur en fer très élevée dans tous les organes de la plante. Ainsi, ce cultivar n’a pas desélectivité entre les organes. Le cultivar sensible (Bouaké 189) semblait contrôler44

Repartition du fer comme mecanisme de tolerance a la toxicité ferreuse en rizixulture de bas-fondseulement la teneur en fer de la pousse et le cultivar tolérant semblait avoir deux niveauxde contrôle : la pousse et les feuilles actives.L’absorption relative du fer dans les feuilles actives et dans les tiges était différenteselon les variétés utilisées. Le cultivar tolérant a stocké 28 % du fer de la pousse dans latige contre 18 et 19 % pour les deux cultivars sensibles, Tox 3069 et Bouaké 189. Parsoustraction, les absorptions relatives de fer dans les feuilles actives étaient respectivement40, 55 et 60 % pour CK4, Bouaké 189 et Tox 3069.Rendement photosynthétiqueL’activité photosynthétique dépendait de la position de la feuille (Tableau 4). Les feuillesplus jeunes avaient une meilleure activité photosynthétique. La teneur en chlorophylle étaitplus élevée et la teneur en fer plus faible. Le rendement photosynthétique baissaitrapidement avec la position de la feuille. Au niveau 3 (troisième feuille à partir du haut surla talle principale), le rendement photosynthétique était la moitié de celui du niveau 1. Cerésultat pourrait être expliqué par l’interception de la lumière et la faiblesse du renouvellementde la chlorophylle. Cependant, la teneur en fer n’a pas affecté le rendement photosynthétiquechez aucun des cultivars. Ainsi, l’absorption de fer des différentes feuilles doit avoir uneinteraction avec d’autres mécanismes du métabolisme telle que la peroxydase, pourexpliquer l’effet négatif de cette contrainte.45

Repartition du fer comme mecanisme de tolerance a la toxicité ferreuse en rizixulture de bas-fondTableau 4. Effets de la variété, de l’application des nutriments et de la positionde la feuille sur la photosynthèse et le teneur en fer de la feuille(Korhogo, 1997).SLA(cm 2 g -1 )SPADRendementphotosynthétique[Fe](ppm)(mole m-2 s-1)0 NPKZn MoyenneL 1 L3 MoyenneL1 L3 MoyenneL1 L3 MoyenneBouaké 189CK4Tox 3069172152163182158172177 a155 c167 b36.136.536.735.135.235.935.635.836.322.221.923.112.012.612.317.717.217.1336324379474372613405 a350 b496 c171 a 162 b 36.5 a 35.4 b 22.4 a 12.3 b 346 a 487 bMoyenneLSD (00.5)SESD1668.021.6625.535.90.930.233.3917.41.170.296.5741742.510.8176.6ANOVAEffet de la feuilleEffet caractéristiqueEffet variétalCVRMSE (ddl=191)ns*****15.323.73*nsns9.443.36**nsns37.44.24***ns***42.1150.59CONCLUSIONSLa toxicité ferreuse affecte considérablement la production rizicole. En 1998, le riz du sitede toxicité ferreuse a produit en moyenne la moitié du rendement en grains de celui du sitede non-toxicité ferreuse. Les cultivars ont répondu différemment à cette contraintechimique. Il y avait une corrélation entre les scores des symptômes des feuilles à lafloraison et le rendement en grains, mais il y a une adaptation du riz dans la répartition dufer entre les organes. Les variétés tolérantes semblent réduire le stockage du fer dans lesfeuilles actives pour maintenir une meilleure activité métabolique. Cette répartition du ferlaisse à penser qu’il existe une barrière de sélectivité du fer entre les organes. La présencede ces barrières semble être d’origine génétique.L’application des nutriments a aidé à réduire l’effet de la toxicité ferreuse sur le rendementen grains et les traits morphologiques, mais n’a eu aucun effet positif sur la teneur en fer,l’activité chlorophyllienne et photosynthétique.46

Repartition du fer comme mecanisme de tolerance a la toxicité ferreuse en rizixulture de bas-fondLa grande variabilité en réponse à la toxicité ferreuse entre les génotypes, la corrélationdu score des symptômes des feuilles avec le rendement en grains et la répartition del’absorption spécifique du fer dans les organes pourraient être utilisées comme outil desélection pour l’amélioration rapide des cultivars de riz en conditions de toxicité ferreuse.47

Ecart de rendement du riz dû à la toxicité ferreuse en Afrique de l’OuestECART DE RENDEMENT DU RIZ DÛ À LATOXICITÉ FERREUSE EN AFRIQUE DE L’OUESTA. AudebertCirad-CA UPR Rizicultures, TA 70/01, 34398 Montpellier cedex 5, FranceAlain.audebert@cirad.frRésuméLa toxicité ferreuse est un trouble des nutriments du riz de bas-fond qui est trèsrépandu en Afrique de l’Ouest. Le fer soluble présent dans la solution du sol enconditions d’engorgement est absorbé par les racines et s’accumule dans lesfeuilles. Il provoque une mauvaise croissance, un mauvais tallage et une baissedrastique des rendements, liés à la décoloration des feuilles. De 1994 à 1998, desexpérimentations ont été menées aux champs dans deux sites de toxicité ferreuseet dans un site de non-toxicité ferreuse en Afrique de l’Ouest pour estimer l’effetde la toxicité ferreuse en riziculture et évaluer la tolérance des cultivars de rizprometteurs disponibles en Afrique de l’Ouest. Pour avoir une bonne estimationdes pertes de rendement dus à la toxicité ferreuse, le potentiel de rendement a étécalculé dans les sites de toxicité ferreuse en utilisant le modèle Oryza-S, un modèlede croissance et de rendement du riz. A l’aide d’une simulation, on a pu rapporterque la toxicité ferreuse pouvait réduire le rendement (écart de rendement) de 10 à100 % avec une moyenne de 45 %. La perte de rendement dépend des cultivars deriz, de l’intensité de la toxicité et de la gestion des cultures (maîtrise de l’eau etfertilisation). La grande variabilité génétique du riz dans la réponse à la toxicitéferreuse et la corrélation entre le score des symptômes des feuilles et le rendementen grain à travers le génotype pourraient être un avantage de la sélection pourobtenir rapidement des cultivars améliorés de riz pour les conditions de toxicitéferreuse.48

Ecart de rendement du riz dû à la toxicité ferreuse en Afrique de l’OuestINTRODUCTIONLa toxicité ferreuse est reconnue comme l’une des contraintes majeures à la productiondu riz dans les bas-fonds d’Afrique de l’Ouest (Abifarin, 1988, 1989). Les mangroveset autres terres humides (bas-fond pluvial, bas-fond irrigué, mangrove) fournissent desconditions de sols et d’eau qui permettent le développement de la toxicité ferreuse enriziculture (Virmani, 1979). C’est un désordre nutritionnel complexe causé par lesquantités excessives de fer dans la solution du sol. La teneur initiale en fer dans le sol peutêtre accrue à cause du fer qui vient des plateaux par les écoulements le long de la penteet peut devenir très concentrée jusqu’à 300-1500 ppm dans les sites de toxicité ferreusegrave (Ponnamperuma, 1977, Yoshida, 1981). La toxicité ferreuse est associée à la forteconcentration du fer ferreux dans la solution du sol et à la mauvaise maîtrise de l’eau. Lesconditions de réduction du sol qui causent l’accumulation du fer ferreux entraînent aussides besoins accrus en nutriments tels que P et K nécessaires pour surmonter le stress(Sahrawat et al., 1996 ; Sahrawat, 1998).Le niveau critique de toxicité au-dessus duquel les pertes de rendement seproduisent est d’environ 500 mg de Fe/ kg -1 de poids de feuilles séchées (Marschner,1995 ; Mengel et Kirby, 1987). Les symptômes de la toxicité ferreuse sur le riz(jaunissement et bronzage) sont dus à l’absorption excessive et à l’accumulation du Fedans la plante. Ces symptômes sont caractérisés par le développement de nombreusespetites taches brunes, à partir du bout des feuilles. Ces taches se transforment en unedécoloration pourpre, rousse ou jaunâtre des feuilles. En fin de compte les feuilless’assèchent et donnent à la plante un aspect échaudé. Ces différents symptômes sont lesrésultats de la carence d’éléments nutritionnels (principalement P et K) chez la plante.Cette carence est causée par la concentration relativement élevée du fer ferreux dans lasolution de sol et son absorption par la plante. Le système racinaire est brun foncé et maldéveloppé. La toxicité ferreuse réduit aussi la croissance, le tallage et la fertilité des épillets(Bodeet al., 1995). En Afrique de l’Ouest, les pertes de rendement de riz dus à la toxicitéferreuse sont estimées entre 12 et 100 % dépendant des cultivars de riz utilisés et desniveaux de toxicité ferreuse (Massajo et al., 1986 ; Gunawardena et al., 1982).L’approche la plus rentable pour améliorer la productivité du riz en réduisant latoxicité ferreuse est l’utilisation des cultivars de riz tolérants à la toxicité ferreuse (Abifarin,1989). En condition de toxicité ferreuse extrême, une combinaison de cultivars tolérantset une gestion améliorée du sol et des éléments nutritifs peuvent donner les meilleurs49

Ecart de rendement du riz dû à la toxicité ferreuse en Afrique de l’Ouestrésultats (Sahrawat et al., 1996 ; Diatta et al., 1998). L’application des éléments nutritifsdes plantes qui font défaut - P, K, Ca, Mg et Zn – peut jouer un important rôle dans lagestion de la toxicité ferreuse et dans l’expression de la tolérance à la toxicité ferreuse parles cultivars de riz (Tanaka et al., 1966).L’objectif de ce travail était de quantifier l’effet de la toxicité ferreuse sur le rizet investiguer la variabilité de la réponse à la toxicité ferreuse entre les cultivarsprometteurs de riz disponibles en Afrique de l’Ouest. Le modèle de croissance et derendement de riz a été utilisé pour déterminer le potentiel de rendement de riz enconditions de non-toxicité ferreuse. L’effet de la toxicité ferreuse a été estimé à partir dela différence de rendement entre les sites de toxicité et les sites de non-toxicité ferreusepour un cultivar de riz (Bouaké 189) couramment utilisé par les paysans en Côte d’Ivoire.MATÉRIELS ET MÉTHODEDes expérimentations au champ ont été faites en conditions irriguées dans deux sites detoxicité ferreuse près de K°°°°ÿÿÿÿ*ÿÿÿÿÁÀt!t!—dÿÿs de Bouaké (7°ð42’N ;5°ð00’W ; Côte d’Ivoire). Le sol à M’bé est un alfisol, et les sols à Korhogo et Kilissisont des ultisols. Avant de commencer l’expérimentation, on a pris des échantillons desol qu’on a fait sécher à l’air, écraser et tamiser à l’aide d’un tamis de 2 mm de mailles.Ensuite on a fait les analyses physique et chimique. Le pH du sol a été mesuré à l’aided’une électrode de verre utilisant de l’eau de sol /KCl au ratio de ½,5. Le C organiquea été extrait par acide sulfurique avec du potassium dichromate et déterminé avec dusulfate d’ammonium et de fer (méthodologie de Walkley & Black). La teneur totale enP a été déterminée par digestion avec de l’acide perchlorique et le P extractible a étédéterminé en utilisant une solution NH 4F-HCl (Bray1). Les cations échangeables ont étédéterminés par spectrophotométrie d’absorption atomique après extraction avec del’acétate d’ammonium neutre. Le Fe extractible et autres éléments micro-nutriments ontété déterminés par spectrophotométrie d’absorption atomique après extraction avecDTPA (méthodologie de Lindsay & Novell).Expérimentation 1Une expérimentation de fertilisation à long terme au champ a été menée en conditionsd’irrigation dans un site de toxicité ferreuse à Korhogo de 1994 à 1998 (saisons sècheset saisons pluvieuses). Le cultivar de riz de bas-fond homologué en Afrique de l’Ouest,50

Ecart de rendement du riz dû à la toxicité ferreuse en Afrique de l’OuestBouaké 189, a été cultivé pour les expérimentations de la saison des pluies de juillet ànovembre, et celles de la saison sèche de janvier à mai. Bouaké 189 est considéré commesensible à la toxicité ferreuse (Sahrawat et al., 1996). Neuf traitements d’élémentsnutritifs (sans engrais, N, N+P, N+K, N+Zn, N+P+Zn, N+K+Zn, N+P+K etN+P+K+Zn) ont été appliqués dans un dispositif en bloc complètement randomisé avecquatre répétitions (la taille de la parcelle était de 24 m 2 ). L’azote a été appliqué au tauxde 100 kg N ha -1 sous forme d’urée dans trois parcelles divisées ; P a été appliqué à 50kg ha -1 sous forme de triple superphosphate (TSP) ; K à 80 kg ha -1 sous forme de chlorurede potassium (KCl) ; et Zn à 10 kg Zn ha -1 sous forme d’oxyde de zinc (ZnO). Tous leséléments nutritifs, à l’exception de N, ont été ajoutés comme applications de fond.Pour la comparaison, dans un site de non-toxicité ferreuse à M’bé, pendant la mêmepériode et dans les mêmes conditions d’irrigation, le cultivar Bouaké 189 a été cultivédans les deux saisons avec deux traitements d’éléments nutritifs (sans engrais et NPK)appliqués comme dans le site de Korhogo.Expérimentation 2En 1998, douze différents cultivars (améliorés et traditionnels) ont été testés davantageet évalués dans un dispositif en bloc complètement randomisé avec trois répétitions dansles trois sites. Ces douze cultivars incluent deux cultivars testés à la toxicité ferreuse et unevariété témoin : une considérée comme tolérante (CK4), une sensible (Tox 3069-66-2-1-6) et une variété africaine homologuée (Bouaké 189) comme témoin. Lesexpérimentations ont été menées simultanément le plus que possible (saison humide) etgérées de la même manière. La taille de la parcelle était de 15 m 2 . Toutes les parcellesont reçu une fertilisation complète (NPKZn) avec 100 kg N ha -1 sous forme d’urée danstrois parcelles divisées ; P à 50 kg ha -1 sous forme de triple superphosphate (TSP) ; Kà 80 kg ha -1 sous forme de chlorure de potassium (KCl) ; et Zn à 10 kg Zn ha -1 sous formed’oxyde de zinc (ZnO). Tous les éléments nutritifs, à l’exception de N, ont été ajoutéscomme applications de fond.Dans ces deux expérimentations, les plantes ont été notées visuellement pour lessymptômes de la toxicité ferreuse (STF), en utilisant une échelle de 1-9 basée sur lesystème d’évaluation standard du riz de l’Institut international de recherche sur le riz(IRRI) : un score de 1 indique une croissance et un tallage normaux, 9 indique que presquetoutes les plantes étaient mortes ou mouraient (IRRI, 1988). Les plantes ont été notéesdeux ou trois fois pendant la période de la croissance, lorsque les symptômes de toxicité51

Ecart de rendement du riz dû à la toxicité ferreuse en Afrique de l’Ouestferreuse s’exprimaient sur le feuillage pour surveiller la toxicité. Les scores de la toxicitéferreuse ont été pris sur toutes les parcelles. Le score pendant la floraison a été utilisé pourla comparaison et l’analyse variétales. Le rendement, la hauteur et le nombre de talles ontété mesurés pendant la récolte. Les rendements en grains ont été exprimés sur la base de14 % d’humidité.Un modèle de riz Oryza-S développé par l’ADRAO (Dingkuhn et Sow, 1997)basé sur la croissance du riz et le modèle de rendement Oryza-1 (Kropff et al., 1994),a été utilisé pour déterminer le potentiel de rendement dans les conditions de Korhogo.Le modèle Oryza-S est un modèle dynamique déterministe qui simule la croissance desorganes de la plante selon la croissance journalière, en tenant compte de l’architecturede la voûte de feuillage (Dingkuhn et Sow, 1997). L’accent est mis sur la dépendance enénergie, en température et en azote des processus de croissance. Puisque le modèlesimule le potentiel de rendement limité par l’énergie et celui limité par la température,aucun stress tels que la sécheresse, les carences en éléments nutritifs ou les toxicités n’estétudié. Les simulations du modèle rapportées ici ont été faites pour le cultivar Bouaké189. Les données météorologiques journalières utilisées étaient prises à Bouaké etKorhogo (1995-1998)Les données ont été analysées séparément pour chaque essai à l’aide deSAS, en utilisant le modèle mixte (SAS Institute, 1994). Les moyennes destraitements ont été séparées à l’aide du test de la différence la moins significative deFisher (DMS) à P

Ecart de rendement du riz dû à la toxicité ferreuse en Afrique de l’Ouestgénétique. Certains cultivars sont plus adaptés à cette contrainte des sols que d’autres.Le score de la toxicité ferreuse des cultivars de riz donne un critère très utile et simple pourla sélection de meilleurs matériels en conditions de stress de toxicité ferreuse.Effet sur le rendement et le risqueEn condition de bonne gestion de riziculture irriguée (engrais NPK), le rendementpotentiel simulé de Bouaké 189 a été corrélé avec un rendement en grain observé encondition de toxicité ferreuse à Korhogo (Figure 1). Le modèle nous a donné la possibilitéde comparer les deux sites. Le site de non-toxicité ferreuse (M’bé) et le site de toxicitéferreuse (Korhogo) n’étaient pas significativement différents (Figure 2a). D’une manièregénérale, le site de Korhogo avait un meilleur potentiel de rendement causé par uneradiation plus élevée surtout pendant la période de mars à mai. Le rendement en grain dela date de semis d’octobre était clairement affecté par la saison du froid causée par le ventde l’harmattan pendant les mois de décembre et de janvier. Pendant les deux saisonsculturales (date de semis en janvier et juillet), les rendements moyens simulés pour lesdeux sites sont similaires (9,1 et 8,5 t ha -1 avec DMS 0.05= 647,77 kg ha -1 ). Pour ces deuxdates de semis, le site de M’bé peut être considéré comme témoin de non-toxicitéferreuse et les rendements entre les sites peuvent être comparés. Le rendement réel engrain dans l’expérimentation 1 était significativement plus bas à Korhogo (3,7 t ha -1 ) encondition de toxicité ferreuse qu’à M’bé (7,4 t ha -1 , t = 9,24 ; p

Ecart de rendement du riz dû à la toxicité ferreuse en Afrique de l’Ouestconfirment la perte de rendement due à la toxicité ferreuse donnée par Abifarin (1988).A partir de cette étude, il est possible d’avoir une estimation du risque de la toxicitéferreuse sur la production du riz dans un site de toxicité ferreuse comme Korhogo. Dansun environnement de toxicité ferreuse, il y a un risque de 50 % (deux ans sur quatre) pourqu’un cultivar ait un rendement en grain entre 70 et 45 % du rendement potentiel(conditions normales). Une fois sur les quatre ans, la production peut être inférieure 45ou supérieur 70 % au rendement attendu. Pour Bouaké 189, qui est considéré commeun cultivar sensible à la toxicité ferreuse (Sahrawat et al., 1996), la contrainte de la toxicitéest très importante. Ces résultats illustrent l’importance de trouver des cultivars tolérantset des techniques culturales pour minimiser les pertes de rendement du riz pour lespaysans.Effets annuels et saisonniersLes pertes de rendement ont varié significativement selon les années, la saison et letraitement aux engrais (Tableau 3). Dans le site de toxicité ferreuse à Korhogo(expérimentation I), les pertes de rendement basées sur le rendement en grain de NPKà Mbé (écart de rendement 2) dues aux contraintes du fer étaient stables. En moyenne,la perte de rendement est autour de 3,4 t ha -1 . Cependant, l’année 1996 a fait ressortirdes pertes plus importantes de rendements en grains. Ce résultat a été induit par lesattaques des déprédateurs (foreur des tiges) et la maladie (RYMV) pendant la saisonhumide. Il y avait d’énormes différences saisonnières dans la performance de Bouaké189 dans les saisons humides et les saisons sèches. Pour les quatre années expérimentales,l’écart de rendement en condition de toxicité ferreuse était beaucoup plus élevé pendantla saison sèche que pendant la saison humide. Cette différence significative peut êtreexpliquée par les niveaux de radiation solaire entre les mécanismes pédo-climatiques etle métabolisme des plantes. Il y avait des différences entre les caractéristiques de lapluviométrie et du rayonnement solaire (intensité et durée) pendant les saisons humideset les saisons sèches (Sahrawat et Singh, 1998). La pluviométrie induit la dilution du fer(Mulbah et Abifarin, 1988) et une meilleure évacuation du fer des bas-fonds pendant lasaison humide (Diatta et al., 1998). L’intensité accrue des radiations solaires pendant lasaison sèche augmentait l’activité photosynthétique. Dans un sol de toxicité ferreusecomme le site de Korhogo, une plus grande évapotranspiration pendant la saison sèchecausait une plus grande absorption de fer par la plante et partant une toxicité ferreuse plusgrave.54

Ecart de rendement du riz dû à la toxicité ferreuse en Afrique de l’OuestEffet des engraisEn général, l’application de P et de K avec N et Zn faisait baisser de manière appréciablel’écart de rendement (Tableau 3). Cela a été davantage corroboré par les scores detoxicité ferreuse des cultivars, qui étaient généralement plus bas lorsqu’on ajoutait lesnutriments de la plante, par rapport à s’ils n’étaient pas ajoutés. Le rôle des nutrimentsde la plante était évident à la fois pendant les saisons humides et les saisons sèches. Nosrésultats donnent ainsi davantage de preuve que l’application de P, K et Zn en conjonctionavec N est un moyen efficace de réduction de la toxicité ferreuse (Sahrawat et al., 1996).Il a été rapporté que l’application d’autres éléments nutritifs, en particulier le potassium,réduit la toxicité ferreuse en riziculture de bas-fond (Yamauchi, 1989, Yoshida, 1981).Cependant, comparé au rendement potentiel (le traitement NPK dans un site de nontoxicitéferreuse), ce résultat précédent est relatif. Les neuf traitements utilisés avaient uneréponse significative dans le site de Korhogo, mais le rendement en grain obtenu dans lesite de toxicité ferreuse était très proche à celui du traitement sans engrais dans le sitetémoin de M’bé (Figure 4). Dans un site de toxicité ferreuse, l’application d’un engraissupplémentaire est bénéfique à la production de grains mais pas suffisante pour corrigerla contrainte.Effet sur la croissance et le développementLa croissance et le développement du riz sont aussi affectés par la toxicité ferreuse. Tousles traits des plantes mesurés ont montré une baisse significative entre le site toxique etle site témoin (non-toxicité ferreuse) sauf pour la matière sèche des pousses (Tableau 4).Pour tous ces traits, l’effet du site pouvait être classé par l’ordre suivant : le site de Kilissiétait relativement plus toxique que Korhogo. La contrainte de toxicité ferreuse a induit 39% de pertes de rendement (écart de rendement 2) à Korhogo et 45 % à Kilissi(expérimentation 2).La baisse moyenne des 12 cultivars pouvait être très importante comme le fontressortir la matière sèche des racines et le tallage, respectivement 34 et 57 % pourKorhogo et Kilissi. Le rendement comme la résultante des traits morpho-phénophysiologiquesest aussi affecté par la contrainte. La durée des cultures n’a pas étéaffectée par la toxicité ferreuse. Ce trait phénologique dépend de la radiation et de latempérature. Les expérimentations ont été menées pendant la saison des pluies dans desconditions similaires de radiation et de température entre les différents sites. Lesexpérimentations précédentes ont montré une différence significative entre les saisonssèches et les saisons pluvieuses pour ce trait à Korhogo (données non montrées).55

Ecart de rendement du riz dû à la toxicité ferreuse en Afrique de l’OuestLa relation entre le rendement en grain ou les pertes de rendement et le score de la toxicitéferreuse (Figure 5) a fait ressortir une simple corrélation significative. L’équation derégression indiquait environ 0,5 t ha -1 de pertes de rendement en grain (11 % d’écart derendement potentiel) si le score de toxicité ferreuse augmentait d’un point.Variabilité génétiqueLes cultivars ont répondu différemment à la toxicité ferreuse (Tableau 2). Certainscultivars comme Tox 3779-51-2-2-1 étaient moins affectés que WITA 1 ou Bouaké189. Il y a une vaste gamme dans la tolérance à la toxicité ferreuse. La Figure 5 montrepour deux différentes années (1997 et 1998) la distribution de la fréquence de la réponsed’un grand nombre de cultivars entre les sites de toxicité ferreuse et les sites de nontoxicitéferreuse. Pour la population d’un cultivar, le rendement en grain dépend de l’effetannuel, mais l’effet de la toxicité ferreuse est constant. Pour 1998, la production du rizd’un cultivar très sensible comme Tox 3069-66-2-1-6 pouvait baisser de 4,88 t ha -1 à1,29 t ha -1 . La baisse du rendement pouvait être seulement de 1,02 t ha -1 pour une variététolérante comme CK4 (5,15 et 4,08 t ha -1 ). Certains cultivars disponibles présentent uneproduction de riz de plus de 4-4,5 t ha -1 en condition de toxicité ferreuse. Les paysanspouvaient avoir les avantages d’utiliser ces cultivars pour accroître la production de rizdans les systèmes rizicoles irrigués et de bas-fond là où la toxicité ferreuse est la contraintemajeure.Le cultivar glaberrima CG14 est bien adapté à la toxicité ferreuse parce que lerendement en grain était le même en condition de non-toxicité ferreuse qu’en conditionde toxicité ferreuse (respectivement 3,24 et 3,34 t ha -1 ). La variété améliorée homologuéeen Côte d’Ivoire, Bouaké189, présente le meilleur rendement en grain en condition denon-toxicité ferreuse, mais est sensible avec une perte de rendement due à la toxicitéferreuse d’environ 3,5 t ha -1 (5,81 et 2,23 t ha -1 ).Les cultivars dotés d’un haut niveau de tolérance à la toxicité ferreuse sontgénéralement les types traditionnels qui ont une mauvaise capacité de production (CG14,Suakoko8). Mais une observation encourageante est la variabilité génétique aveccertains cultivars tolérants à la toxicité ferreuse comme CK4 présentant un type de plantde bonne structure. Avec les nouvelles technologies de sélection, l’incorporation degènes tolérants du cultivar traditionnel à un type de plant de bonne structure pourraitaméliorer la production rizicole dans des situations de toxicité ferreuse. Ceci, ajouté à labonne corrélation entre le score des symptômes des feuilles et le rendement en grain selon56

Ecart de rendement du riz dû à la toxicité ferreuse en Afrique de l’Ouestl’environnement et le génotype permettra des progrès rapides en matière de sélection duriz.REMERCIEMENTSNous remercions les unités de sélection, des sciences du sol et de physiologie del’ADRAO pour avoir fourni les données de leurs expérimentations de M’bé et Korhogo.Nos remerciements aussi aux chercheurs de Guinée (M. Bah Saïkou Sounounou et M.Sidibé Mamadou) qui ont dirigé l’expérimentation de Killissi.RÉFÉRENCESAbifarin AO. 1988. Grain yield loss due to iron toxicity. WARDA Technical Newletter8 (1): 1-4.Abifarin AO. 1989. Progress in Breeding Rice for Tolerance to Iron toxicity. WARDAAnnual Report: 34-39.Audebert A and KL Sahrawat. 2000. Mechanisms of Iron Toxicity Tolerance inLowland Rice. Journal of Plant Nutrition 23(11-12): 1877-1885.Bode K, Doring O, Luthje S and M Bottger. 1995 Induction of iron toxicity symptomsin rice (Oryza sativa L.). Mitt. Inst. Allg. Bot., Hamburg, 25 : 35-43.Diatta S, Audebert A, Sahrawat KL and S Traoré. 1998. Lutte contre la toxicité ferreusedu riz dans les bas-fonds. Acquis de l’ADRAO dans la zone des savanes en Afriquede l’Ouest. In: Aménagement et mise en valeur des bas-fonds au Mali, 21-25/10/1996,Sikasso, Mali, (Eds) N Ahmadi and B Temé, CIRAD-CA, pp 363-371.Dingkuhn M and A Sow. 1997. Potential yields of irrigated rice in the Sahel. In: Irrigatedrice in the Sahel: Prospects for sustainable development. WARDA, Bouaké, Côted’Ivoire. 361-380.Gunawardena I, Virmani SS and FJ Sumo. 1982. Breeding rice for tolerance to irontoxicity, Oryza, 19 : 5-12.International Rice Research Institute. 1996. Standard evaluation System for Rice, 4thedition, Manila, Philippines, 52.Kropff MJ, HH van Laar and RB Matthews. 1994. ORYZA-1 An ecophysiologicalmodel for irrigated rice production. SARP Research Proceeding.57

Ecart de rendement du riz dû à la toxicité ferreuse en Afrique de l’OuestMarschner H. 1995. Mineral Nutrition of Higher Plants, Academic Press, 889 pp.Masajo TM. Alluri K, AO Abifarin and D Janakiram. 1986. Breeding for high and stableyields in Africa, in The Wetlands and Rice in subsaharian Africa, (Eds.) A. S. R. Juoand J. A. Lowe, Ibadan, Nigeria, 107-114.Mulbah CK and AO Abifarin. 1988. Water soluble iron fluctuations in iron toxic ricefields at CARI Suakoko, Liberia, WARDA Technical Newletter, 8 (1) : 3-4.Mengel K and E Kirkby. 1987. Principles of Plant Nutrition. International PotashInstitute. 685 pp.Narteh LT and KL Sahrawat. 1999. Influence of flooding on electrochemical andchemical properties of West African soils, Geoderma 87 : 197-207Ponnamperuma FN. 1977. Physicochemical properties of submerged soils in relation tofertility. IRRI research paper series 5: 1-32.Sahrawat KL, Mulbah CK, Diatta S, Delaune RD, Patrick WHJ, Singh BN and MPJones. 1996. The role of tolerant genotypes and plant nutrients in the management ofiron toxicity in lowland rice. Journal of Agricultural Science 126 : 143-149Sahrawat KL. 1998. Flooding soil: a great equalizer of diversity in soil chemical fertility,Oryza 35 (4) : 300-305Sahrawat KL and BN Singh. 1998. Seasonal differences in iron toxicity tolerance oflowland rice cultivars. IRRI notes 23 (1): 18-19.Tanaka A, Loe R and SA Navasero. 1966. Some mechanisms involved in thedevelopment of iron toxicity symptoms in the rice plant. Soil Science Plant Nutrition12: 158-164Virmani SS. 1979. Breeding rice for tolerance to iron toxicity. In: Second varietalimprovement seminar, Monrovia, Liberia, WARDA. p 156-173.Yoshida S. 1981. Fundamentals of rice crop science, IRRI, Manila, Philippines, pp 269.58

Ecart de rendement du riz dû à la toxicité ferreuse en Afrique de l’OuestTableau 1.Caractéristiques physico-chimiques des sols, de la solution d’eau etdes plants de riz à M’bé, Korhogo (Côte d’Ivoire) et Kilissi (Guinée),1998.M’bé Korhogo KilissiSolClassificationAlfisolTextureloam sablo-UltisolUltisolpH (H 2 O)argileuxloam sableuxloam sablo-argileuxpH (Kcl)6,25,95,8Organique C (g ka -1 )4,74,14,5CEC (cmol kg -1 )232025,2Total P (mg kg -1 )8,712,512,7P Bray 1 (mg kg -1 )180463545K (mg kg -1 )415Ca (mg kg -1 )706016Mg (mg kg -1 )248336384Fe (mg kg -1 )876841Zn (mg kg -1 )284500573Eau371pH (H 2 O)Redox(mV)6.66,25,5Oxygène (mg l -1 )3595118Plante6,253,11,37Pousses(ppm)Racines(ppm)134020211740Climat321215060376548TypePluviométrie (mm)transitionsavaneforêt1046.7895,81768,859

Ecart de rendement du riz dû à la toxicité ferreuse en Afrique de l’OuestTableau 2.Score de la toxicité ferreuse à la floraison et le rendement en grain(tha -1 ) de 12 cultivars de riz dans deux sites de toxicité ferreuse (Korhogoet Kilissi) comparés à un site de faible toxicité ferreuse (M’bé).Côte d’Ivoire et Guinée, 1998.WITA 1WITA 3CK 4CK 73Bouaké 189Tox 3069-66-2-1-6Tox 3779-51-2-2-1B 4140c-PN-186-28-KP2IR 42Suakoko 8MerkanduCG 14MoyenneCVDMS (00,5)DSRMSE (ddl=24)ScoreRendementKorhogo Kilissi M’bé Korhogo Kilissi M’bé4,66 b 4,66 b 1 2,20 fg 2,43 bcde 3,74 bc2 de 1,66 d 1 3,27 abcd 3,08 d 4,11 bc3,33 c 3,33 c 1 3,08 bcde 2,84 abcd 4,48 bc3,33 c 3,33 c 1 2,81 cdef 2,83 abcd 3,93 bc5,33 b 5,33 b 1 2,09 fg 1,95 def 6,32 a7 a 7 a 1 1,60 g 1,11 f 5,01 ab1,33 d 1,66 d 1 2,34 defg 2,25 cde 3,35 bc3,33 c 3,33 c 1 2,32 defg 2,39 bcde 4,67 bc3 cd 4,33 bc 1 3,28 abcd 3,67 a 6,26 a2,66 cd 3,33 c 1 4,10 a 3,34 abc 4,06 bc2 de 4,66 b 1 3,95 ab 3,50 ab 4,11 bc1 d 1 d 1 3,41 abc 1,84 ef 3,62 c3,25 3,63 1 2,87 2,60 4,4753,7 48,3 0 31,08 35,29 27,061,01 1,22 ns 0,98 1,13 1,571,74 1,76 0 0,89 0,919 1,210,58 0,67 0,9360

Ecart de rendement du riz dû à la toxicité ferreuse en Afrique de l’Ouest108Y = 1.04 X - 5.64;r 2 = 0.46; n = 8; p

Ecart de rendement du riz dû à la toxicité ferreuse en Afrique de l’Ouest1210aPotential Yield (t ha -1 )8642M'bé (1995-1998)Korhogo (1995-1998)Sowing period01 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Sowing Date (month)1210M'bé (1995-1998) Korhogo (1995-1998)bGrain Yield (t ha -1 )864Yield gap 1(1.4)Yield gap 2(3.6)20SimulatedActual (NPK)1210Korhogo (1995-1998) n = 40M'bé (1995-1998)cGrain Yield (t ha -1 )86420Figure 2.1 3 5 7 9Iron Toxicity ScoreSimulation du rendement en grain de Bouaké 189 – sites de Korhogo etM’bé (1995-1998). a) effet de la date de semis, b) différences entre lerendement en grain simulé et celui en grain mesuré, c) effet dessymptômes visuels sur le rendement observé en grain.62

Ecart de rendement du riz dû à la toxicité ferreuse en Afrique de l’Ouest3025Frequency (%)201510500 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Yield losses (%)Figure 3.Histogramme de la fréquence des pertes de rendement dans un site detoxicité ferreuse pour le cultivar homologué Bouaké 189. Korhogo,Côte d’Ivoire, 1994-1998. N = 80.63

Ecart de rendement du riz dû à la toxicité ferreuse en Afrique de l’Ouest987Grain Yield (t ha -1 )6543210NPKONPK O NPKZn NKZn NP NK NZn NPZn NMbéKorhogoFigure 4.Effet des nutriments dans un site de toxicité ferreuse pour le cultivarhomologué Bouaké 189, comparé à deux témoins de nutriments dans unsite de non-toxicité ferreuse. Korhogo et M’bé, Côte d’Ivoire, 1994-1999.64

Ecart de rendement du riz dû à la toxicité ferreuse en Afrique de l’OuestTableau 3. Ecart de rendement dans un site de toxicité ferreuse pour Bouaké 189.Effet de la saison et de l’engrais (Korhogo, 1994-1998)Pertes de rendement (tha -1 )AnnéeTrait 1994 1995 1996 1997 1998 Moyenne0NNPNKNZnNPKNPZnPKZnNPKZn3,683,942,823,304,432,533,483,662,673,282,782,712,501,921,972,992,932,28Moyenne 3,39 2,59b aMoyenne 2,77 aSE0,15DMS (0,05) 0,60Moyenne 3,37SE0,10DMS (0,05) 0,28ANOVAEff. trait, (A) ***Eff année, (B) ***Eff saison, (C) ***A * BA * C***B * CnsA * B * C nsCVnsRMSE ddl=240) 39,21,31SS SH SS SH SS SH SS SH SS SH3,883,403,062,613,863,733,093,243,313,35a3,24 a0,09ns3,343,042,583,413,352,553,363,453,073,12a6,025,474,714,344,105,044,703,333,774,60b4,14 c0,110,464,02 4,67 2,874,47 4,75 2,573,16 3,97 2,153,35 4,20 2,913,73 2,79 2,873,71 2,91 2,093,79 5,03 2,903,62 3,70 2,943,32 3,23 2,643,68 3,91 2,66a b a3,28 b0,120,484,293,473,573,173,403,473,232,892,423,32b2,97 a0,130,393,72 4,01 a2,92 3,72 ab3,04 3,21 cd2,56 3,27 cd1,95 3,28 cd2,47 3,56 bc2,51 3,29 cd2,05 2,98 d2,28 2,93 d2,61a65

Ecart de rendement du riz dû à la toxicité ferreuse en Afrique de l’OuestTableau 4.Traits morpho-phénologiques de 12 cultivars de riz dans deux sites detoxicité ferreuse (Korhogo et Kilissi) comparés à un site de faible toxicitéferreuse (M’bé), Côte d’Ivoire et Guinée, 1998.ScoreDuréeHauteurPousseRacineRendement(jours)Tallage(cm)(g)(g)(t ha -1 )M’bé1 b117 a354 a131 a62,359,18 a4,14 aKorhogo3,25 a114 b231 b113 b63,252,91 b2,49 bKilissi3,63 a114 b152 c81 c58,112,32 c2,27 bMoyenne2,62115,5246108,961,24,802,97DMS (00,5)0,251,1022,65,05ns0,9430,231SE0,050,2254,641,031,980,1930,047DS1,831,40100,428,4927,084,181,21ANOVAEffet du siteEffet variétal************ns******interaction*********************CV******nsns********RMSE69,88,4740,826,144,287,140,8(ddl=72)0,542,3448,2210,7220,652,000,49266

Ecart de rendement du riz dû à la toxicité ferreuse en Afrique de l’Ouest10080Y = 2.29 + 11.3 X;r 2 = 0.87; n = 72;Yield losses (%)604020050004000Y = 3838 - 420.8 X;r 2 = 0.68; n = 72;Grain yield (kg ha -1 )30002000100000 1 2 3 4 5 6 7 8Iron Toxicity scoreFigure 5.Relation entre les symptômes de la toxicité ferreuse et le rendement engrain et les pertes de rendement pour 12 cultivars dans différentsenvironnements (1998). Les régressions sont significatives à 0,01 %.67

Test et développement des variétés de riztol érantes à la toxicité ferreuse en basse Guin éeTEST ET DÉVELOPPEMENT DES VARIÉTÉSDE RIZ TOLÉRANTES A LA TOXICITÉFERREUSE EN BASSE GUINÉEAbdoul Karim CamaraChef Programme Riz Eau Douce, Centre de Recherche Agronomique de KOBA - BOFFARésuméLa toxicité ferreuse est l’une des contraintes majeures faisant obstacle àl’accroissement de la production rizicole en Afrique de l’Ouest en général et laGuinée en particulier. Ce phénomène est attribué à un désordre nutritionnel quiaffecte le riz de submersion. Les symptômes commencent à se manifester dès lespremiers stades de la croissance végétale du riz. Son apparition est associée à uneforte concentration de fer ferreux dans la solution du sol . La toxicité ferreuseaffecte la croissance, le développement des racines et les feuilles, ce qui influe surl’absorption, la rétention et la transformation des éléments nutritifs . Diversesméthodes de luttes ont été identifiées, entre autre l’ouverture des fossés au tour duchamps, le système de lavage répété après une accumulation des eaux d’irrigationou de submersion, l’usage de la chaux vive, la dolomie ou de la craie pour corrigerles effets de la toxicité. La tolérance variétale constitue le moyen pratique peucoûteux pour accroître la production du riz et les superficies rizicultivables. Lestravaux de recherches ont commencé par un criblage en plein champ en minimisantles effets (les insectes aluminium …) dans un premier temps puis les essais derendement, l’essai répété de rendement et les essais multilocaux de variété de riztolérante à la toxicité ferreuse pour procéder en fin au croisement et audéveloppement de variétés tolérantes à la toxicité ferreuse. Ce qui nous a permisde nomminer les variétés CK 73, CK 4 CK 92 (C= centre et K =Kilissi) qui fontleur preuve aujourd’hui non seulement en Guinée , mais aussi en Afrique de l’Ouest.D’autres variétés sont en cours de développement (CK31, CK41, CK44 ) mises aupoint par l’IRAG à travers son centre de création variétale Kilissi68

Test et développement des variétés de riztol érantes à la toxicité ferreuse en basse Guin éeINTRODUCTIONLa toxicité ferreuse est l’une des contraintes majeures faisant obstacle à l’accroissementde la production dans les écologie de bas-fonds en Afrique de l’ouest en général etparticulièrement en Guinée. Bon nombres de superficies sont aujourd’hui abandonnéesà cause de stress en basse Guinée. Ce phénomène affecte la croissance, le développementdes racines et des feuilles, ce qui influe sur l’absorption, la rétention et la transformationdes éléments nutritifs dans le sol. Les parcelles atteintes se reconnaissent toujours par laprésence d’une pellicule brun rougeâtre d’oxyde de fer et d’écume à la surface de l’eaustagnante(Ottowet al., 1993)La toxicité ferreuse se manifeste sur les sols sulfatés acides dans les zonescôtières. Ainsi de larges portions des Mangroves en sont affectées, en plus des autresproblèmes édaphiques qui se posent (Ponnanperuma,1980). Ce phénomène se rencontreégalement dans les bas-fonds , les champs irrigués de la forêt humide jusqu’au Sahel oùla roche mère et les sols sont riche en fer (Abu et al.,1987, Abifarin 1988).La distribution et le degré de la toxicité ferreuseLa distribution et le degré de la toxicité ferreuse varient selon les pays. Elles varientégalement d’une saison à l’autre au sein d’un même pays. Les pratiques culturales influentsur son intensité. La distribution n’est pas uniforme dans beaucoup de sols et surtout dansles bas-fonds. La toxicité varie d’un sol à l’autre et d’un point à un autre au sein d‘un mêmechamp.Quoique la toxicité ferreuse soit un problème commun à l’Afrique de l’ouest etmême à l’Amérique du sud, les connaissances relatives aux mécanismes édaphiques etphysiologiques liés à ce phénomène sont jusqu’au aujourd’hui limitées. Elle a été attribuéeà une grande gamme de cause en particulier aux teneurs en fer actif et en fer réduit dansles solutions acides du sol.SymptômesLes symptômes commencent à se manifester dès les premiers stades de la végétation. Onconstate un retard dans la croissance, ou la manifestation d’une décoloration des feuillesbasales, une réduction des thalles pour les variétés moyennement sensibles ou toléranteset plus tard un taux de stérilité élevé.69

Test et développement des variétés de riztol érantes à la toxicité ferreuse en basse Guin éeCela peut dépendre du sol et de la variété si non les variétés sensibles succombent avantd’atteindre cette phase de maturationLes expressions phénotypiques de la toxicité ferreuse chez le riz peuvent varieret différer dans la plupart des cas dans le littoral on l’appelle « rouille » ou « Wollé »oùencore « khorikhori » en langue vernaculaire présentant d’une coloration rougeâtre oubrunâtre selon les localités.Les symptômes varient du brun au jaune qui commence aux extrémités desfeuilles puis se propagent sur toute la limbe. Se sont généralement et dans la plus part descas, les feuilles âgées en sont plus affectées. Les sols à toxicité ferreuse sont signaléscomme étant des sols hydromorphes à hydromorphie permanente donc mal drainé , latoxicité est aggravée non seulement par la présence des sols ferralitiques rouges ou nonlors des aménagements mais aussi par la présence des remontées capillaires riche en ferferreux, facilement assimilable par les plants de riz. Le sol est enrichi aussi par lesruissellements des plateaux et collines vers des bas-fonds.Elle paraît surtout liée à des déséquilibres nutritionnels (Vizier, 1988) cité parCIRAD,1993) dus à de faible disponibilité en P, K, Zn, Ca, Mg plutôt qu’à une teneurélevé de fer soluble dans la solution du sol.Les méthodes de lutte contre la toxicité ferreuseLes méthodes de gestion des sols, constituaient autre fois, le seul moyen d’améliorer lessols à toxicité ferreuse .Les techniques ci-dessous sont appliquées pour remédier à cestress :Le Chaulage : la méthode traditionnellement recommandée est de faire un chaulage(Ponnanperuma et al, Gunawardena et al 1982). Bien que ce procédé n’ait pasnécessairement pour le seul but de remédier à la toxicité ferreuse, il aide à accroître le pHdu sol si bien qu’il y a moins de fer disponible et que la toxicité se trouve réduite .sonacquisition reste difficile et demande une répétition. En appliquant la chaux une année, leproblème n’est résolu pour la saison de culture suivante.Ouverture de fossé : l’ouverture d’un fossé au tour du champ pour intercepter les eauxlatérales d’infiltration. La plus part des bas-fonds toxiques, reçoivent le fer ferreux parécoulement latéral, il était autre fois courant de creuser un fossé autour du champ pour70

Test et développement des variétés de riztol érantes à la toxicité ferreuse en basse Guin éeempêcher l’eau ferreuse d’atteindre le champ latéralement (Breeman et Moorman,1978). Dans ce dernier cas, le drainage de l’eau ferreuse ne pourra être efficace , car lessources d’infiltration latérales, risque être plus profonde que la profondeur du fossé oudu canal aménagé autour du champ . Et le fer ferreux peut ne pas seulement provenir del’infiltration latérale mais par ascension verticale ou capillaire .Drainage systématique :Avec le drainage systématique des champs, ce qui n’est pas le cas de la plus part des basfondsnon aménagés. L’on a recours à cette méthode pour réduire l’effet de latoxicité .Toute fois, sur certains sols comme les sols sulfaté acides, l’assèchementaugmente le problème de toxicité une fois que le sol est remouillé. Le drainage du solmême s’il est praticable, à des effets sur la production du riz .Casérage : une des dernières méthodes qui consiste à accumuler de l’eau dans lesparcelles endiguées à toxicité et procéder à une évacuation de l’eau recueillie pendantplusieurs fois pour réduire le sesquioxyde de fer avant de procéder au semis ou aurepiquage , mais là aussi, les engrais minéraux ne peuvent pas être utilisés efficacementpar les plants de riz.L’apport accrue d’engraisLes chercheurs ont démontré les avantage résultant d’une utilisation accrue d’engraischimique (Hague, 1977, Ponnanperuma et al., 1972). Cependant, ces produits onéreuxne sont pas à la porté de la plus part des exploitants traditionnels. Cette méthode est doncd’une application pratique limitée à cause de son acquisition sur le marché.L’amélioration variétale :Toutes les méthodes de luttes citées plus hautes sont relativement coûteuses, constituaientdes remèdes incomplets et doivent être répétées, le recours à l’amélioration variétales’avère indispensable.La création des variétés tolérantes sera beaucoup plus profitable aux paysans. Denombreuses variétés tolérantes ont été identifiée (Gunawardena et al., 1982; Peiris,1981; Virmani, 1976 et A K Camara, 1993 ). Bon nombres de ses variétés produisentde meilleurs rendements.71

Test et développement des variétés de riztol érantes à la toxicité ferreuse en basse Guin éeDifficultés du criblageLes difficultés son énormes car le criblage en condition de toxicité ferreuse ne se faitfacilement à l’aide de liquide bien que l’on ait recours parfois à cette méthode (Fageria1988). Bon nombres de méthodes de criblage sont basés sur l’utilisation de sols inondés.En Afrique de l’Ouest à l’IITA à Ibadan (Nigeria) et la station de Rokupr (Sierra leone),le criblage au champ est une méthode courante.Plusieurs méthodes de criblage sont connues tels que :• Criblage en pots• Criblage en serre• Criblage sur lit de bétonLa méthode de criblage au champ est la méthode la plus ancienne et la plus courante encondition de toxicité du fer. Cette méthode a permis d’identifier des variétés tolérantesau Sri Lanka, au Libéria, aux Philippines en Malaisie (Gunawardena et al., 1982;Virmani, 1979) communication et visite personnelle et en Guinée 1993.Mais le criblage au champ pose un certain nombre de problèmes comme » ceux qui ontété décrits par Gunawardena et al. (1982). parmi les problèmes rencontrés dans nosconditions on peut citer :la variabilité du degré de toxicité au sein d’un même champ suivant les époques et la saisonculturale ; il y a aussi des complications dues à d’autres désordres nutritionnels (carenceen phosphore, en zinc et en potassium, les insectes, les maladies et les oiseaux.Cette étude se propose de passer par la méthode de sélection variétale, celle ayant lesrendements élevés et stables avec un taux d’égrenage faible résistantes à la toxicitéferreuse et répondant au goût des consommateurs.72

Test et développement des variétés de riztol érantes à la toxicité ferreuse en basse Guin éeMATÉRIELS ET MÉTHODESL’expérience a été conduite sur une parcelle connue pour sa richesse en fer dont le siteest représentatif. Un prélèvement a été effectué par l’ADRAO sur ce site pour lesanalyses à la station de M’bé, Bouaké, Côte d’Ivoire. Cette étude a pour avantage deminimiser les effets dus à l’hétérogénéité de la toxicité.Le criblage au champ de 50 variétés locales et exotiques en provenance de l’ADRAOet d’autres services nationaux de recherche agronomique a été utilisé dans cet essai, puisdes essais comparatifs de 9 variétés ont été conduits dans les mêmes conditions dans undispositif de bloc de Fisher avec 4 répétitions et 40 autres variétés criblées après avoiréliminé les variétés le plus sensibles dans un dispositif non statistique. Les variétés ont étédisposées les unes après les autres sur une parcelle de 10 m² (5 m x 2 m) avec une distancede 20 x 20 cm en tout sens intercalées de deux témoins entre chaque dix variétésrepiquées (témoin sensible : Bouaké 189 et résistant : Suakoko 8. Je précise que lesrésultats du témoins sensible ne figurent dans le tableau des résultas, car cette variété n’estpas arrivée en maturité. Elle a été étouffée au stade de plantule.La méthode utilisée a été décrite en détail par Mulbah et Abifarin (1999). Lesintroductions testées et les témoins sont évalués sur la base de symptômes foliairesobservés au 10 ème , 20 ème , 30 ème et 60 ème jours après le repiquage et à la maturité selon lescycles des variétés. On se sert de l’échelle d’évaluation standard de l’IRRI (1980, 1996).Les résultats obtenus des premières évaluations des lignées pour leur tolérance à latoxicité ferreuse en Basse Guinée Kilissi – Kindia sont mentionnés dans les tableaux ci–dessous:73

Test et développement des variétés de riztol érantes à la toxicité ferreuse en basse Guin éeTableau 6 . Résultats des premières évaluations des lignées pour leur tolérance à latoxicité ferreuse en Basse Guinée Kilissi – KindiaN°Désignations 50%FloraisonHauteuren cmPanic/m²Rendkg/haEchelle de toxicité de 1-910è j 20è j 30è j 60è j1 BR50-120-2 108 87,3 195 2300 1 1 2 42 BW295-5 101 97,9 175 1950 4 3 4 43 CK4 116 87,7 175 2130 3 3 3 34 CK30 122 80 120 2900 2 4 4 25 CK263 124 87,5 185 1300 2 4 4 46 IR13540-56-3-2-1 98 67,9 142 2600 1 1 2 37 FR850-E1-37-1-3-1-1--3 - - - - - - - -8 TOX85A-C2-45-5-2 502 67,9 142 2500 3 4 4 49 TOX3052-41-1-1-2-1-2 104 66,7 408 1090 2 3 4 410 Suakoko8 119 126,4 400 3700 1 1 1 111 TO3081-36-2-3-6-3 117 85,4 98 1700 2 4 4 412 TOX3084-136-1-3-1-2 - - - - - - - -13 T0X3023-4-5-1-1 101 82,9 180 1640 2 4 4 414 T0X3100-32-2-1-3-5 101 72,0 262 2140 3 3 3 315 TOX3100-44-1-2-3-3 101 82,1 190 2210 1 1 2 316 Tox3109-73-4-1-3 119 86,0 101 1300 2 3 4 417 Tox3109-73-4-4-2-5 112 74,1 240 1420 4 4 4 318 Tox3109-7-4-5-4-1 120 88,5 105 1500 4 4 4 419 Tox3118-2-E2-2-1-1 124 71,3 102 1170 3 4 4 420 Suakoko8 (témoin) 120 124,9 160 3100 1 1 1 121 Tox3118-3-E3-2-1-3 104 70,2 110 1300 3 4 4 422 Tox3118-47-1-2-3-1 125 91,2 265 3020 2 1 1 223 Tox3220-1-3-2-3-2 101 86,5 182 2400 2 2 3 424 Tox3226-5-2-2-3- 108 69,7 99 1250 2 3 4 425 Tox3237-10-4-2-3-2 106 60,9 170 800 3 4 5 526 Tox3233-46-3-3-11 100 72,5 161 2020 2 2 3 327 Tox3402-6-3-3-1 101 75,0 89 1600 3 4 4 428 Tox3402-7-1-3-2 103 71,4 96 1350 4 4 4 529 Tox3551-61-1-1-2 - - - - - - - -30 Suakoko8 (témoin) 120 115,2 350 2800 2 1 1 231 Tox3561-56-2-3-2- 107 78,8 175 1730 1 3 4 432 Tox3562-8-2-1-2 117 68,4 108 1150 3 4 4 533 Tox3562-61-1-2-2 103 70,0 102 1920 3 2 3 534 Tox3716-15-1-1- 112 102,2 215 3220 1 2 2 235 Tox4003-26-2-2-3 - - - - - -36 Tox4136-5-2-1- 101 97,6 125 2700 1 2 3 337 ROK5 105 66,2 97 1400 3 3 4 438 RTN-16-2-1-1-1 123 68,1 95 1610 2 3 4 439 Rohyb6-219 --- - - - - - - -40 Suakoko8(témoin) 121 133,1 135 3000 1 1 1 241 Rohyb4 war13-1-3-2 117 68,0 46 500 4 4 4 542 War1(Rok22) 117 60,0 50 700 3 4 4 443 War74-23-1-1-1 100 71,1 53 800 3 3 4 444 War77-3-2-2 120 73,2 85 1350 4 4 4 445 War100-2-3-2-1 107 65,3 125 2040 1 2 2 346 War100-2-11-1 107 66,0 98 1600 1 3 4 447 War100-2-15-1 107 73 101 1700 1 2 4 448 War102-1-3-1 117 67 105 1200 1 3 4 449 War87-4-R1-1-1-1 - - - - - - - -50 Suakoko8 (témoin ) 120 122,1 135 3300 1 1 1 174

Test et développement des variétés de riztol érantes à la toxicité ferreuse en basse Guin éeCe criblage nous a permis d’identifier combien de fois le stress a agit sur les plants de riz.Au point de vu hauteur, aucune lignée n’atteint le témoin Suakoko8 Elles sont toutes seminainessauf la lignée Tox3716-15-1-1 qui a une hauteur qui dépasse les 100cm (102cm).Ce qui ne permit pas aux lignées de courte taille de résister à l’inondation prolongée deplus d’une semaine.Le nombre de panicule par m² varie en fonction des lignées de 50 à 408 plants.Les rendements sont aussi variables en fonction des degrés de toxicité des lignées testées.Aucune lignée ne dépasse le témoin résistant (Suakoko 8). Quant aux évaluations àl’échelle de l’IRRI les effets de la toxicité varient d’un stade à un autre et même d’un pointà l’autre. La sévérité s’observe plus spécifiquement au fin tallage et à la maturation. Làoù on rencontre un pourcentage élevé de grains vides sur les panicules et une mauvaiseexertion paniculaire provoquant d’autres maladies.Cette expérience a été réalisée en 1993 pendant la saison hivernale et en contresaison . Les variétés qui se sont révélées meilleures ont été reconduites au cours de laquelle les géniteurs ont été choisies pour les besoins de croisement. En 1994, un criblagede 40 variétés ont été évaluées suite au premier criblage déjà effectué pour leur toléranceà la toxicité ferreuse.75

Test et développement des variétés de riztol érantes à la toxicité ferreuse en basse Guin éeTableau 1.Résultat du criblage de 40 variétés pour leur tolérance à la toxicitéferreuseN° Désignation Rendement(Kg/ha)Hauteuren cmEchelle de1 à 91 Tox3716-15-1-1- 3220 102 22 Tox3118-47-1-2-3-1 3020 91 23 CK300 2900 88 34 Tox4136-5-2-1 2700 98 25 IR13540-56-3-2-1 2600 68 26 Tox3220-1-3-2-3-2 2400 87 37 BR50-120-2 2300 87 28 Tox3100-44-1-2-3-3 2210 82 29 Tox3100-32-2-1-3-5 2140 72 310 CK 4 2130 88 311 War100-2-12-1 2040 65 212 Tox3233-46-3-3-11 2020 73 213 BW295-5 1950 88 414 Tox3562-61-1-2-2 1920 70 315 Tox3561-56-5-3-2 1730 79 316 Tox3081-36-2-3-6-3 1700 85 317 War 100-2-15-1 1700 73 318 RTN1661 1610 68 319 Tox3402-6-3-3-1 1600 75 420 War 100-2-11-1 1600 66 421 Tox3109-74-5-4-1 1500 69 422 Tox3023-4-5-1-1 1500 83 423 Tox3109-73-4-4-2-5 1420 74 424 Rok5 1400 66 425 War77-3-2-2 1350 73 426 Tox3402-7-1-3-2 1350 71 427 Tox3118-E3-3-2-1-3 1300 70 428 Tox3109-73-4-1-3 1300 86 429 CK263 1300 88 430 Tox85A-C2-45-5-2 1250 68 431 Tox3226-5-2-2-3 1250 70 332 War102-13-1 1200 67 333 Tox3118-2-E2-2-1-1 1170 71 434 Tox3562-8-2-1-2 1150 68 435 Tox3052-41-1-1-2-1-2 1090 67 436 Rohyb6219 920 65 637 Tox3237-10-4-2-3-2 800 66 638 War74-32-1-1-1 800 71 639 War1(Rok25) 700 65 640 Rohyb4(War1-3-13-2) 500 68 7Interprétation : de ces tableaux, les parents ont été choisis pour la mise au point desnouvelles lignées à Kilissi, ce qui a servi à la création de CK31, CK41 et CK44,toutes tolérantes à la toxicité ferreuse.76

Test et développement des variétés de riztol érantes à la toxicité ferreuse en basse Guin éeTEST DE TOLERANCE A LA TOXICITE FERREUSE A KILISSISuite au test de criblage, un essai de rendement de 11 meilleures lignées ont été composépour servir d’essai régional de rendement conduit dans 18 sites Ouest Africains pour leurtolérance à la toxicité ferreuse.Cet essai a été conduit dans un dispositif de blocs complet randomisé avec 11 traitementsen 4 répétitions avec une surface parcellaire de 15m²,un témoin local une nouvelle lignée(26-6-4-1-1) mise au point à Kilissi a été utilisé. Au cours de l’installation des pépinières2 variétés n’ont pas germésTableau 3. Résultats de test de tolérance à la toxicité à Kilissi 1994N° Variétés Rendement(Kg/ha)Hauteuren CmPanicule/m²Echelle1-91 Lignée 26-6-4-1-1 2905 124 163 12 CK73 2854 90 160 13 Suakoko8 2729 115 177 14 Tox3118-6-E2-3 1945 81 190 35 Tox3050-46-E3 1910 88 163 36 ITA 408 1843 75 179 37 Tox3227-43-1- 1777 70 163 38 Tox3081-36-2-3 1434 70 187 59 CK4 1411 87 168 5Moyenne 2090 89 172 -ETR 7,71 5,97 33,02 -CV% 13,0 6,7 19,2 -Les deux premières variétés ont données les rendements les plus élevés etsont moins affectées par la toxicité ferreuse.D’une manière générale, les rendements sont moyens et nivelés sans grande significationentre les variétés. Cela est certes dû à l’influence de la variabilité de la toxicité ferreusedans le sol. Car CK4 est l’une des variétés reconnue tolérante dans la sous région, maisse classe dernière dans cet essai avec un rendement de 1411 kg /ha et un score de 5 àl’échelle de l’IRRI.En 1998, les essais de test de développement et de démonstration de variété de riztolérantes à la toxicité ferreuse a été implanté dans le site clef à Kilissi et dans les différentspoints de la Basse Guinée concernés par ce stress (FALEKOUYE dans Coyah etBAMBAN dans Kindia).77

Test et développement des variétés de riztol érantes à la toxicité ferreuse en basse Guin éeCet essai comparait 6 variétés de riz tolérantes à la toxicité ferreuse mise au point au CRAKilissi et une démonstration de 4 variétés performantes dans les sites représentatifs.Tableau 9.Résultat de l’essai variétal de 6 variétés pour leur tolérance à la toxicitéferreuse,1998N°DésignationHauteuren cmPanic /m 250% flJoursRendKg/haEchelle de Toxicité20è j 45è j 60è j1 CK 73 (TR) 106 ,60 155 85 4500 1 1 22 CK 31 105,30 142 85 3100 1 2 23 Tox3561 -56-2-3-2 89,30 138 88 2283 3 3 54 CK 34 111,30 118 88 3300 2 4 35 CK 41 127,30 107 82 3750 2 2 16 CK 44 108,60 137 91 1866 2 3 4Moyenne 107,16 136, 38 91 3072 1,66 1,88 2,88ETR 12,70 27,01 87,75 894,3 0,862 0,950 1,22CV% 11,85 20,39 7,87 29,11 51,71 50,20 47,52De cette évaluation il ressort que la menace de toxicité, a été accentuée beaucoup plusà la phase de maturation que les deux autres stades de végétation. Donc au 60ème jour,l’influence est plus marquée. Du point de vue hauteur il existe une différence significativeentre les variétés.Quant au rendement, aucune variété ne dépasse le témoin, mais présentent toutes unecertaine tolérance face à la toxicité ferreuse.Tableau 10.Résultats des tests de démonstration à Falékouyé dans la Préfecture deCoyah en 1998ParamètresVariétésNbre de plants/m²Panicule/poquetHauteur(cm)Rendement (kg/m²)Rendement (kg /ha)CK41 175 7 115 62.5 3 125CK44 150 6 125 58.0 2 900CK31 200 8 105 57.5 2 875CK34 125 5 107 61.0 3 05078

Test et développement des variétés de riztol érantes à la toxicité ferreuse en basse Guin éeTableau 11.Résultats des tests de démonstration à Bamban dans la préfecture deKindia en 1998ParamètresVariétésNbre de plants/m²Panicule/poquetHauteur (cm) Rendement (kg/m²) Rendement (kg /ha)CK41 173 8.3 118.4 62 3 100CK44 201 8.0 132.2 69 3 450CK31 104 9.5 104.8 58 2 900CK34 135 10.1 102.6 92 4 600Ces résultats démontrent que les variétés mises au point à Kilissi sont performantes maisaussi présentent une certaine tolérance à la toxicité ferreuse. Les rendements sontappréciables dans les deux sites bien que la CH44 a été influencée à Coyah (Falékouyé)et la CK31 à Bamban dans Kindia.Ce qui est réconfortant, c’est que la performance des variétés à été appréciée par lespaysans de cette localité et demandent la multiplication à grande échelle des semencesde ces variétés après la journée au champ.Le site de Falékouyé (Coyah) a connu un abandon durant 10 ans à cause de la toxicitéferreuse, ce n’est qu’après le premier test adaptabilité ébauché en 1996 nous a permisla mise en valeur de ce domaine pour l’année 1998.Un test de démonstration de quatre variétés de riz tolérantes à la toxicité ferreuse malgréune baisse de rendement d’une manière générale cette année, ces variétés se sont biencomportées.CONCLUSIONSLe criblage au champ est une méthode ancienne et le plus courant en conditions de toxicitéferreuse. Toutefois, le criblage au champ pose un certain nombre de problèmes commedénoncer par d’autres chercheurs. Parmi ces problèmes rencontrés dans nos conditionssont entre autres : la variabilité du degré de toxicité dû à l’hétérogénéité du sol d’un mêmechamp, selon l’époque et la saison culturale.79

Test et développement des variétés de riztol érantes à la toxicité ferreuse en basse Guin éePlusieurs lignées ont été sélectionnées parmi les populations de F2 – F6 de l’ADRAOet de autres services nationaux de recherche. Certaines de ces lignées et variétéssélectionnées sont évaluées en essais de rendement et de stabilité de rendement.Cette expérience nous a permis de cribler non seulement les lignées tolérantes mais aussiles lignées mises à Kilissi. De nouvelles lignées prometteuses répondant au goût desconsommateurs et présentant une bonne qualité des grains.SUGGESTIONLes problèmes majeurs sur lesquels les recherches seront orientées sont entre autres :Amélioration des méthodes de criblage : savoir déterminer avec précision la teneuren fer du sol sur lequel se fait le criblage ; faire varier la teneur en fer du sol ; identifierd’autres critères que les symptômes foliaires pour détecter la toxicité ferreuse ;Connaître les aspects génétiques de la tolérance : Il faudra déterminer les mécanismesd’héritage d’un grand nombre de cultivars tolérants ; l’identification de beaucoup degènes de tolérance apportera une aide aux programmes d’hybridation ; il est essentiel desavoir comment les gènes sont disposées sur les chromosomes ; connaître les liaisonsalléliques ;Détermination de la quantité de fer affectant négativement les plants du riz : Ilserait nécessaire de déterminer quelle quantité de fer porte préjudice au plants encombinaison avec quel ph et quels autres éléments contenus dans le sol.80

Test et développement des variétés de riztol érantes à la toxicité ferreuse en basse Guin éeRÉFÉRENCE BIBLIOGRAPHIQUEA O Abifarin. 1985. Perte de production sous l’effet de la toxicité ferreuse. BulletinTechnique de l’ADRAO vol 8 N° 1 p 1 – 4Fageria N K.1998. Influence of iron on jutrient up take by rise. International RiceResearch Newsletter vol. 13. pp 20-21.Gunawardena I, Virmani S S and F J. Sumo. 1982. Breeding rice for tolerance to irontoxicity. Oryza 12: 5 - 12.M B Abu, A H Hilton- Lahai et A O Abifarin. 1987. Etude sur la toxicité ferreuse enSierra Leone, Bulletin Technique de l’ADRAO vol. 7 N° 1 pp 12-16Ottow et al., 1993. Multiple nutritional stress as a prerequisite for iron toxicity ofwetland rice (Oryza sativa L) Trop Agric (Trinid Ad) 60; 102-106Tanaka et Yoshida. 1970. Nutritional disorders of rice plants in Asia. Los Banos, IRRI(Technical Bulletin N°1) cité/CIRAD 93Vizier J F. 1988, cité par CIRAD, 1993. La toxicité ferreuse dans les sols de rizières.L’importance du problème, causes et mécanismes mis en jeu, conséquences pourl’utilisation des sols. Rapport d’avancement juin 1998 pp 77-89.81

La toxicité ferreuse du rizen Afrique de l’Ouest. Criblage de variétés tolérantes et rôle de N,P,Ket ZnLA TOXICITÉ FERREUSE DU RIZ EN AFRIQUE DEL’OUEST. CRIBLAGE DE VARIÉTÉS TOLÉRANTESET RÔLE DE N, P, K ET ZNRésuméS. Diatta and L K. SahrawatAfrica Rice Center (WARDA )01 BP 2031, Cotonou, BeninLa toxicité ferreuse est un désordre nutritionnel associé à une forte concentrationde fer ferreux (Fe ++ ) dans la solution du sol. Ce fer (Fe ++ ) que l’on trouve dans lesbas-fonds) peut provenir de deux sources: i) de la réduction et de la solubilisationde l’ion ferrique (Fe +++) du sol en place en condition d’anaérobiose; ii) importantapport du fer des sols de plateau par ruissellement de surface ou par interfluve etqui s’accumule dans le bas-fond. Ce fer, absorbé par les plants de riz se concentredans les feuilles entraînant une décoloration des limbes, une forte réduction dutallage, de la hauteur des plants de riz. Ceci se traduit par une baisse importantedu rendement du riz pouvant parfois être nul. Cette contrainte peut être combattuesoit par la sélection de variétés résistantes ou tolérantes, soit par l’applicationd’éléments nutritifs tels N, P, K et Zn. Les résultats obtenus sont présentés ici surdeux sites dont l’un est très toxique en fer (Korhogo) tandis que le deuxième n’estpas toxique (M’bé) en Côte d’Ivoire. Ces résultats ont permis d’identifier en plusdes variétés tolérantes déjà bien connues (Suakoko 8 et CK4), de nouvelles variétésde riz tolérantes à la toxicité ferreuse. L’application de N, P, K et Zn a minimisésignificativement l’effet de la toxicité ferreuse sur le rendement du riz.INTRODUCTIONLe riz est aujourd’hui une des denrées alimentaires si non la denrée la plus consomméeen Afrique de l’Ouest. Il est aujourd’hui cultivé partout dans la sous-région sur le plateauet dans les bas-fonds. La sécheresse des années 1970 avait obligé le déplacement dela riziculture pluviale vers les bas-fonds qui constituent aujourd’hui un atout majeur pourle développement agricole de l’Afrique de l’Ouest et du Centre. Au niveau du Groupe82

La toxicité ferreuse du rizen Afrique de l’Ouest. Criblage de variétés tolérantes et rôle de N,P,Ket Znconsultatif pour la recherche agronomique internationale (GCRAI) l’essentiel desprogrammes de recherche est orienté vers l’écologie bas-fonds. D’après Windmeijer etAndriesse (1993), les bas-fonds occupent environ 150,000 km² de surface soit15,000,000 hectares dans les savanes soudaniennes et guinéennes. Une petite partie decette superficie est exploitée soit traditionnellement (sans maîtrise de l’eau), soit avecmaîtrise de l’eau avec la construction de barrages et l’aménagement de ces bas-fonds.Une intensification des cultures se fait actuellement dans les bas-fonds avec la doubleculture du riz et la culture maraîchère en saison sèche lorsque l’humidité résiduelle du solest suffisante.Le fer dans les solsLe fer est l’une des principales contraintes pour la riziculture dans les bas-fonds (Figure8). C’est l’un des éléments le plus répandu dans l’écorce terrestre et dans les sols. Il s’ytrouve sous forme d’oxydes ou d’hydroxydes de fer, alumine, de manganèse, sous formecombinée avec la matière organique. On peut le trouver sous forme de chélate minéralou organique. D’après Lawton (1958), le fer constitue l’un des éléments essentiels dansle sol. Dans la mise en solution du fer sous forme ionique s’explique par le passage dufer de l’état ferrique (Fe 3+ ) à l’état ferreux (Fe 2+ ). Fe 2+ peut se maintenir pendantlongtemps dans le sol à des pH modérément acides (

La toxicité ferreuse du rizen Afrique de l’Ouest. Criblage de variétés tolérantes et rôle de N,P,Ket Znl’absorption des minéraux comme le phosphore, le potassium, l’azote, le zinc etc. …parles plants de riz (Yoshida, 1981).Les symptômes de la toxicité ferreuse se manifeste par le brunissement desvieilles feuilles de riz. Les feuilles peuvent être jaunes ou rougeâtres selon la réaction dela plante. On observe également une réduction de la taille du plant et du nombre de talles.Les plants restent nains, dressés et stériles.Les pertes de rendement du riz liées à la toxicité ferreuse sont évaluées à environ12 à 100 % en Afrique de l’Ouest. Ces pertes dépendent des variétés cultivées. Certainesvariétés peuvent en effet être tolérantes au fer, d’autres non (Masajo et al., 1986 ;Abifarin, 1988). Les techniques culturales comme la date de semis ou de repiquage, lerepiquage sur billons, la gestion de l’eau et la submersion précoce peuvent minimiserl’effet de la toxicité ferreuse sur le riz (Ponnanperuma, 1977, Sahrawat, 1979 ; Abu etal., 1989 ; Winslow et al., 1989). La méthode la plus directe de lutte contre la toxicitéferreuse est la sélection de variétés tolérantes au fer. Sous des conditions extrêmes detoxicité ferreuse, la combinaison de variétés de riz tolérantes avec des pratiques culturalesaméliorées (engrais, gestion de l’eau, travail du sol….) peut donner de bons résultats.Performances de variétés de riz cultivés dans deux sites fortement et faiblementaffectés par la toxicité ferreuseDans le cadre de la lutte contre la toxicité ferreuse deux essais ont été menés en 1992,1993, 1994 dans deux sites dont l’un non toxique situé en de savane guinéenne (M’bé)à pluviométrie bi-modale et l’autre en zone de savane soudanienne (Korhogho) àpluviométrie mono-modale. Le site de Korhogo est fortement affecté par la toxicitéferreuse tandis que celui de M’bé ne l’est pas.L’objet de cette étude est de :- Cribler une série de variétés de riz spécialement sélectionnées pour latolérance à la toxicité ferreuse.- Evaluer l’effet d’éléments nutritifs (N, P, K, Zn) sur le rendement enconditions de sol affecté par le fer.84

La toxicité ferreuse du rizen Afrique de l’Ouest. Criblage de variétés tolérantes et rôle de N,P,Ket ZnDeux criblages ont été faits en 1992 et 1993 dans les deux sites. A la suite du criblagedes deux années, douze variétés ont été retenues pour une dernière évaluation en 1994toujours dans les deux sites.Le tableau 17 indique qu’en 1992, à Korhogo, la variété Bouaké189 (variétésensible) est fortement affectée par la toxicité ferreuse. Les lignées TOX3100-32-2-1-3 et TOX3107-29-1-2-1 expriment une certaine tolérance à la toxicité ferreuse. Dansle deuxième site (M’bé), le rendement des variétés n’a pas été affecté par la toxicitéferreuse. Même le témoin sensible (Bouaké 189) a tiré profit des conditions de faibletoxicité ferreuse du site. De nouvelles lignées ont été testées dans les mêmes conditionset dans les deux sites en 1993 (Tableau 18). Les résultats indiquent une différence entreles deux sites relative au degré de toxicité ferreuse de ces sites. La variété CK4 a obtenule meilleur rendement dans les deux sites comme en 1992. Cette variété confirme bien satolérance à la toxicité ferreuse. En l’absence de pression de la toxicité ferreuse, elle adonné un rendement de 8 t ha -1 contre 5 t ha -1 en conditions de sols très toxiques en fer.Certaines lignées TOX ont encore exprimé une bonne performance avec des rendementsatteignant plus de 5 t ha -1 à Korhogo (toxicité ferreuse élevée).Tableau 17 .Rendement (t ha -1 ) de variétés de riz cultivées dans deux sites fortement(Korhogo) et faiblement (M’bé) affectés par la toxicité ferreuse en Côted’Ivoire en 1992.1Variétés Korhogo M’bé Notes toxicitéTOX3100-32-2-1-3 5.04 6.35 2TOX3107-29-1-2-1 5.00 5.65 2Suakoko 8 (témoin tolérant 4.85 4.44 3ITA408 4.42 6.49 3ITA247 (témoin tolérant) 4.37 4.68 3TOX3118-6-E2-3-2 4.33 5.72 3TOX3081-36-2-3-1 4.33 5.54 3TOX3027-43-1-E3 4.26 5.79 3TOX3118-42-1-1 4.09 6.36 3ITA326 3.95 4.50 3TOX3050-46-E3-3 3.31 6.52 3TOX85C-C1-10-WAS 3.29 4.70 5TOX85C-C1-17-WAS 3.24 4.70 7Bouaké189 (témoin sensible) 2.87 5.64 7TOX3052-46-3-3-1 2.76 5.96 5Ppds 5 % 1.078 0.859Cv % 7.5 18.485

La toxicité ferreuse du rizen Afrique de l’Ouest. Criblage de variétés tolérantes et rôle de N,P,Ket ZnTableau 18 .Rendement (t ha -1 ) de variétés de riz cultivées dans deux sites fortement(Korhogo) et faiblement (M’bé) affectés par la toxicité ferreuse en Côted’Ivoire en 1992.Variétés Korhogo M’bé Note toxicitéCK4 5.67 8.17 2CK73 5.62 2.28 a 3TOX3118-6-E2-3 5.53 3.45 a 6TOX3027-43-1-E2 5.36 7.38 4TOX3050-46-E3-3 5.36 5.87 5TOX3081-36-2-3 5.22 7.43 5TOX3100-22-2-1 5.17 3.42 6ITA326 5.13 4.45 a 6Suakoko 8 (témoin tolérant) 5.07 5.28 5ITA308 5.06 5.52 6ITA247 4.22 3.15 a 7Bouak2 189 (témoin sensible) 4.08 5.30 8Ppds 0.251 0.699Cv % 9 24a = dégâts d’oiseauxLe tableau 19 montre les résultats de douze variétés élites actuellement disponibles dansla région et testées dans les deux sites. A Korhogo, où la toxicité ferreuse est très forte,trois lignées TOX ainsi que la variété CK4 ont donné un rendement supérieur à 6 t ha-1. A M’bé où le site est très faiblement affecté par la toxicité ferreuse, CK4 a donné lemeilleur rendement (8 t ha -1 ). Pour l’ensemble des variétés, les rendements en grain àKorhogo étaient significativement corrélés avec la note des symptômes foliaires detoxicité ferreuse au cours de la phase végétative (r = - 0.87 ; P

La toxicité ferreuse du rizen Afrique de l’Ouest. Criblage de variétés tolérantes et rôle de N,P,Ket ZnTableau 19.Rendement (t ha -1 ) de variétés de riz cultivées dans deux sites fortement(Korhogo) et faiblement (M’bé) affectés par la toxicité ferreuse en Côted’Ivoire en 1994.Variétés Korhogo M’bé Notes toxicitéTOX3118-6-E2-3-2 (WITA 1) 6.66 7.57 1TOX3052-41-E1-2-1-2 6.3 8.12 1TOX3081-36-2-3-1 6.17 6.02 1CK4 6.05 8.33 1TOX3050-46-E3-3-3-3 5.99 6.24 1TOX3027-43-1-E3-1-1-1 5.48 7.51 2CK7 3.48 4.2 a 2TOX3093-35-2-3-3 (WITA 2) 4.77 7.62 2BOUAKE189 (témoin sensible) 4.69 6.50 3Tox3100-32-2-1-3-5 5wuta « ° 4.30 7.75 3Tox3069-66-2-1-64-17 7.7 5.00 2SUAKOKO 8 (témoin tolérant) 3.73 a 5.31 2Ppds (0.05) 1.10 0.77Cv % 13 10Rôle des éléments nutritifs sur la toxicité ferreuseLe fer ferreux, responsable de la toxicité ferreuse est solubilisé par la réduction du sol enconditions de submersion. Il se crée un désordre nutritionnel où les éléments N, P, K etZn jouent un rôle important. Le fer ferreux (Fe 2+ ) est absorbé en grande quantité audétriment de N , P, K, et Zn du sol. Un essai est donc mis en place à Korhogo (site trèsaffecté par la toxicité ferreuse) où on a appliqué respectivement 100 kg ha -1 de N sousforme d’urée, 50 kg ha -1 sous forme de triple superphosphate (TSP), 80 kg ha -1 sousforme de chlorure de potassium et 10 kg ha -1 de zinc sous forme de sulfate de zinc. Lesrésultats du tableau 4 indiquent qu’il n’y a pas d’effet significatif des éléments nutritifs surle rendement de la variété Suakoko 8. Ce résultat confirme ceux obtenus sur le criblagedes variétés où Suakoko 8 est considérée comme tolérante à la toxicité ferreuse. Parcontre l’apport de P et K en combinaison avec N et Zn a significativement augmenté lerendement de la variété Bouaké 189. Le stress de la toxicité ferreuse est plus sévère ensaison sèche (notes de sévérité de 3 à 5) qu’en saison humide (notes de 1 à 3). Ces notessont en corrélation significative avec le rendement grain obtenu pendant les deux saisons87

La toxicité ferreuse du rizen Afrique de l’Ouest. Criblage de variétés tolérantes et rôle de N,P,Ket Zn(r = 0.92 ; P

La toxicité ferreuse du rizen Afrique de l’Ouest. Criblage de variétés tolérantes et rôle de N,P,Ket ZnRÉFÉRENCESAbifarin, A O. 1988. Grain yield loss due to iron toxicity. West Africa Rice DevelopmentAssociation. Technical Newsletter 8 (1) 1-2Abifarin, A O. 1989. Progress in breeding rice for tolerance to iron toxicity. In: WARDAAnnual Report. Bouaké, Côte d’Ivoire.Abu, M B, Tucker, E S, Harding S S and J S Sesay . 1989. Cultural practices to reduceiron toxicity in rice. International Rice Research Institute Newsletter 14 (1) : 19.Lawton, K.1958. Chemical composition of soils. In Bear Chemistry of the soil2: 53-84.Masajo, T M, Alluri, K, Abifarin, A O and D Jankirima. 1986. Breeding for high andstable yields in Africa. In : Wetlands and Rice in sub-Saharan Africa (Eds) A S RJuo and J A Lowe). Ibadan, Nigeria: International Institute of Tropical Agriculture,p. 107-114.Ponnanperuma, F N. 1977. Physicochemical properties of submerged soils in relationto fertility. IRRI Research Paper Series 2. Manila, Philippines: International RiceResearch Institute.Sahrawat, K L, Mulbah, C K, Diatta, S, Delaune, R D, Patrick Jr,W H, Singh B N,and M P Jones. 1996. The role of tolerant genotypes and nutrients in themanagement of iron toxicity in lowland rice. Journal of Agricultural Sciences,Cambridge, Grande-Bretagne. 126: 143-149.Winslow, M D, Yamauxhi, M, Alluri, K, and T M Masajo. 1989. Reducing irontoxicity in rice with resistant genotypes and ridge planting. Agronomy Journal 81:458-46089

Gestion de la toxicité ferreuse du rizdans les bas-fonds marecageux en Sierra LeoneGESTION DE LA TOXICITÉ FERREUSE DU RIZDANS LES BAS-FONDS MARECAGEUX ENSIERRA LEONECA Dixon, SD Johnson et SN FombaStation de recherche rizicole, Rokupr. PMB 736, Freetown, Sierra Leone.Courriel : rokupr@sierratel.slRésuméLe faible pH du sol, essentiellement la haute teneur en fer et les conditions deréduction prédisposent le riz à la toxicité ferreuse dans les bas-fonds marécageux(BM). Environ 70 pour cent des BM en Sierra Leone sont affectées par cettecondition, entraînant 60 – 80 pour cent des pertes de rendement. Les cas très gravesde toxicité ferreuse peuvent entraîner la perte totale des cultures. Le présentdocument passe en revue les progrès faits dans la lutte contre la toxicité ferreuseen Sierra Leone. Les résultats des essais réalisés en station et au champ au coursdes trois dernières décennies (1977–2002) sont discutés. L’utilisation de variétéstolérantes, la maîtrise de l’eau et les méthodes moins coûteuses de l’améliorationdes sols se sont révélées très efficaces dans la réduction des effets néfastes de latoxicité ferreuse et dans l’amélioration de la productivité du riz dans les BM. Il aété montré que la l’utilisation des variétés tolérantes à la toxicité ferreusesaugmente la productivité du riz dans les BM de 24 à 48 pour cent, tandis quel’amélioration du drainage dans les BM peut entraîner une augmentation durendement en grain de 20 à 50 pour cent. La méthode de l’amélioration des sols estun important facteur qui influe sur la production du riz dans les BM de toxicitéferreuse. Les indications sont que les rendements du riz dans les BM de toxicitéferreuse peuvent être améliorés jusqu’à environ 80 pour cent avec l’incorporationde la balle du riz et l’utilisation des variétés tolérantes de riz. La diffusion rapideet l’adoption de ces technologies permettront une augmentation significative desrendements de riz et des revenus des paysans pauvres qui cultivent dans les BM.90

Gestion de la toxicité ferreuse du rizdans les bas-fonds marecageux en Sierra LeoneINTRODUCTIONLes faibles niveaux de pH du sol et en même temps les niveaux élevés de fer soluble, quisont endémiques dans les bas-fonds marécageux (BM) en Sierra Leone, résultent en uneabsorption excessive de fer, ce qui entraîne les troubles de toxicité ferreuse chez le rizcultivé dans cette agro-écologie. La plupart du fer des BM est développée in situ tandisque de grandes quantités de cet élément peuvent être aussi apportées dans les BM àtravers le ruissellement et l’infiltration depuis les plateaux. La teneur en fer dans les BMpeut varier de 0,31 à 1,64 mg de Fe 2O 3par 100 g de sol sec. En plus, le phosphoredisponible est faible tandis que les teneurs en carbone organique et en N total varientlargement. Leurs hautes teneurs en sable (plus de 50 % dans la plupart des localités)indiquent une tendance au lessivage des nutriments. Le Tableau 1 ci-dessous montre deuxtypes de sols.Tableau 1.Propriétés des sols des sites de continuum plateau et bas-fond marécageuxà Rokupr et Kabala, Sierra Leone.Propriétés du sol Rokupr KabalaBas-fond Plateau Bas-fond PlateaupH eau (1:2.5)3.34.74.44.9pH KCl (1:2.5)3.14.14.14.3Org C % (WB)5.01.041.21.9Azote %0.01NA0.1NABray 1 P (mg/Kg)0.10.070.40.38CEC (meq/100g)23.58.515.37.50Ech. Na (meq/100g)0.11NA0.0NAEch. K (meq/100g)0.11NA0.11NAEch. Acidité2.504.41.32.40(meq/100g)25.0NA15.6NAFe actif (mmol/Kg)NA71.449.165.08% SableNA18.640.325.92% LimonNA10.010.69.0% Argile91

Gestion de la toxicité ferreuse du rizdans les bas-fonds marecageux en Sierra LeoneLa toxicité ferreuse est donc un problème majeur défavorable à la production rizicoledans les BM. Plus de 70 pour cent des BM en Sierra Leone sont affectés par ce problème,ce qui pose de sérieuses limitations à l’augmentation des rendements de riz et de laproductivité des paysans cultivant dans cette écologie. On attribue jusqu’à 60 à 80 pourcent des baisses des rendements de riz à la prévalence du fer dans les BM. Dans les casgraves, la totalité de la culture peut être perdue, tandis que les paysans n’ont pas latechnologie pour combattre le problème.Plusieurs approches ont été mises au point pour lutter contre les effets négatifs de latoxicité ferreuse chez le riz cultivé dans les BM. Il a été rapporté qu’en plus de l’utilisationdes cultivars de riz tolérants, les amendements de sols y compris le chaulage, l’utilisationde la balle et de la paille de riz tout comme la maîtrise de l’eau, sont efficaces dans laréduction de la toxicité ferreuse dans les BM (PNUD/FAO/IITA- Sierra Leone RiceProject, Rapport annuel 1977 ; RRSR Rapports annuels, 1984 ; 1990-94).Ce papier fait ressortir l’expérience acquise dans la lutte contre la toxicitéferreuse dans la production du riz de BM à la Station de recherche de Rokupr (RRSR)en Sierra Leone et propose une stratégie pour accroître la productivité et le revenu despaysans pauvres cultivant dans cette agro-écologie.RECHERCHE AGRONOMIQUEAu fil des années, RRSR a fait des efforts considérables en développant des technologiespour surmonter les différentes contraintes qui affectent la production du riz dans les BM.Un nombre important d’essais en station et au champ et basés sur des approchesthématiques visant à formuler des paquets agronomiques pour accroître la productivitédu riz dans les BM ont été réalisés.La grande partie des méthodes d’évaluation des essais pour la réduction de latoxicité ferreuse dans les BM entreprises à RRSR a été menée à Magbolontor à Rokupr.Cependant, il a été démontré que les résultats obtenus dans ce site sont conformes avecceux obtenus dans les BM dans d’autres localités en Sierra Leone.Plus récemment, une approche de systèmes de culture a été adoptée dans ledéveloppement de paquets technologiques. Les résultats obtenus ont des implicationssignificatives pour la gestion à faible coût de la toxicité ferreuse dans les BM etl’augmentation de la productivité et du revenu des paysans dans cette écologie.92

Gestion de la toxicité ferreuse du rizdans les bas-fonds marecageux en Sierra LeoneTOLÉRANCE VARIÉTALE À LA TOXICITÉ FERREUSELa recherche dans l’amélioration variétale à RRSR a identifié/développé plusieurscultivars adaptables, qui donnent des rendements supérieurs aux variétés traditionnellesdans les différentes agro-écologies en Sierra Leone. Trente-trois variétés améliorées deriz à haut rendement de la série ROK ont été homologuées à ce jour. Plusieurs autres ontété homologuées et adoptées par les paysans plus tôt, ex. Anethoda, BD2, CP4,Gantang, SR26, etc. Parmi celles-ci, il y a plusieurs cultivars de bas-fond tolérants/résistants à la toxicité ferreuse et aux stress biotiques prédominants rencontrés dans lesBM.Des investigations sur la performance des cultivars améliorés de riz dans les BMau cours des deux dernières décennies ont montré que les rendements en grain descultivars de riz tolérants à la toxicité ferreuse sont invariablement supérieurs auxrendements des autres variétés de riz dans cette agro-écologie. Une comparaison de laperformance de la variété de riz tolérante à la toxicité ferreuse, Gissi 27, avec la variétésensible, BD 2, à des dates différentes de semis a montré des rendements en grainsignificativement importants (P > 0,05) pour la variété tolérante à la toxicité ferreuse(Tableau 2).Tableau 2.Rendement en grain (Kg/Ha) comparant la performance des variétés deriz tolérantes et celles sensibles à différentes dates de semis dans les BM,Magbolontor, Rokupr, Sierra Leone, saison humide 1977.VariétéGissi 27 (tolérante au Fe)Dates de repiquageMi-juin Début juillet22632725Moyenne2494BD2 (sensible au Fe)7872145Moyenne 1525 24351466CV %DMS 0.05 pour la différence de la moyenne entre les variétés et lesdates de semisDMS 0.05 pour la différence entre les moyennes des variétésDMS 0.05 pour la différence entre les moyennes des dates de semis18.326518824993

Gestion de la toxicité ferreuse du rizdans les bas-fonds marecageux en Sierra LeoneAMENDEMENTS DU SOLUne série d’expérimentations menées dans la mangrove à Magbolontor et dans d’autreslocalités en Sierra Leone a amené Mahapatra et ses co-équipiers à Rokupr à conclureque le chaulage augmentait le pH du sol et réduisait l’effet toxique du fer avec desaugmentations conséquentes du rendement en grain du riz. Il a été rapporté que lechaulage à 4 tons/ha augmente le rendement en grains de 70 pour cent en moyenne, parrapport au témoin non traité (1158 kg/ha), en utilisant la variété BD2 (PNUD/FAO/IITA- Sierra Leone Rice Project, Rapport annuel 1977). Les réponses au chaulagesemblent inconsistantes. Ces résultats étaient différents de ceux d’un essai subséquentutilisant Vijaya comme la variété test (Tableau 3).Tableau 3. Rendement en grain (kg/ha) montrant les effets des amendements du solsur le riz (variété, Vijaya) dans le BM, Magbolontor, Rokupr, SierraLéone, Saison humide de 1976.Paille de rizChaulageSans chaulage Avec chaulageSans16062025Paille labourée avec20682337Paille en cendre20482326Moyenne 1907 2229CV %DMS 0.05 pour la différence entre les moyennes du chaulage et du traitementà la pailleDMS 0.05 pour les différences entre les moyennes du traitement à la pailleMoyenne1816220321879.1312325Les niveaux et les formes de chaux utilisée dans le dernier essai n’ont pas étéprécisés, mais les indications sont que le chaulage peut ne pas être économiquementfaisable pour la réduction de la toxicité ferreuse dans les BM. L’incorporation de la paillede riz ou de la cendre de paille de riz s’est montrée plus efficace dans l’amélioration dela productivité du riz dans les BM (Tableau 2), entraînant des améliorations significativesde la productivité du riz (PNUD/FAO/IITA – Sierra Leone Rice Project, Rapport annuel1977).Les effets du chaulage et des amendements inorganiques sur la concentration dufer dans la solution du sol, la toxicité ferreuse et le rendement en grain du riz ont étédavantage évalués dans deux localités de BM, Magbolontor, Rokupr et Kabala (RRS ;94

Gestion de la toxicité ferreuse du rizdans les bas-fonds marecageux en Sierra LeoneRapport annuel 1993) et dans les Tableaux 4a et 4b. Les traitements ont inclus duchaulage avec 250Kg de CaCO 3/ha, l’application du phosphore à 50 kg P 2O 5/ha, dupotassium à 40 kg K 2O/ha et du zinc à 10 kg Zn/ha seul ou en combinaison et un témoinnon traité. Les variétés testées étaient ROK 5 et ROK 24, respectivement sensibles ettolérantes aux niveaux élevés de fer. Les sols des deux localités étaient des sols typescontinuum plateau-BM en Sierra Leone ; teneurs suivantes : acides (pH 3,3 – 4,9), avecune faible base de saturation, faible N (0,01 – 0,1%) et teneur élevée en fer actif Fe (15,6-25.0 mmol/ kg) (Tableau 1).Le traitement combiné, 50 kg P+40 kg K + 10 kg Zn + 250 kg CaCO 3/ha., adonné les teneurs en fer les plus élevées, deux semaines après l’application du traitementtandis que le traitement au zinc a montré des niveaux relativement bas et stables de fer Fe 2+(moins de 4 ppm), qui ont légèrement augmenté (moins de 5 ppm) après 5 semaines. Letémoin non traité, Potassium, et les traitements combinés ont donné des niveaux de ferplus élevés Fe 2+ par rapport à l’application des traitements 50 kg P, 250 kg CaCO 3et10 kg Zn (moins de 5-75 ppm). L’application de 40 kg K et de 10 kg Zn ont aussi entraînéla réduction de Fe 2+ échangeable. Il y a eu peu ou pas de changement dans le Feéchangeable avec l’application des traitements combinés.A Rokupr, l’application de 50 kg P, 10 kg Zn et 250 kg CaCO 3/ha ont donnédes rendements en grain significativement plus élevés (P>0.05) par rapport au témoin nontraité (Tableau 4a). L’application de 40 kg K était le traitement le moins efficace entreles traitements appliqués à ROK 24 tandis que le traitement combiné avait tendance àbaisser au lieu d’augmenter le rendement en grain. Avec la variété sensible, ROK 5, seulel’application de 50 kg P/ha était significative (P>0,05) dans l’accroissement du rendementen grain. L’application de CaCO 3, du Zn et des traitements combinés avait des effetsremarquablement différents sur le rendement en grain des deux variétés.95

Gestion de la toxicité ferreuse du rizdans les bas-fonds marecageux en Sierra LeoneTableau 4a. Rendement en grain du riz (Kg/ha) montrant la réponse aux engrais dansles bas-fonds marécageux de toxicité ferreuse, Magbolontor, Rokupr;1993/94.1083 (4)Engrais en kg/ha Rendement en grains (kg/ha) MoyenneROK 5 ROK 24Témoins (non traité)1228 (2) 1156CaCO 350 P40 K10 Zn250 CaCO 350p + 40K + 10Zn + 2502076 (3)1481 (4)840 (5)1306 (4)1089 (3)2229 (2)1666 (2)1989 (3)2724 (2)1825 (2)21531574141520151457MoyenneCV%SE (variété)SE (engrais)1313 194421.1± 198± 140Les chiffres entre parenthèses sont les scores de la toxicité ferreuse selon le systèmed’évaluation standard du riz.A Kabala l’application de K, CaCO 3et du traitement combiné ont donné desaugmentations plus élevées de rendements en grain (P>0,05) avec ROK 24 tandis qu’ona enregistré de légères dépressions dans les traitements de 50 kg P et de 10 kg Zn(Tableau 4b). L’application de 50 kg P/ha a augmenté (P>0,05) le rendement en grainde ROK 5 à Kabala comme à Rokupr. Les scores de la toxicité ferreuse étaientlégèrement plus élevés chez ROK 5 tandis que ROK 24 a montré une croissance presquenormale.96

Gestion de la toxicité ferreuse du rizdans les bas-fonds marecageux en Sierra LeoneTableau 4b.Moyenne du rendement en grains montrant la réponse des variétés auxengrais dans les bas-fonds marécageux de toxicité ferreuse. Kabala1993/94.Engrais en kg/ha Rendement en grains (kg/ha) MoyenneROK 5 ROK 24Témoin (non traité)50 P40 K10 Zn250 CaCO 350p + 40K + 10Zn + 250 CaCO 32493 (4)3308 (4)2207 (4)2633 (3)1675 (4)1665 (6)1781 (3)1639 (4)3201 (3)1793 (4)3137 (3)2893 (3)213724742704221324242279MoyenneCV%SE (variété)SE (engrais)2330 240718.8± 258± 182Les chiffres entre parenthèses sont les scores de la toxicité ferreuse selon le systèmed’évaluation standard du riz.L’efficacité de la balle et de la paille de riz pour lutter contre la toxicité ferreuse etaugmenter la productivité du riz dans les BM de forte toxicité ferreuse a été évaluée àgrande échelle dans les champs paysans dans les districts de Kambia, Port Loko,Moyamba, Bo et Kenema en Sierra Leone, en utilisant à la fois des variétés de riztolérantes et des variétés sensibles. Les résultats du Tableau 5 montrent que l’applicationde 1,0 ton/ha de balle de riz brûlée a apporté environ des différences significatives (P >0,05) de rendement en grain quel que soit le cultivar, avec Gissi 27 (tolérant au Fe) étantsupérieur en rendement en grain aux autres variétés. Les symptômes de toxicité ferreusesur les variétés ont été aussi observés comme étant beaucoup plus faibles dans lesparcelles dont les sols ont été amendés quelle que soit la variété (Rapports annuels RRSR,1985-86 ; 1990).97

Gestion de la toxicité ferreuse du rizdans les bas-fonds marecageux en Sierra LeoneTableau 5.Rendement en grain (tons/ha), montrant les effets des cultivars et del’amendement du sol sur la productivité dans les BM de toxicité ferreuse,Magbolontor, Rokupr 1990/91.VariétéROK 24 (tolérante au Fe)GISSI 27 (tolérante au Fe)ROK 5 (sensible au Fe)RC 4-46 (sensible au Fe)Amendement du sol avec de la ballede riz brûléeSans1.0 t/ha1.01 (5) 1.65 (3)1.47 (4) 2.11 (3)0.84 (6) 1.41 (4)1.06 (5)1.52 (3)Moyenne1.331.791.131.29Moyenne 1.10 1.66CV %DMS 0.05 pour les moyennes des différences entre l’amendement du sol = 0.30DMS 0.05 pour les différences entre les moyennes des variétés = 0.42Note : Les chiffres entre parenthèse indiquent les scores de la toxicité ferreuse visuelleselon le système d’évaluation standard (SES) de l’IRRI au stade de la levée de lacroissance de la culture.Les résultats du Tableau 6 montrent aussi que l’utilisation de la paille de riz commeamendement du sol a entraîné des réponses significatives de rendement en grain àl’application des engrais dans les mangroves de toxicité ferreuse (PNUD/FAO/IITA-Sierra Leone Rice Project, Rapport annuel, 1977 ; RRSR Rapports annuels, 1988 ;1989). Il a été aussi rapporté que l’incorporation de Callopogonium sp. fraîche à 5.0tons/ha a contrarié les effets de la toxicité ferreuse et a amélioré le rendement en grain duriz dans les BM (Rapports annuels RRSR, 1985-87).Tableau 6.Rendement en grains (Kg/ha) montrant les effets des amendements dusol sur la réponse du riz (variété, Vijaya) aux engrais dans les BM detoxicité ferreuse, Rokupr, 1976.Traitements aux Amendements du sol avec la paille de rizengrais Sans Incorporée BrûléeNon traité N 0 P 0 K 0 1518 1934 1792N 80 P 40 K 40 2122 2553 2608N 801705 2036 2057N 80 P 401926 2285 2291Moyenne1748193321672428Moyenne 1816 2203 2187CV % = 9.1DMS 0.05 pour les moyennes des différences entre les traitements aux engrais = 127.098

Gestion de la toxicité ferreuse du rizdans les bas-fonds marecageux en Sierra LeoneMaîtrise de l’eauIl a été rapporté que le drainage en surface est un facteur clé qui influence la prévalencede la toxicité ferreuse et le rendement en grain du riz dans les BM (PNUD/FAO/IITA-Sierra Leone Rice Project, Rapport annuel 1977). Une évaluation des composantes d’unpaquet technologique de pratiques culturales, notamment le drainage en surface, lesengrais (N 80P 40K 40– avec des scories de déphosphoration comme source de P) et desamendements de sol (4 t/ha de paille et 2 t/ha chaux) sur la performance du riz (variété,ROK 11) en conditions bien drainée et en conditions submergée de mangrove a confirméque le drainage en surface faisait la plus grande contribution au rendement en grain.Le paquet technologique a produit un rendement en grain de 4103 kg/ha avec ledrainage en surface contre 3495 kg/ha en conditions de non-maîtrise d’eau. Lesrendements correspondants du témoin non traité étaient 2554 kg/ha et 783 kg/ha,respectivement. Il a été montré que l’effet des amendements du sol et des engrais sur lerendement en grain était relativement moins significatif. Cependant, ces facteurs ont eu unimpact différent sur le rendement en grain en conditions de drainage parfait et enconditions de submersion (Tableau 7). Il a été trouvé que la réponse due aux engrais étaitplus élevée en conditions de submersion qu’en conditions de drainage parfait. Par contre,l’incorporation des amendements du sol a donné des réponses plus élevées du riz enconditions de drainage parfait qu’en conditions de submersion.Tableau 7. Rendement en grains (kg/ha) montrant la réponse du riz (Variété, ROK 11)aux différentes composantes d’un paquet technologique dans le BM,Rokupr, 1977.Conditionsde BMPaquettechnologiqueAudrainageContributions duesAux amendementsdu solAuxengraisBien drainée41031070716223Engorgéed’eau34951101545612Moyenne 3799 1086 631 418Note : Paquet technologique = drainage en surface + engrais ((N 80P 40K 40- P 40sousforme de scories de déphosphoration) + amendements du sol (4 t/ha paille & 2 t/hachaux).99

Gestion de la toxicité ferreuse du rizdans les bas-fonds marecageux en Sierra LeoneLa construction de billons pour le drainage en surface dans les BM et son effet sur laperformance variétale dans les BM affectés par la toxicité ferreuse a été aussi évaluée defaçon extensive dans les champs paysans en Sierra Leone. Il a été rapporté que la culturedu riz sur les billons a eu des effets remarquables sur l’amélioration du rendement en graindu riz dans les environnements de BM (Rapport annuel RRSR, 1990). Des essaisévaluant les effets de la culture sur billons avec des cultivars tolérants ou non tolérants ontété menés dans les champs paysans dans les districts de Kambia, Port Loko, Moyamba,Bo et Kenema. Deux variétés tolérantes de riz ROK 24 (Rokupr) et ITA 328 de l’IITAont été utilisées en même temps que les cultivars sensibles, ROK 5 et RC 4-46.De façon générale, les interactions entre la variété et la méthode de labour/culturen’étaient pas significatives. Le semis sur billons a entraîné des améliorations significativesdu rendement en grain du riz quelle que soit la variété. De même, les symptômes de latoxicité ferreuse étaient moins graves sur les billons tandis que les différences dans laperformance des variétés n’étaient pas significatives, à l’exception de ROK 24 (Tableau8). Cependant, la corrélation entre le rendement en grain du riz et les scores de la toxicité(r= -0,93**) était forte.Les résultats ont montré que le semis sur billons, l’utilisation de variétés tolérantesou la combinaison de ces composantes pouvait apporter des augmentations significativesdans le rendement en grain du riz dans les bas-fonds de toxicité ferreuse. L’adoption deces technologies par les paysans des BM pourrait apporter des augmentations significativesdans la production du riz dans les BM de toxicité ferreuse. Cependant, le billonnage estune opération qui nécessite une main-d’œuvre abondante et beaucoup de temps et,comme on l’a observé lors des essais, c’est la moins favorisée des trois méthodes utiliséespour réduire la toxicité ferreuse par les communautés paysannes (Rapport annuel RRSR,1990, 1991).100

Gestion de la toxicité ferreuse du rizdans les bas-fonds marecageux en Sierra LeoneTableau 8.Rendement en grains (Tons/Ha) montrant l’effet du semis sur billons etdes cultivars sur la performance du riz dans les BM de toxicité ferreuse.1990/91.Variété Rendement en grains Tons ha -1 Panicules par m 2Billon Plat Moyenne Billon Plat MoyenneROK 24ITA 328ROK 5RC 4-46MOYENNECV%DMS 0.05- Variété (V)- Semis sur billons (R)- V x R1.45(3)1.13(4)1.21(4)1.10(4)1.221.08(5)1.07(5)0.72(7)0.93(7)0.951.271.100.971.0290.160.12NS132109108105114106897380861189991938.5NS1410NSNote :1) NS = pas significatif2) Les chiffres entre parenthèse indiquent les scores de la toxicité ferreuse visuelleselon le système d’évaluation standard (SES) au stade de la levée de lacroissance de la culture.TECHNOLOGIE À FAIBLE COÛT POUR LA RÉDUCTION DE LATOXICITÉ FERREUSELe développement d’une technologie facilement adoptable pour la réduction de la toxicitéferreuse dans les BM est crucial pour l’amélioration des rendements de riz et laproductivité des paysans pauvres qui cultivent dans cette écologie. Le travail réalisé àRokupr au cours des 25 dernières années, a testé et identifié plusieurs méthodes pourlutter contre le problème, avec différents mérites et faiblesses. Un paquet de technologieaméliorée à faible coût pour lutter contre la toxicité ferreuse dans les mangrovesimpliquant l’utilisation d’une variété de riz tolérante à la toxicité ferreuse, ROK 24, etl’incorporation de la balle de riz comme amendement du sol a été développé à la stationde recherche rizicole de Rokupr. Le test à grande échelle de cette technologie acommencé pendant la saison culturale 2002.101

Gestion de la toxicité ferreuse du rizdans les bas-fonds marecageux en Sierra LeoneL’efficacité du paquet de technologie amélioré dans la lutte contre la toxicité ferreuse etl’amélioration des rendements de riz dans les BM a été testée dans 20 sites dans deschamps paysans dans les districts de Port Loko, Bo, Kenema et dans les districtsagricoles de la partie ouest de Sierra Leone pendant la saison culturale de 2002.L’ensemble du paquet technologique a été évalué en même temps que ces composantescomme options à adopter en fonction des circonstances des paysans, et comparé auxpratiques des paysans (Tableau 9). La balle de riz (partiellement décomposée ) a étéincorporée dans le sol 10 – 14 jours avant le repiquage de plantules de ROK 24 âgéesde 4 semaines. Ces traitements ont été comparés avec une parcelle équivalente de rizpaysan comme témoin. Des parcelles de 100 m 2 ont été utilisées et les sites des culturesont servi de répétitions.Les résultats présentés dans le Tableau 9 montrent que le paquet de technologieaméliorée était supérieur à la pratique des paysans et les composantes du paquettechnologique dans l’amélioration du rendement en grain du riz dans les BM. La mise enœuvre du paquet de technologie améliorée a entraîné en moyenne une augmentation de87 pour cent du rendement en grain du riz. Les deux composantes du paquet detechnologie améliorée avaient la même efficacité dans l’amélioration de la productivité duriz dans les BM. En moyenne, la culture de la variété ROK 24 à elle seule sous lespratiques des paysans a accru la production du riz de 36 pour cent, tandis quel’incorporation de la balle de riz améliorait le rendement du riz des paysans dans lesmangroves d’une marge similaire.102

Gestion de la toxicité ferreuse du rizdans les bas-fonds marecageux en Sierra LeoneTableau 9.Performance des technologies rizicoles améliorées pour lutter contre latoxicité ferreuse dans les mangroves en Sierra Leone, en comparaisonavec la pratique des paysans. 2002/03.Traitements1. Variété des paysans etpratique culturaleRendementen grain(tons/ha)1.62 cAugmentation parrapport à la pratiquedes paysans(tons/ha) %2. Variété des paysans + Ballede riz2.18 b0.5634.63. ROK 24 + Pratiqueculturale des paysans2.21 b0.5936.44. Technologie améliorée(ROK 24 + Balle de riz)3.03 aCV %DMS 0.05 0.201.4187.0Les chiffres représentent les moyennes de 20 sites de champs à Port Loko, Bo, Kenemaet la partie ouest de Sierra Leone.Les résultas montrent que les rendements en grain du riz pouvaient être augmentéssignificativement dans les bas-fonds de toxicité ferreuse avec l’application du paquet detechnologie améliorée incluant l’amélioration du sol avec la balle de riz et l’utilisation dela variété tolérante à la toxicité ferreuse, ROK 24. Cette technologie est moins chère etévite la construction des billons tout comme le temps et la main-d’œuvre requis pourbrûler la balle de riz. Il est aussi montré que les composantes individuelles de la technologiesont efficaces pour lutter contre les effets néfastes de la toxicité ferreuse. Des rendementssignificatifs en grain de riz ont été obtenus avec la culture de la variété ROK 24 seule oul’incorporation de la balle de riz. Ces résultats sont généralement conformes à ceuxobtenus dans les essais précédents. On peut conclure que la production de riz dans lesbas-fonds de toxicité ferreuse pourrait être augmentée significativement si les paysansadoptaient le paquet technologique ci-dessus.103

Gestion de la toxicité ferreuse du rizdans les bas-fonds marecageux en Sierra LeoneCONCLUSIONLes résultats de ce travail fait au cours des trois dernières décennies ont amené leschercheurs à Rokupr de conclure que la maîtrise/drainage de l’eau était le facteur le plusimportant de l’augmentation de la productivité du riz dans les BM affectés par la toxicitéferreuse. Cependant, c’est une entreprise à haute intensité de capital ; la majorité despaysans en Sierra Léone considère la préparation des billons, pour faire le drainage ensurface, comme une opération qui exige beaucoup de main-d’œuvre et de temps. Parconséquent, c’était la moins favorisée entre les technologies considérées pour la luttecontre la toxicité dans les BM.Le phosphore et le potassium ont été considérés comme essentiel pour contrecarrerles effets néfastes de la toxicité ferreuse sur le riz dans les mangroves et donnent de bonsrendements. La réponse au chaulage semble être inconsistante et peut ne pas être d’unbon rapport coût-efficacité dans l’amélioration de la productivité du riz, sauf si appliquéen combinaison avec le phosphore et le potassium. L’application de l’azote en combinaisonavec le phosphore (80 kg P 2O 5/ha) et des niveaux modérés de potassium (40 kg to 80kg K 2O/ha) s’est aussi révélée essentielle pour l’amélioration des rendements de riz dansles BM. L’efficacité du zinc pour lutter contre la toxicité ferreuse a été considérée commelimitée par des interactions antagonistes avec d’autres éléments dans les BM.Les indications sont que les rendements en grain de riz pourraient être amélioréssignificativement dans les environnements de BM de toxicité ferreuse avec l’utilisationd’une variété tolérante à la toxicité ferreuse en combinaison avec les amendements de sol(paille de riz, balle de riz ou cendre de balle de riz). ROK 24 était tolérante à la toxicitéferreuse et supposée effectuer la tolérance à travers l’absorption et l’immobilisation dufer dans le tissu de la plante. Des améliorations hautement significatives du rendement engrain du riz (80 pour cent) ont été faites dans les BM avec l’application du paquettechnologique incluant ROK 24 et l’incorporation de la balle de riz partiellementdécomposée.104

Gestion de la toxicité ferreuse du rizdans les bas-fonds marecageux en Sierra LeonePLANS FUTURS DE LA RECHERCHE SUR LA TOXICITÉ FERREUSEET DÉVELOPPEMENT DANS LES MANGROVESLa recherche et le développement futurs sur la toxicité ferreuse dans les mangroves à lastation de recherche rizicole de Rokupr porteront sur la réduction des contraintes de latoxicité ferreuse en développant une vaste gamme de variétés à haut rendement tolérantesà la toxicité ferreuse et des systèmes de production durables des cultures qui serontconcentrés sur la diversification et l’intensification des cultures.Les efforts de recherche dans le court terme seront concentrés sur le développementdes composantes technologiques, qui vont lever les contraintes à la production descultures. Les activités de recherche porteront sur les aspects suivants :- Caractérisation des environnements de production (cette recherche a été déjàinitiée par LWDD. Le rôle de RRS sera d’apporter un appui et sera limité à laconsolidation des résultats de recherche ;- Caractérisation du matériel génétique (en cours) ;- Développement de variétés adaptables (en cours) ;- Amélioration des pratiques culturales – incorporation des méthodes de semisdirect pour l’établissement des cultures et la gestion des adventices ; et- Diffusion des technologies pour lutter contre la toxicité ferreuse ainsi que laproduction durable des cultures.Dans le moyen et long terme, les efforts de recherche porteront sur le développement desystèmes de production durables. Les activités de recherche incluront :- Des études sur les dynamiques des nutriments et les méthodes pour soutenir lafertilité du sol le long de la toposéquence des bas-fonds marécageux ; et- Le développement de systèmes appropriés de cultures pour une productivitéaccrue et durable – les études vont incorporer les rotations des cultures.105

Gestion de la toxicité ferreuse du rizdans les bas-fonds marecageux en Sierra LeoneREMERCIEMENTSLes activités de recherche présentées dans ce papier ont été réalisées sous les auspicesde la Station de recherche rizicole, Rokupr, NARCC avec l’appui de différentessources : le Gouvernement de Sierra Leone, PNUD, IITA, FAO, EEC, etc. Les auteursaimeraient aussi saluer la contribution des chercheurs suivants au présent travail : il s’agitde : IC Mahapatra, MB Abu, BAK Kamara, Idriss Baggie, Abdul Rahman Bah etMalcolm S Jusu.RÉFÉRENCESDixon CA. 2001. State of the Art on Inland Valley Swamps: Rice research andDevelopment at rice research station, Rokupr, Sierra Leone.RRSR. 1984-2002. Annual Reports, Rice Research Station, Rokupr, Sierra Leone1984–2002.UNDP/FAO/IITA- Sierra Leone Rice Project. 1977. Annual Report. Rice ResearchStation, Rokupr, Sierra Leone.106

Sélection poula tolerance toxicité ferreuse al'ADRAOSELECTION POUR LA TOLERANCE A LATOXICITE FERREUSE A L’ADRAOHE Gridley, A Efisue, B Tolou et T BakayakoWARDA/ADRAO, Centre du riz pour l’Afrique, Cotonou, BéninRésuméLa toxicité ferreuse (TF) est l’un des trois stress les plus importants qui limitent lariziculture de bas-fonds en Afrique de l’Ouest. Afin d’éviter l’homologation devariétés sensibles à la TF et d’identifier des lignées à haut rendement sous stressde TF, le criblage automatique de toutes les lignées de sélection est fait dans les sitessensibles en Côte d’Ivoire et au Nigeria. La variation du stress de la TF au sein desessais et entre les saisons a été identifiée comme une contrainte dans le développementde nouvelles variétés à haut rendement et résistantes à la TF. Cependant, leprogramme de sélection de bas-fond de l’ADRAO a identifié des lignées combinantla résistance ou la tolérance à la TF avec des rendements améliorés. En 2003, lespaysans du Nigeria ont évalué du matériel supérieur dans un programme desélection variétale participative.INTRODUCTIONOn peut dire que la toxicité ferreuse est l’un des trois stress les plus importants qui limitentles rendements de la riziculture de bas-fond en Afrique de l’Ouest, les autres étant le virusde la panachure jaune et la cécidomyie des galles du riz africain. Il est largement répanduet associé à une forte concentration de fers ferreux dans le sol et qui sont absorbés parles racines et s’accumulent dans les feuilles. Il ralentit la croissance, réduit le tallage etréduit considérablement le rendement, ce qui est associé à la décoloration des feuilles.Des modèles de simulation ont montré que la toxicité ferreuse peut réduire le rendementde 10 % à 100 %, avec une moyenne de 45 %. L’application d’engrais contenant N, P,K et du Zn peut réduire l’effet de la toxicité ferreuse, mais le développement de variétéstolérantes est la solution la plus pratique pour les petits paysans démunis.Dans le développement de nouvelles variétés, toutes les lignées de sélection sontcriblées automatiquement pour éliminer celles qui sont sensibles à la TF et identifier leslignées qui combinent une bonne tolérance et un bon rendement pour homologationcomme nouvelles variétés à cultiver dans les zones prédisposées à la TF. Le criblage pourla TF est fait dans les sites sensibles à Korhogo en Côte d’Ivoire et à Edozhigi au Nigeria.107

Sélection poula tolerance toxicité ferreuse al'ADRAOLes progrès faits dans l’identification de lignées tolérantes ayant des rendements élevéset de certaines des contraintes rencontrées, sont rapportés ici.Côte d’Ivoire, 2001-2002MATÉRIEL ET MÉTHODESLes essais irrigués suivants, qui ont été disposés en simple ou triple treillis, ont été menéspendant la saison pluvieuse de 2001 et la saison sèche de 2002.(i) Un essai de rendement avancé semé en 2001 (IL AYT 01 KO), disposé comme tripletreillis, comportait 31 lignées et quatre témoins, avec une taille parcellaire brute de 15lignes de cinq mètres et 11 lignes de 4,4 mètres récoltées. (ii) Un essai irrigué derendement préliminaire numéro 9 semé en 2001 (IL PYT 9 01 KO) et répété en 2002(IL PYT 9 02 KO), disposé comme quadruple treillis, composé de vingt lignées et dequatre témoins avec une taille parcellaire brute de quatre lignes de quatre mètres et deuxlignes de 3,6 mètres récoltées.Les témoins dans l’essai AYT ont inclus deux variétés tolérantes, CK4 et WITA3, et deux variétés sensibles, WITA 10 et Bouaké 189. Dans les PYT, WITA 10 a étéremplacé par la lignée sensible TOX 3069-66-2-1-6 (abrégée TOX 3069 dans lesfigures). Ce groupe de témoins sert de base pour sélectionner des lignées qui combinentle potentiel de bon rendement et la tolérance à la TF. Un objectif particulier du programmede sélection en Côte d’Ivoire est d’identifier des lignées ayant un rendement supérieur àBouaké 189 sous stress de TF, puisque cette variété est la plus répandue en Côte d’Ivoireet est même populaire dans les zones prédisposées à la TF où son rendement est contrariépar sa sensibilité modérée à la TF.Tous les scores de la TF ont été basés sur le système de classement de l’ADRAOde 1 à 9, où 1 représente aucun symptôme de toxicité ferreuse et 9 une sensibilité extrême,dans cet intervalle 1 à 3 est considéré comme résistant, 4 à 6 comme tolérant et 7 à 9comme sensible. Tous les scores de TF auxquels on se réfère dans ce texte, les tableauxet les figures ont été enregistrés à 63 jours après repiquage, à l’exception de la figure 6où les scores sont donnés aussi pour 22 et 45 jour après repiquage.RÉSULTATS ET DISCUSSIONEssai irrigué de rendement avancé 2001 à Korhogo (IL AYT 01 KO)L’essai AYT a été modérément stressé par la TF puisque toutes les parcelles des témoinssensibles, WITA 10 et Bouaké 189, ont enregistré 5 ou 7 (Figure 1). Le stress de la TFa réduit le rendement, puisque les corrélations entre les scores de la TF et les rendements108

Sélection poula tolerance toxicité ferreuse al'ADRAOétaient significatifs et négatifs pour les moyennes par rapport aux répétitions (r = -0,52,P£e rendement de Bouaké 189, peut-être d’une large marge (Figure 2), mais lesdifférences de rendement n’étaient pas significatives à P£ð0,05. Cependant, puisque lesdifférences de rendement étaient significatives à P£ð0,10, les lignées ayant une combinaisonsupérieure de rendement et de tolérance à la TF ont été avancées pour une évaluation plusapprofondie.Le stress à la TF n’était pas uniformément reparti comme le fait ressortir lavariation dans les scores par rapport aux répétitions pour les témoins, CK4 et WITA 3et beaucoup des lignées testées (Figure 1). En présence d’une telle variation, un scoremoyen par rapport aux répétitions a une petite valeur et le score maximum de TF d’unelignée par rapport aux répétitions doit être utilisé comme indicateur plus précis de satolérance au stress de la TF. Néanmoins, les lignées 12, 15 et 21 étaient particulièrementsignificativement prometteuses en enregistrant 1 de manière constante dans toutes lesrépétitions, tandis que les lignées 11, 19 22, 23, 24, 25, et 27 à 31 ont enregistré unmaximum de 3 (Figure 1).Essai irrigué de rendement préliminaire 9 en 2001 (IL PYT 9 01 KO) et 2002 (IL PYT9 02 KO) à KorhogoL’essai IL PYT 9 a été semé précisément dans le même site en 2001 et 2002 pour évaluerla variation saisonnière dans les niveaux de TF. Le stress de TF était remarquablementélevé en 2001. La majorité des lignées ont montré une moyenne plus élevée de scoresde TF (Figure 3) et de score des parcelles par rapport aux répétitions (Figures 4 et 5)en 2001 qu’en 2002. En particulier, les moyennes des témoins sensibles, TOX 3069 etBouaké 189, ont baissé de 7,7 et 5,4, respectivement en 2001 à 1,5 et 1,3 en 2002(Figures 4 et 5).Cette différence dans le stress de la TF a eu un effet dramatique sur le rendementdes témoins sensibles. Le rendement de Bouaké 189 a augmenté de 84 % et celui de TOX3069 de 65 % en 2002 par rapport à celui de 2001. En plus, la différence de stress aénormément affecté la performance relative du rendement des lignées testées comparéesà Bouaké 189. En 2001, toutes les lignées testées ont eu des rendements supérieurs àBouaké 189, avec 22 montrant une augmentation significative (P£e pour des lignéescombinant un rendement amélioré par rapport à Bouaké 189 avec une tolérance à la TF.Les données de l’essai de 2001 ont été utilisées pour sélectionner des lignées quicombinaient la résistance à la TF avec un rendement supérieur pour une évaluation pluspoussée en conditions de TF.109

Sélection poula tolerance toxicité ferreuse al'ADRAOVariation du stress de la TF au sein des essaisLa variation de parcelle à parcelle dans les scores de TF pour les lignées individuelles parrapport aux répétitions dans les essais AYT et PYT en 2001 ont fait ressortir la nécessitéd’examiner plus étroitement la variation de la TF au sein des essais. En conséquence,l’essai PYT de 2002 a inclus une lignée du témoin sensible (TOX 3069) cultivée dans lesdeux côtés de chaque parcelle des lignées testées. Les scores de la TF de ce témoin ontété enregistrés à 22, 45 et 63 jours après repiquage (JAR). Le stress à la TF était pluslargement reparti à 22 JAR, mais le niveau du stress était généralement faible avec unscore de 3, n’atteignant 5 que dans une petite portion de la répétition I, et beaucoup departies de l’essai n’étaient pas stressées (Figure 5). A 45 JAR, la zone stressée de l’essaia diminué tandis que le niveau réel a augmenté dans presque la moitié de la répétition Iet dans une petite partie de la répétition II à 5. A 63 JAR, la même partie de la répétitionI a continué de montrer un score de 5 avec une seule lignée montrant 7, tandis que dansla répétition II la partie stressée a dramatiquement réduit au score 7 d’une seule lignée ;le reste de la zone de l’essai a continué de ne pas être stressée.Bien que le faible niveau de stress de la TF soit peut-être inhabituel en 2002, lagrande variation dans les niveaux de stress à travers l’essai démontre les problèmes dansla réalisation d’une sélection efficace sans une connaissance solide de la distribution dustress dans la zone de test. Dans les essais répétés, les coûts supplémentaires impliquéspar l’ajout d’une simple ligne de répétition d’un témoin sensible entre chaque parcelle detest paraissent justifiables.Un problème majeur se pose dans le criblage pour la tolérance à la TF dans lespépinières de criblage non répété composées souvent de beaucoup de centaines delignées dans des parcelles à une ou deux lignes. L’ajout d’une ligne simple d’un témoinsensible devient non pratique à cause d’augmentation de la superficie nécessaire pour lapépinière. La pratique souvent utilisée pour ce genre de témoin est que chaque cinq oudix lignées testées peuvent aboutir à la sélection de beaucoup de lignées sensibles si lavariation dans les niveaux de TF est grande. Une solution possible est de semer une bande(peut-être seulement un demi-mètre de longueur) de la variété sensible entre les bandesdes lignées testées. Cela donnerait suffisamment d’information sur la variation dans lesniveaux de TF pour indiquer où la sélection entre les lignées testées doit être faite avecprudence.110

Sélection poula tolerance toxicité ferreuse al'ADRAONigeria, 2002MATÉRIEL ET MÉTHODESDix essais répétés ont été réalisés à Edozhigi pendant la saison pluvieuse de 2002. Ils ontété disposés en simple ou triple treillis et ont inclus un essai de rendement avancé (AYT),quatre essais de rendement intermédiaires (IYT) et cinq essais de rendement d’observation(OYT), avec le nombre d’entrées variant entre 21 dans le AYT et 60 dans trois OYT(Tableau 1). Généralement, les lignées progressent à partir d’une première évaluationpour le rendement et la tolérance à la TF dans un OYT, avec des lignées supérieuressélectionnées pour être testées dans les IYT et ensuite dans le AYT.WITA 4 était un témoin dans tous les essais, puisque cette variété combine lerendement élevé avec la tolérance à la TF et a été homologuée en 2001 pour être cultivéedans les zones prédisposées à la TF. Un objectif particulier du programme de sélectionau Nigeria est d’identifier des lignées ayant un rendement supérieur à WITA 4 enconditions de stress de TF pour dissémination aux paysans dans les zones enclines à laTF. WITA 4 était ainsi une entrée multiple dans tous les essais (Tableau 1) pour donnerune estimation fiable de son rendement et de sa variation des niveaux de TF dans lesessais. Un témoin supplémentaire dans l’essai AYT et dans les essais IYT a été la lignéesensible, TOX 3069-66-2-1-6, et dans l’essai IYT-Elite, la lignée tolérante WITA 3.La taille des parcelles variait entre 10 lignes de cinq mètres dans l’essai AYT àcinq lignes de quatre mètres dans les essais OYT et la récolte limitée aux lignes centraleset l’abandon de deux pieds à la fin des lignes récoltées (Tableau 1).RÉSULTATS ET DISCUSSIONLes niveaux de fertilité variaient à travers le site utilisé pour les essais puisque le rendementmoyen de WITA 4 variait d’une ligne de 1476 kg/ha dans l’essai OYT 9 à 3450 kg/hadans l’essai IYT 3 (Tableau 1). Le stress de la TF était modéré avec des scores moyensde TF pour WITA 4 à 5 ou 6 dans tous les essais sauf dans l’essai OYT 7 où il a enregistré7 (Tableau 1). Mais tout comme à Korhogo, les scores de TF des lignées testées variaientau cours des répétitions comme illustré pour l’essai IYT-Elite (Figure 7). Ainsi, commeà Korhogo, le score maximum de TF d’une lignée au cours des répétitions doit être utilisécomme indicateur plus précis de sa tolérance au stress de la TF et par conséquent dansles données rapportées ci-dessous et dans les figures, les scores de TF se réfèrent auscore le plus élevé enregistré pour une lignée testée.111

Sélection poula tolerance toxicité ferreuse al'ADRAOCorrélation entre rendement et scores de la TFDans 8 des 10 essais, le rendement de la parcelle et les scores de la TF corrélaientsignificativement (P£s de la TF. Les corrélations dans les autres trois essais de –0,58, -0,61 et –0,66 (Tableau 2), indiquaient que 34 %, 37 % et 44 % de la variation dans lerendement pouvaient être attribués aux différences dans la tolérance d’une lignée au stressde la TF.Essais de rendements avancés (AYT)Dans l’essai AYT, trois des 21 lignées, notamment TOX 4216-25-2-3-1-3, IR 69513-11-SRN-1-UBN-3-B et WAT 1059-B-51-2, ont eu un rendement significativementsupérieur (P£)Essais de rendements intermédiaires (IYT)Dans les quatre essais IYTs, 17 des 211 lignées testées ont eu des rendementssignificativement supérieurs (P£ð0,05) à WITA 4 dans l’intervalle de 32 % à 62 %(Figure 8). Les deux lignées avec les pourcentages d’augmentation les plus élevés parrapport à WITA 4, notamment WAT 1282-B-50 -3-3 et WAT 1131-B-26-2-1-2,faisaient partie des trois lignées avec les scores de TF les plus bas de 3, tandis que toutesles autres lignées ont enregistré 5 ou 7 (Figure 8), dans l’intervalle de ceux enregistrés pourWITA 4 (Tableau 1).Essais de rendement d’observation (OYT)Sur les 269 lignées testées dans les cinq essais OYT, 25 lignées ont donné des rendementssignificativement supérieurs (P£ð0,05) à WITA 4 dans un intervalle de 200 % à 41 %(Figure 9). Les lignées ayant l’augmentation la plus élevée par rapport à WITA 4,notamment WAT 1410-27-2-2-1, avait le score de TF le plus bas qui est 3 avec lesautres lignées enregistrant entre 5 et 7 (Figure 9), toujours dans le même intervalle queWITA 4 (Tableau 1). La très grande augmentation de cette lignée semble provenir d’unecombinaison de la résistance à la TF avec un grand nombre de panicules dont le poidsest supérieur à la moyenne.Dans les trois groupes d’essais, 45 lignées ont eu des rendements significativementsupérieurs(P£tatistiques ne sont pas disponibles pour identifier les lignées issues descroisements impliquant au moins un parent résistant ou tolérant à la TF. Cependant, il estclair que le programme a pu développer des lignées qui ont un bon rendement enconditions de stress de TF et qui ont le potentiel d’être homologuées comme nouvellevariété. A cette fin, 32 lignées de rendement supérieur avec un score maximum de TF de5 ou inférieur de l’essai AYT et des essais IYT ont été incluses dans un programme de112

Sélection poula tolerance toxicité ferreuse al'ADRAOsélection variétale participative en 2003. Un groupe de paysans dans la zone de Edozhigiva évaluer ces lignées dans un jardin rizicole communal au champ et faire des sélectionsqu’ils vont amener dans leurs propres champs en 2004.Figure 1. IL AYT 01 KO: score de la toxicité ferreuse dans chacune des troisrépétitions en séquence pour 32 lignées testées et quatre témoins 1(traitements 32 à 36).987Iron toxicity score65432101 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18Lines 1 to 1887Iron toxicity scores654321019 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36Lines 19 to 32 and four checks (32 to 36)1Les blocs montrent les noms des témoins ; Bouaké 189 répété deux fois dans chaquerépétition.113

Sélection poula tolerance toxicité ferreuse al'ADRAOFigure 2.AYT 01, Korhogo. Pourcentage d’augmentation par rapport à Bouaké189 et le score de la toxicité ferreuse pour les 31 lignées testées dansl’essai.Yield - % increase over Bouake 189Iron toxicity scorePercent1201008060402007.06.05.04.03.02.01.00.0Score1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31Line number and codeFigure 3.IL PYT 9 01 et 02 KO : scores moyens de la toxicité ferreuse etrendement moyen, exprimés en pourcentage de Bouaké 189, dans lesrépétitions de 28 lignées testées.01 Fetox score 02 Fetox score6.05.0Fetox score4.03.02.01.00.01 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28Line numberScores de la toxicité ferreuse.Données du rendement : les données ont changé significativement (P0.05) en 2001 ), mais nonen 2002114

Sélection poula tolerance toxicité ferreuse al'ADRAO% Bouaké 1891301109070503010-10-30-50-70Figure 4.IL PYT 9 01 à Korhogo : scores de la toxicité ferreuse enregistrésdans lesquatre répétitions pour 28 lignées testées et quatre témoins 1 .Iron toxicity score65432101 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18Line numberCK4TOX3069Moyenne7.7Bouaké189Moyenne5.4WITA3Iron toxicity score987654321019 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36Line number1Les blocs des traitements 29 à 36 contiennent les noms des témoins : chaque témoin a huitvaleurs puisque répété deux fois dans chaque répétition de l’essai.115

Sélection poula tolerance toxicité ferreuse al'ADRAOFigure 5.IL PYT 9 02 : scores de toxicité ferreuse enregistrés dans les quatrerépétitions en séquence pour 28 lignées testées et quatre témoins 1 .Iron toxicity score8765432101 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18Line numberIron toxicity score8765432101 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18Line number116

Sélection poula tolerance toxicité ferreuse al'ADRAOFigure 6.Scores de la toxicité ferreuse à trois dates après repiquage à travers lesrépétitions pour le témoin sensible semé sur chaque côté des trois lignéestestées ; chaque barre représente le score d’une lignée du témoinsensible.22 jours après repiquage765432145 jours après repiquage7654321Répétition I Répétition II Répétition III Répétition IVRépétition I Répétition II Répétition III Répétition IV63 jours après repiquage7654321Répétition I Répétition II Répétition III Répétition IV117

Sélection poula tolerance toxicité ferreuse al'ADRAOFigure 7.IYT-E 2002 à Edozhigi. Scores de la toxicité ferreuse enregistrés danschacune des trois répétitions en séquence pour 62 lignées testées et deuxtémoins 1 .76Iron toxicity score543211 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21Line numberTOX 3068 WITA 4Iron toxicity score765432143 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64Line number1Les blocs des traitements 57 à 59 (TOX 3069) et 60 à 64 (WITA4) contiennent les noms destémoins, les témoins ont été répétés trois et quatre fois, respectivement, dans chaque répétitionde l’essai.118

Sélection poula tolerance toxicité ferreuse al'ADRAOFigure 8.Essais de rendements intermédiaires de 2002 à Edozhigi. Augmentationactuelle du rendement par rapport à WITA4 et scores de la toxicitéferreuse de 17 lignées ayant des rendements significativement supérieursà WITA4.% yield increase over WITA4 Iron toxicity scores706050403020100WAT 1282-B-50-3-3WAT 1131-B-26-2-1-2WAT 1199-B-10WAT 1073-B-65-2-2-2WAT 1074-B-39-2-3-3WAT 1380-2-1WAT 1073-B-82-2-3-3WAT 1073-B-74-2-2-3WAT 1377-119-2-3WAT 1296-B-89-2-3WAT 1286-B-45-2-2-3WAT 1265-B-82-2-3% increase in yield over WITA4WAT 1118-B-25-3-3-3WAT 1289-B-33-3-2WAT 1104-B-73-3-3-2WAT 1073-B-73-2-1-1WAT 1156-B-4-2-3-3876543210Iron toxicity scoreLine code119

Sélection poula tolerance toxicité ferreuse al'ADRAOFigure 9.Essais de rendements d’observation de 2002 à Edozhigi : pourcentagede l’accroissement du rendement par rapport à WITA4 et scores de latoxicité ferreuse de 25 lignées ayant des rendements significativementsupérieurs à WITA4.% yield increase over WITA4 Iron toxicity score2008150100500WAT 1410-B-27-2-2-1WAT 1409-B-4-2-3-2WAT 1286-B-12-3-1-3-1WAT 1412-B-9-2-3-2WAT 1375-B-2-1-3-2-3WAT 1297-B-16-2-1-3-3WAT 1296-B-19-1-1-3-3WAT 1277-B-44-2-3-1WAT 1074-B-37-1-1-1-2WAT 1409-B-17-3-3-1WAT 1052-B-5-3-3-1WAT 1059-B-3-1-2-2-1WAT 1365-B-3-2-3-2WAT 1293-B-6-3-2-2-2WAT 1123-B-26-1-3-2WAT 1073-B-8-3-3-2-3WAT 1073-B-6-3-2-2-1WAT 1105-B-3-3-1-1-3WAT 1105-B-4-1-2-1-1WAT 1123-B-15-1-2-2WAT 1075-B-27-1-3-3-1WAT 1075-B-27-1-3-3-2% yield increase over WITA 4WAT 1074-B-2-2-3-2-3WAT 1050-B-12-1-2-3WAT 1108-B-12-3-1-3-37654321Iron toxicity socre0Line code120

Sélection poula tolerance toxicité ferreuse al'ADRAOTableau 1.Essais menés à Edozhigi en 2002 : pour chaque nombre d’essais de lignéestestées et de répétitions, superficie brute et superficie récoltée de laparcelle et rendement moyen de WITA 4, nombre de fois utilisé dans unessai comme témoin et score maximum de la parcelle pour la toxicitéferreuse.Essai 1Nombrelignéestestées .No. derépétitionsTaille de la parcelleNo. de lignes(r) xlongueur en mètres (m)Brute Récoltée Rendementmoyenkg/haWITA 4No.d’entréesScoremaximumpour la TFAYT 21 3 10r x 5m 8r x 4.6m 3078 4 6IYT 1 58 2 6r x 5m 4r x 4.6m 2377 4 6IYT 2 58 2 6r x 5m 4r x 4.6m 2321 4 6IYT 3 42 2 6r x 5m 4r x 4.6m 3450 4 5IYT-Elite 53 3 6r x 5m 4r x 4.6m 2946 5 5OYT 5 44 2 5r x 4m 3r x 3.6m 2557 5 5OYT 6 60 2 5r x 4m 3r x 3.6m 3678 4 6OYT 7 60 2 5r x 4m 3r x 3.6m 3038 4 7OYT 8 60 2 5r x 4m 3r x 3.6m 1705 4 5OYT 9 45 2 5r x 4m 3r x 3.6m 1476 4 5Total 5011. AYT : essai de rendement avancé, IYT : essai de rendement intermédiaire, OYT : essai derendement d’observation.121

Sélection poula tolerance toxicité ferreuse al'ADRAOTableau 2.Corrélations entre le rendement et les scores de la TF des essais àEdozhigi.Essai 1Valeurs de laparcelle pour lescore de la TF etle rendementAYT -0.61 * -0.02IYT 1 -0.66 * -0.56 *IYT 2 -0.20 * -0.25IYT 3 -0.31 * -0.28IYT Elite -0.45 * -0.21OYT 5 -0.33 * -0.47 *OYT 6 -0.27 * -0.25 *Corrélation 2 entre:Score maximum de TF dans unerépétition et rendement moyen parrapport aux répétitionsOYT 7 -0.18 -0.31 *OYT 8 -0.58 * -0.02OYT 9 -0.21 -0.181. AYT : essai de rendement avancé, IYT : essai de rendement intermédiaire, OYT : essai de rendementd’observation.2. *, *: Corrélation significative à (P 0,05) et (P0,01) respectivement.122

Sélection poula tolerance toxicité ferreuse al'ADRAOTableau 3.Fréquemment classé par le score maximum de toxicité ferreuse deslignées ayant une augmentation significative du rendement par rapport àWITA 4 dans les essais de rendements répétés menés à Edozhigi en 2002.Essai 1Nombre de lignées ayant un score detoxicité ferreuse de : Total Pourcentage3 5 7AYT 2 1 3 7%IYTs 3 12 2 17 38%OYTs 1 18 6 25 56%Total 4 32 9 45Pourcentage 9% 71% 20%1. AYT: essai de rendement avancé, IYT: essai de rendement intermédiaire, OYT: essai derendement d’observation.123

Lutte contre la toxicité ferreuse en riziculture de BAS-FONDS MARECAGEUX en Sierra Leone a travers larecherche sur l’amélioration variétaleLUTTE CONTRE LA TOXICITÉ FERREUSE ENRIZICULTURE DE BAS-FONDS MARECAGEUX ENSIERRA LEONE A TRAVERS LA RECHERCHE SURL’AMÉLIORATION VARIÉTALEResuméMS Jusu, MS Mansaray, SN Fomba et AB Jalloh 1Station de recherche rizicole, Rokupr, PMB 736, Freetown, Sierra LeoneCourriel: rokupr@sierratel.sl ou cban@sierratel.sl.La toxicité ferreuse est une maladie nutritionnelle très répandue du riz de bas-fondset liée au fer soluble dans l’eau. Elle affecte la production du riz dans les mangroves,les sols hydromorphes, les champs irrigués, et d’une façon moins considérable, lesbas-fonds marécageux (BM) associés en Sierra Leone. Au cours des dix dernièresannées, les recherches faites à RRSR sur la toxicité ferreuse ont mis l’accent sur lagénération de nouveaux matériels génétiques et le criblage des populations endisjonction, les introductions exotiques et le matériel génétique local. Des croisementsont été faits utilisant ROK 23, ROK24 (SUAKOKO 8), CK 4, CK 73, Gissi 27, IR36 et IR56, comme parents résistants/tolérants. Initialement, les populations endisjonction, F 1, 2 et 3 ont été criblées dans une serre et dans des planches àbordures cimentées à Rokupr, Sierra Leone. Plus tard, les générations ont étécriblées dans les champs des localités sensibles à travers le pays. En plus du matérielen disjonction généré et criblé comme décrit ci-dessus, les introductions, les lignéesfixées et le matériel génétique local ont été aussi criblés dans les zones sensibles enchamps paysans à travers le pays. En utilisant ces deux approches, plusieursvariétés de toxicité ferreuse ont été développées et/ou identifiées comme parentsutiles pour hybridation, évaluation poussée et/ou homologation directe aux paysans.Ces variétés incluent ROHYB 221-3, ROHYB 229-1, ROHYB 239-1, et les sélectionsROHYB 241-10, CK4, CK 73, et Suakoko 8 (ROK24).124

Lutte contre la toxicité ferreuse en riziculture de BAS-FONDS MARECAGEUX en Sierra Leone a traversla recherche sur l’amélioration variétaleINTRODUCTIONLa toxicité ferreuse est une maladie nutritionnelle très répandue du riz de bas-fonds et liéeà l’excès de fer soluble dans l’eau (Ponnamperuma et al., 1955). Elle affecte laproduction rizicole dans les bas-fonds, les champs hydromorphes et les champs irrigués,et d’une façon moins considérable les bas-fonds marécageux (BM) des pays d’Afriquede l’Ouest. En Sierra Leone, le pourcentage des sols de toxicité ferreuse va de 34 à 61% (Abu et al., 1987), et a été observé dans toutes les écologies rizicoles de bas-fonds.Plusieurs approches ont été utilisées pour lutter contre l’effet négatif de la toxicitéferreuse dans toutes les écologies rizicoles de bas-fonds du pays. Il a été rapporté qu’enplus de l’utilisation de cultivateurs de riz tolérants, les amendements de sol y compris lechaulage, l’utilisation de la balle de riz, les espèces Calapogonium, la paille de riz et unebonne maîtrise de l’eau, sont efficaces dans la lutte contre la toxicité ferreuse dans les BM(UNDP/FAO/IITA Sierra Leone Rice Project, Rapport annuel 1977 ; RRSR Rapportsannuels, 1984 ; 1990 –1994).Ce papier met en exergue l’expérience acquise dans le développement decultivars pour lutter contre la toxicité ferreuse dans la production du riz de BM à la Stationrizicole de Rokupr (RRSR) en Sierra Leone. La plus grande partie des activités a étémenée dans les BM et les bas-fonds marécageux associés (BMA) autour de Rokupr, Bo,Kabala et ailleurs dans le pays.La tolérance variétale à la toxicité ferreuseLa recherche sur l’amélioration variétale à RRSR a identifié/développé plusieurs cultivarsadaptables, qui produisent des rendements supérieurs en grain par rapport aux variétéstraditionnelles dans les différentes écologies rizicoles en Sierra Leone. Plus de 33 variétésaméliorées à haut rendement ont été homologuées par RRSR à ce jour pour toutes lesécologies rizicoles dans le pays y compris les séries ROK. Parmi ces variétés il y a descultivars de bas-fonds qui ont une tolérance/résistance à la toxicité ferreuse et auxprincipaux stress biotiques rencontrés dans les BM.Plusieurs méthodes ont été utilisées dans le développement de cultivars résistants/tolérants à la toxicité ferreuse. Il s’agit du criblage en pots, du criblage dans des planchesà bordures cimentées (en serre) et les méthodes de criblage au champ. Le criblage auchamp pour la toxicité ferreuse est préféré par rapport au criblage en serre parce que les125

Lutte contre la toxicité ferreuse en riziculture de BAS-FONDS MARECAGEUX en Sierra Leone a travers larecherche sur l’amélioration variétalefacteurs au champ tels que l’acidité, la salinité, les carences en minéraux et les produitsde décomposition des matières organiques qui pourraient influencer l’accumulation et leseffets des ions ferreux ne sont pas éliminés.Pendant des années, le développement de variétés tolérantes à la toxicité ferreusea été une activité importante des programmes de sélection des plantes à RRSR. Cetteactivité inclut le criblage de matériels en disjonction pour RRSR et autres Centresinternationaux ; les lignées avancées de RRSR, les matériels exotiques obtenus del’ADRAO, d’autres Centres internationaux et le matériel génétique local collecté auprèsdes paysans dans le pays.HybridationEntre 1990 et 1996 plusieurs croisements ont été faits en vue de générer des progéniespour plusieurs stress, y compris la résistance aux maladies, la tolérance à la toxicitéferreuse et à la salinité/acidité du sulfate tout comme la précocité et les bons types deplants. A partir des nouveaux croisements faits entre 1991 et 1992, par exemple, un totalde 14 628 semences F1 y compris les semences pour les stress suivants : toxicité ferreuse(1455 semences), salinité/acidité du sulfate (2190 semences), maladie des taches brunes(141), RYMV (842), pyriculariose (101) et bon type de plant, précocité, bon tallage etrésistance à la verse (749) ont été produites. Les parents les plus utilisés dans cescroisements étaient ROK 23, ROK 24 (Suakoko 8), Gissi 27, IR 36, IR56, CK 73 etCK 4.Criblages des populations en disjonctionEntre 1990 et 1996 plusieurs populations de matériels en disjonction ont été criblées enserre et dans les champs. Le criblage en pots et dans des planches à bordures cimentéesde petites quantités de lignées F 2 et 3 a été fait pour identifier les progénies tolérantes.Les semences de lignées F 4 et 5 en disjonction ont été semées dans les BMA associéesà Mawirr, et dans le BM de Fonkoya et Kabala dans des zones prédisposées à la toxicitéferreuse. Les lignées ont été mises en pépinière en juin, repiquées trois semaines aprèsdans des parcelles bien préparées (mises en boue et hersées jusqu’à une bonne pente).Les mesures de la toxicité ferreuse ont été prises à deux semaines d’intervalle jusqu’à lamaturité en utilisant le Système d’évaluation standard (SES) du riz de l’Institut internationalde recherche sur le riz (IRRI, 1996). Les résultats des rendements ont été collectés avec126

Lutte contre la toxicité ferreuse en riziculture de BAS-FONDS MARECAGEUX en Sierra Leone a traversla recherche sur l’amélioration variétaleles symptômes de toxicité ferreuse et les résultats ont été utilisés pour déterminer lesvariétés tolérantes. Dans le criblage des générations F2 et F3, un total de 70 plantes F3et 330 plantes F4 respectivement, ont été sélectionnées. Toutes les plantes sélectionnéesétaient du type de plantes de bas-fond (Tableau 1).En 1997, 28 autres lignées fixées ont été sélectionnées pour évaluation. La mêmeannée, les populations en disjonction (F3 –F5) générées à Rokupr ont été aussimultipliées en petites quantités et envoyées à l’unité INGER de l’ADRAO pourmultiplication des semences et distribution entre les Systèmes nationaux de rechercheagricole (SNRA) travaillant sur l’écologie de BM. Ces SNRA sont listés en Annexe.Tableau 1.Populations en disjonction générées et criblées à la Station de rechercherizicole, Rokupr (RRSR), Sierra Léone de 1993 à 1996Population Nbre de sélections Objectifs de sélection RemarquesF4264Bon type de plant, Avancées aux lignées F5tolérance à l’acidité dusulfate/salinité, résistanceRYMV/pyriculariose,tolérance toxicité ferreuseF3F2114306Bon type de plantPrécocité, rendementélevé, résistanceRYMV/pyriculariose,acidité du sulfate/salinité,toxicité ferreuseAvancées à F4Avancées à F3F121Total 705Bon type de plant,résistanceRYMV/pyriculariose,acidité du sulfate/salinité,toxicité ferreuseAvancées à F2La toxicité ferreuse est un problème grave en riziculture de bas-fond en Afrique de l’Ouesten général et particulièrement dans les BM mal mis en valeur. Les recherches au Centredu riz pour l’Afrique (ADRAO) à Bouaké, Côte d’Ivoire et l’Institut internationald’agriculture tropicale (IITA) à Ibadan, Nigeria, respectivement, ont aussi développé127

Lutte contre la toxicité ferreuse en riziculture de BAS-FONDS MARECAGEUX en Sierra Leone a travers larecherche sur l’amélioration variétaleplusieurs populations en disjonction qui ont été aussi testées dans différentes régions enSierra Leone. Vingt-quatre matériels F3 en disjonction ont été criblés dans deux sitesautour de Rokupr, i.e. Mawirr AMS, Rokupr et Fonkoya. L’intensité de la toxicitéferreuse dans le site de Fonkoya était supérieure qu’à Mawirr AMS, Rokupr. Les lignéesles plus prometteuses identifiées dans les deux sites étaient TOX 4007-31-3-2-2, TOX4004-36-2-2-3-1, TOX 3817-22-2-1-2-2 et TOX 4007-1-3-1-3.Dans un autre essai mené à Rokupr, trente-neuf lignées avancées y compris lestémoins ROK 24 (tolérant) ont été criblées. D’une manière générale, l’intensité dessymptômes de toxicité ferreuse augmentaient au fil du temps. La plupart des variétés onteu une réaction comparable à ROK 24. Parmi les entrées les plus prometteuses il y avaitITA 352, ITA 326, TOX 85C-C1-10-WAT-8, FARO 8-NCRI et Suakoko 8-NCRI.Criblage au champ du matériel génétique local et du matériel génétique exotiqueEn plus de la génération et du criblage de plusieurs progénies pour ce stress commediscuté plus haut, une série de 15 essais ont été faits pour la tolérance à la toxicité ferreusedans un BM du site expérimental de Rokupr et en champs paysans à Fonkoya près deRokupr, et à Kabala, qui est localisé dans l’extrême nord du pays à la frontière avec laGuinée. Les catégories de matériels testées et le nombre de sélections effectuées sontmontrées dans le Tableau 2 ci-dessous. Dans chaque localité, les entrées ont été misesen pépinière et les plantules de 21 jours repiquées dans les BM de toxicité ferreuse. Lesscores de toxicité ferreuse ont été enregistrés aux phases végétatives et reproductives desplantes en utilisant le SES du riz. Les scores de chaque entrée ont étés enregistrés sur 5 tallesà partir de plantes sélectionnées au hasard par parcelle. Les moyennes ont été calculées etenregistrées comme moyennes des parcelles. Dans le cas des plantes ayant moins de 5 talles,les données ont été prises sur toutes les talles disponibles.128

Lutte contre la toxicité ferreuse en riziculture de BAS-FONDS MARECAGEUX en Sierra Leone a traversla recherche sur l’amélioration variétaleTableau 2.Catégorie et nombre d’entrées criblées et sélectionnées pour la toléranceà la toxicité ferreuse dans les bas-fonds marécageux en Sierra Léone,saison pluviale 1993Catégorie Nombre criblé Nombre sélectionné1. Sélections à Fonkoya - 1993 18 42. Sélections à Kabala –1993 11 33. Matériel génétique local (CBDV) 96 344. Variétés homologuées de RRSR 14 35. Lignées F6 18 76. Essai de rendement préliminaire (PYT) 26 87. Essais de rendement avancé (AYT-précoce) 16 28. Essais de rendement avancé (AYT-moyen) 18 69. Essais de rendement avancé (AYT-tardif) 25 710. RILYT-E 12 111. RLIOT 45 1212. RITTYT 10 113. RRYMVYT 9 314. RRYMVOYT 45 1115. AUTRES 5 0Nombre total des essais réalisés 368 criblées 102 sélectionnéesLe Tableau 3 montre la composition des entrées criblées et sélectionnées dans chaque catégorie.Sur un total de 368 entrées, 102 ont été sélectionnées.Le Tableau 3 fait ressortir la distribution des scores de la toxicité ferreuse dans les troislocalités des tests, Rokupr (Mawirr), Fonkoya et Kabala. A Fonkoya, les scores de latoxicité ferreuse se situent entre 1 et 6 avec plus de 30 % tombant dans l’intervalle 4 -6. A Kabala, le score se situe entre 1 et 3 et était faible parce que les symptômes detoxicité ferreuse sur les cultures étaient moyens, suggérant plus des 2/3 des entréescomme étant résistantes. Les scores à Rokupr (Mawirr) étaient similaires à ceuxenregistrés à Fonkoya. Cependant, aucune entrée n’avait des scores de toxicité ferreusede 6 et au-delà dans ce site, ce qui indiquait clairement la faible intensité du fer.129

Lutte contre la toxicité ferreuse en riziculture de BAS-FONDS MARECAGEUX en Sierra Leone a travers larecherche sur l’amélioration variétaleTableau 3.Distribution des entrées basée sur les scores de la toxicité ferreuseLieu 1 2 3 4 5 6 7 8 9FONKOYA1813213171133000KABALA11119463000000ROKUPR21275403110000(MAWIRR)TOTAUX 150 591 334 103 14 3 0 0 0A partir des résultats, il a été observé que la plupart des variétés étaient tolérantes à latoxicité ferreuse. Les matériels sélectionnés ont été utilisés pour l’évaluation du rendementet comme matériels parents pour générer de nouvelles progénies qui seront utilisées pourdévelopper des variétés pour les bas-fonds marécageux de toxicité ferreuse.Essai régional de rendement et de tolérance à la toxicité ferreuse (RITTYT)Dix variétés prometteuses pour la toxicité ferreuse ont été obtenues du Département desélection de l’ADRAO dans le RITTYT pour être testées dans les conditions en SierraLeone. L’essai a été réalisé dans une mangrove à Kabala.Les variétés étaient pour la plupart modérément tolérantes à la toxicité ferreuseavec des scores se situant entre 2 et 5 sur le SES du riz de l’IRRI. Les résultats ont montréque les variétés les plus tolérantes étaient CK 73 et CK 4. La variété CK 73 a eu unrendement en grains significativement plus élevé que le témoin régional, Suakoko 8 (ROK24). Le témoin local GISSI 27 a donné le plus bas rendement en grain (Tableau 4).130

Lutte contre la toxicité ferreuse en riziculture de BAS-FONDS MARECAGEUX en Sierra Leone a traversla recherche sur l’amélioration variétaleTableau 4.Performance des variétés testées dans l’essai régional de rendement etde tolérance à la toxicité ferreuse (RITTYT) dans un bas-fondmarécageux, Kabala, Sierra Leone, 1993GénotypeRendemenHauteur dePanicules m- 2Phen.Scorest en grainla planteAcceptTF(ton ha -1 )(cm)CK 732.911117612*CK 42.59619832*IITA 2472.29920033IITA 3272.59217033IITA 4082.08520455TOX 3027-43-1-E3-1-12.38623533TOX 3050-46-E3-3-3-3-32.29518033TOX 3081-36-2-3-12.28820353TOX 3100-32-2-1-3-31.38115352TOX 3118-6-E2-3-21.58816655GISSI 27 (témoin local)0.412016453Suakoko 8 (témoin régional)2.010716513C. V (%)26.77.018.6--SE±0.3.0±20.0--*Identifié pour homologationDans un autre essai comportant du matériel génétique local mélangé avec quelquesvariétés exotiques améliorées (Tableau 5), les scores moyens des 14 entrées sélectionnéessur la base de la tolérance des parents à la toxicité ferreuse se situaient entre 1,1 et 1,4.Lorsque les scores moyens des deux témoins ont été pris en compte, il a été montré quela variété du témoin sensible, ROK 14, enregistrait un score plus élevé dans tous les troissites. De façon globale, les scores du stress étaient généralement faibles dans tous les troissites indiquant des niveaux élevés de tolérance à la toxicité ferreuse chez ces matériels.131

Lutte contre la toxicité ferreuse en riziculture de BAS-FONDS MARECAGEUX en Sierra Leone a travers larecherche sur l’amélioration variétaleTableau 5.Scores de la toxicité ferreuse de 14 entrées sélectionnées dans les basfondsmarécageux à Fonkoya, Kabala et Rokupr, Sierra Leone, saisonpluvieuse de 1994.No.DésignationScore moyen de la toxicité ferreuseSource Fonkoya Kabala Rokupr Moyenne1.CHAIM 160AYT-M1.21.01.21.12.CT 6196-24-9-18-4-3P-1RRYMVOYT1.21.01.21.13.CT 6227-5-6-2RRYMVOYT1.21.01.21.14.FILLIWA 30316CBDC1.21.01.21.15.GBONKONDI 30327CBDC1.21.01.21.16.HALLEY GOIAYT-L1.21.21.81.47.JORBOI 30128CBDC1.21.81.21.48.KANIYEI 30323CBDC1.21.81.01.19.KANUWAI 30168CBDC1.81.21.21.410.KONI 1 30180CBDC1.81.01.21.311.KOMONDOI 30324CBDC1.21.01.01.112.MBAGBOLI 30160CBDC1.51.01.01.213.NDOLUWAH 30237CBDC1.21.81.01.314.TAIM 1PYT1.21.21.21.2ROK 14 (témoin sensible)-2.91.92.42.4ROK 24 (témoin tolérant)-2.41.42.11.9Cinquante entrées y compris deux témoins (tolérant et sensible) ont été testés dans unessai de rendement d’observation dans le même site à Kabala pendant la saison pluvieusede 1994, pour la tolérance à la toxicité ferreuse. Comme précédemment annoncé, dessymptômes très bénins du fer ont été observés dans ce site. Le Tableau 6 donne uncatalogue des entrées qui ont été sélectionnées pour évaluation la saison suivante. Lesvariétés qui ont eu le meilleur rendement étaient WAR 100-2-12-1 (3853 kg/ha) et TOX3837-11-3-2 (3744 kg/ha). Cependant, elles sont toutes des variétés naines et nepourraient être utilisées comme parents dans le programme de sélection.132

Lutte contre la toxicité ferreuse en riziculture de BAS-FONDS MARECAGEUX en Sierra Leone a traversla recherche sur l’amélioration variétaleTableau 6.Performance des variétés de riz qui ont eu le meilleur rendement dans leRITTOYT dans un bas-fond marécageux à Kabala, Sierra Léone,saison pluvieuse de 1994.No. Désignation Rendement en grains(kg/ha)Hauteurde laplante(cm)Pan/m 2Score dela TFPhe.Accpt1.WAR 100-2-12-13853942153.012.TOX 3837-11-3-23744772052.733.TOX 3716-10-2-3-3-13680801432.734.TOX 3760-22-1-2-1-3-23567701982.755.TOX 3716-15-1-13500821342.716.TOX 4003-40-3-1-23462882032.737.TOX 3118-3-E2-2-1-33425682552.338.TOX 3717-47-2-23397722212.739.TOX 3938-16-2-23373681973.3510.TOX 3100-44-1-2-3-33222612213.7311.TOX 3233-46-3-3-1-13196982262.0112.TOX 3545-81-2-3-1-23014742083.7513.TOX 3440-16-2-2-1-13010931692.71DISCUSSIONAu cours des dix dernières années, le travail de recherche mené à RRSR sur le stress dela toxicité ferreuse a mis l’accent sur la génération de nouveaux matériels et le criblage depopulations en disjonction, les introductions exotiques et le matériel génétique local. Descroisements ont été faits en utilisant ROK 23, ROK24 (SUAKOKO 8), CK 4, CK 73,Gissi 27, IR 36 et IR56, comme parents résistants/tolérants. Initialement, les populationsen disjonction, F 1, 2 et 3 ont été criblées dans une serre et dans des planches à bordurescimentées à Rokupr, Sierra Leone. Les dernières générations ont été criblées dans leschamps des localités sensibles à travers le pays.133

Lutte contre la toxicité ferreuse en riziculture de BAS-FONDS MARECAGEUX en Sierra Leone a travers larecherche sur l’amélioration variétaleEn plus du matériel en disjonction généré et criblé comme décrit ci-dessus, lesintroductions, les lignées fixées et le matériel génétique local ont été aussi criblés dans lespoints sensibles dans les champs paysans à travers le pays. En utilisant ces deuxapproches, plusieurs variétés tolérantes à la toxicité ferreuse ont été développées et/ouidentifiées comme parents utiles pour hybridation, évaluation poussée et/ou homologationdirecte aux paysans. Ces variétés incluent ROHYB 221-3, ROHYB 229-1, ROHYB239-1, et les sélections ROHYB 241-10, CK4, CK 73, et Suakoko 8 (ROK24).Future orientation et perspectivesLa recherche et le développement de l’amélioration variétale future sur la toxicité ferreusedans les BM à RRSR seront centrés sur la réduction des contraintes de la toxicité ferreuseen développant une vaste gamme de variétés de riz à haut rendement et tolérantes à latoxicité ferreuse. Les activités de recherche incluront la collecte du matériel génétique, sacaractérisation et son utilisation dans le programme de sélection.REMERCIEMENTSLes activités de recherche rapportées dans ce papier ont été réalisées sous les auspicesde la Station de recherche rizicole, Rokupr, NARCC avec l’appui de plusieurs sources :le Gouvernement de Sierra Leone, l’ADRAO et l’IITA. Les auteurs leurs expriment leursincère reconnaissance.RÉFÉRENCESAbu MB, Hilton –Lahai, AH and AO Abifarin. 1987. Iron toxicity survey in the SierraLeone. WARDA Tech. Newsletter 7 (1) 8-9.Ponnamperuma FN et al. 1955. Physiological diseases of rice attributed to iron toxicity.Nature 175: 265.RRSR. 1984; 1990 to 1996. Annual Reports. Rice Research Station, Rokupr, SierraLéone.UNDP/FAO/IITA- Sierra Leone Rice Project. 1977. Annual Report. Rice ResearchStation, Rokupr, Sierra Léone.WARDA/RRSR Regional Mangrove Project. 1994 to 1996. Annual Reports. RiceResearch Station, Rokupr, Sierra Leone.134

Lutte contre la toxicité ferreuse en riziculture de BAS-FONDS MARECAGEUX en Sierra Leone a traversla recherche sur l’amélioration variétaleAnnexe 1.Populations en disjonction développées à Rokupr et criblées pour lesenvironnements de bas-fond en Sierra LéoneNo. Pedigree Ascendance ObjectifsPopulations F21 ROHYB 221-3 Moroberikan x ROK 23 RYMV,Pyriculariose,Toxicité ferreuse2 ROHYB 229-1 ROK 24 x ROK 23 Toxicité ferreuse2 ROHYB 241-10 TOX 3554 x ROK 23 RYMV,Bon type de plante,Toxicité ferreuse3 ROHYB 221-3 Moroberikan x ROK 23 RYMV,Pyriculariose,Toxicité ferreuse1 ROHYB 224-38ROHYB 224-39ROHYB 224-40Moroberikan x ROK 23 RYMV,Pyriculariose,Toxicité ferreuseROHYB 224-41ROHYB 224-42ROHYB 224-43ROHYB 224-44ROHYB 224-45ROHYB 224-46ROHYB 224-47ROHYB 224-48ROHYB 224-49ROHYB 224-50ROHYB 224-51ROHYB 224-52ROHYB 224-53ROHYB 224-54ROHYB 224-552 ROHYB 239-1ROHYB 239-2ROK 24 x ROK24 Toxicité ferreuse135

Evaluation de la toxicité ferreuse sur la production du riz à Lotodenou dans le sud-BeninEVALUATION DE LA TOXICITÉ FERREUSE SURLA PRODUCTION DU RIZ À LOTODENOU DANSLE SUD-BENINB. LokossouINRAB, CRAS, Niaouli, BeninResuméL’évaluation de la toxicité ferreuse sur la production du riz de bas-fond àLotodénou dans le Sud-Bénin oriente vers les solutions prometteuses qui freinentles pertes de rendement de riz. En effet, les variétés vulgarisées sont très affectéespar la toxicité ferreuse provoquée par des quantités importantes de fer ferreuxdans la solution du sol, associées aux faibles teneur en P, K, Ca, Mg et Zn. Un essaide criblage de variétés tolérantes à la toxicité ferreuse a montré que les lignes TOXet particulièrement la TOX 3100-44-1-2-3-3 a mis en évidence une toléranceprometteuse. Dans un essai bloc de Fisher complètement randomisé, on compareles traitements chimiques (fumure minérale et organique) combinés à l’aspectvariétal du riz (BOUAKE 189 et TOX 3100-44-1-2-3-3). Il s’agit de rechercher desmoyens de lutte moins onéreux, facilement reproductibles par les paysans riziculteursà faible revenu et intégrant la dimension environnementale avec la gestion desressources naturelles locales.INTRODUCTIONLe Bénin dispose de près de 300.000 hectares de bas-fonds rizicultivables.Malheureusement, la productivité de ces bas- fonds est affectée par le stress nutritionnelet la toxicité ferreuse. La plupart sont des zones déprimées acides et où on note descarences en azote, phosphore, souffre et zinc. La toxicité ferreuse est due au désordrenutritionnel ou aux fortes concentrations de fer dans la solution du sol qui inhibel’absorption des autres éléments minéraux par les plants (Y, 1981).136

Evaluation de la toxicité ferreuse sur la production du riz à Lotodenou dans le sud-BeninOutre l’option variétale, des techniques culturales de redressement de la fertilité réduisentles manifestations de la toxicité ferreuse. Aussi, la combinaison de N, P, K, Zn, Ca, Mga donné de bons rendements sur sol fortement affecté par la toxicité ferreuse (Tanaka etal., 1996 ; Ottow et al., 1983 ; Yamauchi, 1989).De manière générale, l’application du zinc en combinaison avec le N, P, K s’est révéléecomme une technique assez efficace pour contrôler la toxicité ferreuse. Les sourcesorganiques de N, P et K réduirait les coûts de production du riz et méritent des recherchesapprofondies.OBJECTIFSL’évaluation de la toxicité ferreuse sur la production du riz de bas-fond vise à :• Optimiser la gestion des bas-fonds dans un système intégré et durable ;• Valoriser les ressources locales disponibles ;• Dégager une méthode de lutte moins onéreuse contre la toxicité ferreuse.MATERIELS ET METHODESDescription du site expérimentalLe site expérimental est caractérisé par des sols hydromorphes limono-argilo-sableux àgley ou à psendo-gley. C’est un bas-fond non aménagé arrosé généralement par unepluviométrie annuelle qui varie en 1000 et 1300 mm. En 1998, 715,80 mm de pluies ontété enregistrées (tableau 25).137

Evaluation de la toxicité ferreuse sur la production du riz à Lotodenou dans le sud-BeninTableau 1 . Pluviométrie 1998Mois Nombre jours Hauteur de pluies (mm)Janvier - -Février 02 3,20Mars 02 15,30Avril 03 37,70Mai 08 112,80Juin 08 146,60Juillet 04 10,40Août 05 82,20Septembre 08 55,70Octobre 09 191,40Novembre 04 60,50Décembre - -TOTAL 53 715,80MatérielsDeux variétés ont été testées, il s’agit de :• BOUAKE 189 (variété sensible de 126 jours),• TOX 3100-44-1-2-3-3 (variétés tolérante de 133 jours).Ces variétés ont des cycles proches qui facilitent mieux l’étude comparative duphénomène de la toxicité ferreuse.138

Evaluation de la toxicité ferreuse sur la production du riz à Lotodenou dans le sud-BeninLes émondes de Senna siaméa et le tourteau de palmiste (tableau 2) sont appliquéscomme source d’éléments nutritifs organiques comparés aux éléments nutritifs minéraux(NPK Zn).Tableau 2 . Résultats d’analyse des échantillons de matière organique (%)Types de matières organiques N P K Ca MgTourteau de palmiste 4,54 0,01 0,83 0,40 0,89Emondes de Senna siaméa 2,38 0,30 0,63 0,88 0,25MéthodesLe dispositif expérimental est le bloc de Fisher complètement randomisé où on comparedes traitements minéral et organique associés à l’aspect variétal du riz.Les casiers sont de 5m x 2m et séparés par des disquettes où le riz es repiqué à une densitéde 0,20 m x 0,20 m.Au total, huit (8) traitements sont étudiés :• T1 : Bouaké x Témoin• T2 : Bouaké x NPKZn• T3 : Bouaké x Emondes• T4 : Bouaké x Tourteau• T5 : TOX 3100-44-1-2-3-3 x Témoin• T6 : TOX 3100-44-1-2-3- x NPKZn• T7 : TOX 3100-44-1-2-3- x Emondes• T8 : TOX 3100-44-1-2-3- x TourteauLe nombre de répétitions est de trois (k=3) à cause de la microvariabilité de la toxicitéferreuse sur le site expérimental.Les modalités d’application des éléments nutritifs minéral et organique se résument dansle tableau 27.139

Evaluation de la toxicité ferreuse sur la production du riz à Lotodenou dans le sud-BeninTableau 27 .FertilisationFertilisation Type d’engrais Doses Période d’applicationN Urée (46%) N100 1/3 au repiquage1/3 au tallage1/3 à l’initiation paniculaireP TSP (46% P2O5) P 50 RepiquageK KCl2 (60% K2O) K 80 RepiquageZn Zn Cl2 (98% ZnO) Zn 10 RepiquageOrganique Emondes de Senna siaméa 3 T/ha Préparation du solOrganique Tourteau de palmiste 3 T/ha Préparation du solObservations et paramètres mesurésLes observations concernent : la hauteur des plants, le tallage, les dates 100% floraison,le cycle végétatif et les manifestations ou symptômes de la toxicité ferreuse.A la récolte des paramètres sont mesurés et analysés, à savoir :• Nombre de talles au m²,• Nombre de panicules au m²,• Longueur des panicules,• Hauteur des plants,• Poids de 1000 grains,• % grains vides,• notation de la toxicité ferreuse (échelle 0-9),• rendement grains paddy.140

Evaluation de la toxicité ferreuse sur la production du riz à Lotodenou dans le sud-BeninRESULTATS ET DISCUSSIONSRésultats d’analyse chimiquesLe sol a une bonne texture limono-argilo-sableuse équilibrée. Le taux de perte au feu etcelui de la matière organique sont bons. Le taux relativement élevé de la matière organiques’explique par une faible activité microbienne en raison de l’acidité (pH

Evaluation de la toxicité ferreuse sur la production du riz à Lotodenou dans le sud-BeninTableau 29.Résultats d’analyses des feuilles de rizP2O5 Ca²+ Mg²+ K+ Fe totalBases totales (% 0 )Traitements H % Corg Nà 105°C % % 0 % 0 (ppm)T1 7,05 35,92 0,70 2,58 3,39 2,45 1,12 2664,5T2 9,12 36,41 0,98 3,60 3,95 2,78 0,57 3985,5T3 7,51 35,42 1,68 3,73 3,70 3,27 1,47 3806,5T4 7,18 41,33 1,26 3,20 3,83 2,83 0,31 3743,0T5 5,56 34,44 1,12 2,21 2,78 2,43 0,43 4789,5T6 9,36 37,64 1,68 2,90 2,54 2,36 1,31 4039,0T7 20,36 35,67 1,40 3,09 3,38 1,53 0,26 5315,0T8 20,11 39,36 1,40 3,06 3,46 1,61 1,64 3807,5Essai en champIl existe une différence significative entre les traitements (NPKZn > Emondes > Tourteau)pour le paramètre hauteur.Tableau 30.Hauteur des plants (cm)Objets Hauteur (cm) Indice (%) Classement test deNewman KeulsBouaké x Témoin82,37100B111,83136ABouaké x NPKZn 83,37101BBouaké x Emondes99,30121AB88,83108BBouaké x Tourteau 113,13137A116,60142ATOX 3100 x TémoinTOX 3100 x NPKZnTOX 3100 xEmondesTOX 3100 x Tourteau97,73119ABCV (%)Test FEcart-type7,609,887,51Pour le poids de 1000 grains, seul le traitement «BOUAKE x Tourteau »se dégage alorsque tous les autres s’équivalent. Le poids moyen de 1000 graines est de 26,83g.142

Evaluation de la toxicité ferreuse sur la production du riz à Lotodenou dans le sud-BeninTableau 31. Poids 1000 grains (g)ObjetsBouaké x témoinBouaké x NPKZnBouaké x EmondesBouaké x TourteauTOX 3100 x TémoinTOX 3100 x NPKZnTOX 3100 x EmondesTOX 3100 x TourteauCV (%)Test FEcart-typeHauteur (cm) Indice(%)26,90 10026,57 9926,57 10028,63 10626,27 9826,70 9925,90 9626,80 1002,504,160,68Classement test deNewman KeulsBBBABBBBLes traitements sont significativement différents NPKZn > Tourteau > Emondes > témoinpour le nombre de talles au mètre carré. La variété TOX 3100-44-1-2-3-3 talle mieuxque BOUAKE 189 dans ce site infesté par la toxicité ferreuse.Tableau 328. Nombre talles /m²Objets Hauteur (cm) Indice(%)Bouaké x Témoin6,33 10019,00 300Bouaké x NPKZn9,00 142Bouaké x Emondes12,00 1905,33 84Bouaké x Tourteau13,67 21610,00 158TOX 3100 x Témoin17,33 274TOX 3100 x NPKZnTOX 3100 x EmondesTOX 3100 x TourteauCV (%)Test FEcart-type14,3026,361,65Classement test deNewman KeulsDEACDBCEBCALes meilleurs rendements sont obtenus avec la variété TOX (variétés tolérante)comparativement à BOUAKE (variété sensible). Globalement le paramètre «fertilisation »donne le classement NPKZn > Tourteau > Emondes > témoin.143

Evaluation de la toxicité ferreuse sur la production du riz à Lotodenou dans le sud-BeninTableau 33 .Rendement (t/ha)ObjetsBouaké x TémoinBouaké x NPKZnBouaké x EmondesBouaké x TourteauTOX 3100 x TémoinTOX 3100 x NPKZnTOX 3100 x EmondesTOX 3100 x TourteauCV (%)Test FEcart-typeHauteur(cm)1,803,933,073,833,475,074,104,339,7021,980,36Indice(%)100218170213193282228241Classementtest deNewman KeulsDBCBCBABBTOX 3100 –44-1-2-3-3 et BOUAKE 189 ont des cycles végétatifs voisins (131 jourset 129 jours).On observe chez BOUAKE 189 un rabougrissement des plants, des feuilles décolorées(échelle de toxicité 7-9) ; la variété TOX présente des plants sains, des croissances ettallages normaux avec des colorations jaunes orangées sur les feuilles basales (note detoxicité 1-2).144

Evaluation de la toxicité ferreuse sur la production du riz à Lotodenou dans le sud-BeninTableau 34 .Effet de l’application d’éléments nutritifs minéral ouorganique sur les paramètres de rendement de deuxvariétés de rizNbre talles/m² NbrePoids de 1000 Rendement grains Echelle de toxicitéTraite-panicules /m² grains (g) (t/ha)ments BOUAKE TOX BOUAKE TOX BOUAKE TOX BOUAKE TOX BOUAKE TOX189 3100 189 3100 189 3100 189 3100 189 3100Témoin 6,33 5,33 13,00 36,33 26,90 26,27 1,80 3,47 9 2NPKZn 19,00 13,67 34,33 48,67 26,57 26,70 3,93 5,07 5 1Emondes 9,00 10,00 30,33 32,00 26,87 25,90 3,07 4,10 6 2Tourteau 12,00 17,33 32,37 45,67 26,63 26,80 3,83 4,33 6 2CV (%)Test FEcart-type14,326,361,656,320,632,412,54,160,689,721,980,36Test de Newman –Keuls seuil = 5%CONCLUSION• L’étude de la toxicité ferreuse sur la production du riz de bas-fonds a été conduitsur trois ans ; il se dégage les tendances suivantes:• l’application du zinc en combinaison avec le N, P ou K s’est révélé comme unetechnique assez efficace pour contrôler la toxicité ferreuse (N100 P50 K80Zn10);• les amendements organiques (tourteau de palmiste et émondes de Senne siaméaà la dose de 3 t/ha ont permis de réduire les manifestations de la toxicité ferreuse;• Cette voie est plus prometteuse car elle réduit le coût de production du riz auxpetits producteurs à faible revenu ;• Mieux cette alternative contribue à la sauvegarde de l’environnement ;• SUAKOKO 8 ou TOX 3100-44-1-2-3-3 donnent les meilleurs résultats parrapport à BOUAKE 189.Appuyé par des études physiologiques, le génie génétique peut également contribuerefficacement à lutter contre la toxicité ferreuse.145

Aperçu sur la toxicité ferreuse dans les sols de riziére de CasamanceAPERÇU SUR LA TOXICITE FERREUSE DANS LESSOLS DE RIZIÈRES DE CASAMANCEM. KhoumaISRA, SénégalResuméLe Sénégal est un pays grand consommateur de riz, 600 000 tonnes par an pour unepopulation estimée à 10 millions d’habitants en 2002, alors que la productiontoutes écologies confondues est d’environ 200 000 tonnes par an. Le Sénégaldispose cependant d’un potentiel en ressources naturelles lui permettant d’assurerune bonne partie de sa consommation en riz. L’exploitation de ce potentiel passepar la levée de certaines contraintes d’ordre socio-économique et biophysiqueparmi lesquelles on peut citer la salinité, l’acidité et la toxicité ferreuse. Nousdonnons ici un aperçu sur la toxicité ferreuse en Casamance.INTRODUCTION1. Origine et mécanisme de la toxicité ferreuseLes systèmes de riziculture irriguée ou submergée constituent 80 % de la superficie totalerécoltée en riz et 92 % de la production totale, (Achim et Fairhurst , 2000). Selon uneétude de l’ADRAO, 60 % des terres de bas-fonds en Afrique de l’Ouest et du Centrepeuvent être affectées par la toxicité ferreuse (ADRAO, 2002). La submersion desrizières crée des conditions spéciales peu riches en oxygène favorisant la réduction du feret d’autres substances dont la quantité est souvent toxique pour le riz. La toxicité ferreuseest importante en Afrique de l’ouest, particulièrement dans les bas-fonds ou la situationtopographique facilite l’apport de fer provenant des sols ferrugineux de plateau.Le fer est en grande partie sous forme de fer ferrique Fe 3+ dans les sols de plateauet sur les pentes. Dans ces situations topographiques il est sous forme insoluble. Le fersous cette forme est très peu absorbé par le riz et des cas de carence en fer ont pu êtrenotées sur les sols rouges ferrugineux tropicaux lessivés de plateau de Djibélor, en146

Aperçu sur la toxicité ferreuse dans les sols de riziére de CasamanceCasamance. Les conditions d’hydromorphie, favorisent la réduction du fer ferrique Fe 3+en fer ferreux Fe 2+. Dans les extraits aqueux de sols extrêmement acides les teneurs enfer soluble peuvent atteindre des concentrations de l’ordre de 700 mg/litre (Marius,1982). Des concentrations en fer dissous supérieures à 9 mol m -3 sont normalementtoxiques pour le riz mais une large gamme de tolérance peut exister parmi les variétés deriz (Nhung and Ponnamperuma, 1966). Certaines variétés (tolérantes) ont la possibilitéde créer un environnement oxydant dans la rhizosphère leur permettant de transformerle fer ferreux en fer ferrique, qui précipite en formant une gangue rouge autour des racines.L’absorption du fer ferreux par le riz peut être ainsi réduite. Ce mécanisme s’effectuegrâce au transport d’oxygène à travers les tissus aérifères. L’oxygène ainsi transportépermet de faire précipiter le fer ferreux en fer ferrique le long des racines, réduisant ainsil’absorption du fer soluble par le plant de riz. La concentration en fer dans les tissus nesemble pas être différente entre variétés sensibles ou tolérantes mais c’est plutôt lacapacité à minimiser la quantité de fer dans les parties vertes fonctionnelles qui ferait ladifférence (Audebert, in WARDA, 2002). Les mesures de 57 Fe faites par spectroscopieMossbauer (Kilcoyne et al., 2000) ont montré que le fer absorbé par les racines sousforme de Fe 2+ se retrouve dans les feuilles sous forme de Fe 3+ . Prade et al (1986) ontpu noter dans une expérimentation en Casamance deux périodes de pointe dans laformation et l’absorption du Fe 2+ . Une au cours de la première semaine du repiquage(toxicité ferreuse primaire) et la seconde, entre l’épiaison et la floraison (toxicité ferreusesecondaire).La toxicité ferreuse pénalise fortement les performances de la riziculturetraditionnelle en Basse et Moyenne Casamance où la plupart des sols rizicultivés dérivésde sédiments fluvio-marins qui constituent aussi le matériau parental des sols sulfatésacides (Khouma et Touré, 1982) sont très favorables à la manifestation de cette toxicité.2. Quelques caractéristiques de la Basse et Moyenne Casamance2.1. Situation géographique 1Située dans la partie sud du pays, la Basse et Moyenne Casamance couvre une superficiede 14 632 km 2 , dont 7 339 km 2 en Basse Casamance et 7 293 km 2 en MoyenneCasamance. Cette zone est limitée au Nord par la Gambie, au Sud par la Guinée Bissau,à l’Ouest par l’Océan Atlantique et à l’Est par la Haute Casamance (département deKolda).147

Aperçu sur la toxicité ferreuse dans les sols de riziére de CasamanceFigure 1 .Carte de situation de la Basse et Moyenne Casamance2.2. Caractéristiques physiques2.2.1. Pluviométrie.Le climat, de type soudanien à soudano-guinéen, est caractérisé par deux grandessaisons: une saison sèche (novembre - mai) et une saison pluvieuse (juin - octobre). LaBasse Casamance, avec l’influence de la mousson et des précipitations abondantes quien découlent, présente les totaux pluviométriques les plus élevés du pays avec unemoyenne de 1439 mm à Ziguinchor sur la période de référence (1922-1990) et de 1140mm sur celle qui va de 1971 à 1990 (données station météorologique du CRA de Djibélor1971-1990).Les variations inter-mensuelles des précipitations et les paramètres statistiquesmontrent que les maxima de précipitations sont enregistrés dans plus de 70 % des caspendant le mois d’août et 20 % pendant le mois de septembre.Au niveau de la Moyenne Casamance, la répartition mensuelle des pluies montreque 80 % des précipitations se produisent de juillet à septembre. La pluviométrie annuelleau niveau de Sédhiou de 1924 à 1993 (70 ans) indique une précipitation moyenne de148

Aperçu sur la toxicité ferreuse dans les sols de riziére de Casamance1223 mm. Cependant, depuis 1968 une importante diminution des quantités de pluies estobservée et depuis 1978, la zone reste déficitaire en volume d’eau (Posner, 1991)2.2.2. Températuresla moyenne annuelle des températures maximales journalières est de 34 °C, la moyenneannuelle des températures minimales journalières de 20,5 °C soit une moyenne annuellede températures de 27,3 °C.2.2.3. Evaporation potentielleD’après les calculs faits à partir des données journalières de la station synoptique deZiguinchor entre 1971 et 1995 (méthode PENMAN), l’évaporation potentielle moyenneannuelle est de 1964,7 mm.2.2.4. GéologieLa Basse et Moyenne Casamance est la partie méridionale du vaste bassin sédimentaireSénégalo-Mauritanien caractérisée par une nappe de recouvrement sablo-argileuseappelée Continental Terminal. Sur cette nappe, les différents phénomènes de sédimentation,de mouvements tectoniques, de transgressions et de régressions ont façonné des coudesbrusques, des bas plateaux mollement ondulés ou entourés d’alluvions et des vasières àmangroves.2.2.5. Types de solsOn trouve une vaste gamme de sols dans la zone agro-écologique de Basse et MoyenneCasamance répartis le long de la séquence topographique, avec de haut en bas les classessuivantes ( classification française CPCS, 1967) :les sols ferrugineux tropicaux et/ou ferrallitiques (sols rouges et sols beiges deplateau) ;les sols hydromorphes de transition (sols gris), situés en bas de pente, sont surtoutreprésentés en Moyenne Casamance;149

Aperçu sur la toxicité ferreuse dans les sols de riziére de Casamanceles sols hydromorphes des zones basses en amont des vallées secondaires etsouvent exempts de salinité ;les sols halomorphes, le long du fleuve Casamance et de ses affluents. Ce sontdes sols de mangrove et tannes appelés aussi sols sulfatés acides dont la genèseest orientée par les différentes transformations du soufre contenu dans ces sols.2.2.6. HydrographieLe fleuve Casamance, principal cours d’eau de la zone agro-écologique, prend sasource dans les environs de Fafacourou situé à une cinquantaine de km au Nord-Estde Kolda, et se jette à la mer à 250 km environ en aval de Ziguinchor. La largueurdu fleuve qui est en fait devenu un bras de mer depuis l’avènement de la sécheresse,varie de 50 m à Dianah-Malari à 8 km vers l’embouchure. La profondeur du chenalvarie de 20 m vers la Pointe Saint Georges à 1.50 m vers l’amont. L’eau du fleuveest salée pendant toute l’année. Cependant, à certains endroits, la concentration del’eau en sel peut atteindre trois fois celle de la mer en fin de saison sèche. La partieoccidentale de la Casamance présente un vaste réseau de marigots ou bolongs. Leprincipal affluent du fleuve est le Soungrougou qui prend naissance dans la forêt dePata.2.2.7. Caractéristiques des vallées avec forte toxicité ferreuseQuelques vallées présentant des manifestations de forte toxicité ferreuse ont lescaractéristiques suivantes :Vallée de KourouckCette vallée se caractérise par la prédominance de sables, plus de 84% de sablestotaux dans l’horizon de surface (0-20 cm) et des teneurs variant de 77 à 84 % pour laprofondeur 20-40 cm. le pH eau est fortement acide en surface à acide en profondeur.La conductivité électrique qui est un indicateur de la quantité de sels présents dansle sol est très faible dans tous les échantillons analysés, 0.13 mS/cm environ.La quantité d’azote total est très faible dans les sols de Kourouck, de l’ordre de0.5 g par kg de terre. La teneur en matière organique, calculée à partir du dosage du150

Aperçu sur la toxicité ferreuse dans les sols de riziére de Casamancecarbone, est inférieur à 1 % dans ces sols. Le phosphore dit assimilable est quasiindétectable.Il n’est présent qu’à l’état de traces.Il s’agit de sols peu évolués d’apport alluvial, peu structurés, avec une teneurélevée en sable. Ils sont très filtrants et possèdent une faible réserve facilementutilisable. Ils sont acides et pauvres en éléments nutritifs.Vallée de Bani (Bougoutoub)Cette vallée est à dominante limoneuse et limono-argileuse dans ses partiesmédiane et aval, comme en attestent les teneurs en éléments fins (argile et limon) quivarient de 39 à 50 % en surface et de 43 à 59% en profondeur.Le pH eau est très acide sur toutes les profondeurs échantillonnées avec desvaleurs de l’ordre de 4. Les faibles valeurs du pH KCl traduisent la présence probabled’aluminium échangeable dans ces sols. Les très faibles valeurs de conductivité électriqueindiquent une absence de salinité dans le sol. Les teneurs en azote total sont nettementsupérieures à celles de la vallée de Kourouck, malgré une relative faiblesse (1.08g parkg de terre en moyenne).Le taux de matière organique est autour de 1%. Le phosphore assimilable n’est présentqu’à l’état de traces. Ces sols possèdent une réserve en eau plus importante que celle dessols de la vallée de Kourouck, ainsi qu’un meilleur statut nutritionnel.Vallée de SounayeLa vallée de Sounaye est une vallée très hétérogène. Les sols y sont à dominanteargileuse avec présence de poches de sable par endroits. C’est aussi une vallée quiprésente un micro-relief marqué (une série de petites dépressions borde la vallée sur leflanc gauche). Deux points ont été échantillonnés dans cette vallée.La nature argileuse des sols se reflète très nettement dans les résultats d’analyseavec des teneurs en éléments fins variant de 84 à 97%. Le pH eau est très fortement acideavec des valeurs comprises entre 3.3 et 3.5 , il diffère très peu du pH KCl. Dansl’ensemble la salinité est très peu marquée avec des valeurs de conductivité électriquecomprises entre 0.1 et 0.4 mS/cm. Les teneurs en azote total peuvent atteindre 3.3 g parkg de sol.. Les teneurs en matières organiques se situent toutes entre 2.7 ‰dans ledeuxième horizon et 6.6 ‰en surface.151

Aperçu sur la toxicité ferreuse dans les sols de riziére de CasamanceA l’instar des autres sols, le phosphore assimilable n’est présent qu’à l’état de traces.Les sols de Sounaye sont ceux qui possèdent les propriétés analytiques les plusfavorables à la riziculture:- texture fine;- réserve en eau importante;- teneur en matière organique relativement importante.Les propriétés défavorables sont la très forte acidité du sol qui peut avoir commeconséquence une très grande libération d’éléments toxiques dans la solution du sol.3. Essai de criblage de variétés de riz par rapport à l’acidité et à la toxicitéferreuseDans le cadre des réseaux de l’ADRAO, l’ISRA a eu à étudier la réaction desnouvelles variétés sélectionnées à Rokupr en 1994 par rapport à la toxicité ferreuse,avec les objectifs suivants :• déterminer le niveau de tolérance des nouvelles sélections et introductions dansdes sites clés.• identifier des lignées qui pourraient être utilisées comme parents ou donneurs parles Systèmes Nationaux de Recherche Agricole dans les programmes desélection.Composition et dispositifLes lots sont composés de 267 entrées provenant pour l’essentiel de la station de Rokupr(Sierra-Léone).Les essais ont été implantés pendant la saison des pluies à la station de Djibélor sursol limono-argileux de bas-fonds, acide, non salin mais fortement affecté par latoxicité ferreuse (Tableau 21) .152

Aperçu sur la toxicité ferreuse dans les sols de riziére de CasamanceTableau 21.Caractéristiques du sol de l’essaiP H P H P ass. CEC K Na Ca Mg Fe Aleau Kcl Cmol/kg Cmol/kg Cmol/kg Cmol/kg Cmol/kg Cmol/kg Cmol/kg Cmol/kg4.2 3.7 9.9 11.5 0.05 0.11 2.35 0.19 0.93 0.73(source: Prade et Ottow, 1986)Les teneurs sont données en cmol/kg ou méq/100 g de sol.les entrées ont été élevées pendant 21 jours en pépinière avant d’être repiquées à raisonde 4 lignes de 5 mètres de long par entrée et un écartement de 20 cm sur la ligne et entrele lignes.SuiviLa conductivité électrique et le pH de l’eau de submersion ont été mesurés sur une basehebdomadaire du repiquage à la récolte. Le fer actif a été dosé dans le sol.RésultatsParmi les 267 numéros testés aucun n’a pu boucler son cycle. Une mortalitégénéralisée a été observée au moment de l’épiaison du riz.Le dosage du fer actif indique de très fortes teneurs pouvant atteindre 1456 ppm(tableau 22).Tableau 22.Teneurs du fer actif dans le solHorizon pH 1/5 CE 1/5 mS/cm Fer actif en ppmE7 0-20 cm 3.5 0.22 1058E7 20-40 cm 3.1 0.31 571E8 0-20 cm 3 0.38 1456E8 20-40 cm 2.9 0.35 930153

Aperçu sur la toxicité ferreuse dans les sols de riziére de CasamanceTableau 23. Teneurs en Fer totalParcelle Fer total en ppmE 7 16072E 8 16968Tableau 4. Quelques caractéristiques de l’eau de submersionParcelle pH Fe mg/lE7 sud 2.1 12.6E7 centre 2.9 39.6E7 nord 2.3 10.9E8 sud 2.0 9.6E8 centre 2.1 31.3E8 nord 2,1 8.6Les teneurs en fer total ont été particulièrement importantes, pouvant atteindre 16 000ppm en fin de cycle (Tableau 3). Ceci s’est traduit par un dépôt généralisé de fer amorphetapissant la surface des parcelles. Le cycle des variétés mises en place a été allongé parcette pression du fer.4. Conclusion et perspectivesLa toxicité ferreuse constitue une contrainte importante dans les systèmes rizicoles debas-fonds de la Moyenne et Basse Casamance pouvant se traduire par des pertes totalesde récoltes, comme en atteste l’essai de criblage mis en place à Djibélor.Plusieurs solutions peuvent être envisagées pour lutter contre la toxicité ferreusedans les rizières de Casamance. Une première solution passerait par l’identification devariétés tolérantes et adaptées aux autres contraintes biophysiques locales. Une deuxièmesolution serait d’améliorer la maîtrise de l’eau de submersion permettant de drainer les154

Aperçu sur la toxicité ferreuse dans les sols de riziére de Casamancerizières lorsque leur teneur en fer ferreux est excessive. Ceci nécessite cependant unebonne coordination des activités culturales à l’échelle des bas-fonds cultivés et unminimum d’aménagement pour le drainage. Une troisième solution non exclusive desautres serait une meilleure fertilisation des rizières, particulièrement par apport dephosphore et de potassium. Cette troisième solution est particulièrement recommandéepour combattre la toxicité ferreuse secondaire considérée comme une maladie de miseen culture qui disparaît aussitôt que les sols sont régulièrement fertilisés (Japon), (Pradeet al., 1986). Une autre solution consisterait à ne repiquer des plants de riz qu’après unepériode de submersion allant de 5 à 20 jours pour éviter le premier pic de production defer ferreux.Parallèlement aux efforts d’identification de matériel végétal adapté, des essaisrelatifs aux effets comparés du phosphogypse et du phosphate tricalcique sur la toxicitéferreuse seront entreprises en Casamance dans les années à venir.155

Aperçu sur la toxicité ferreuse dans les sols de riziére de CasamanceBIBLIOGRAPHIEAchim D et T Fairhurst. 2000. Rice: Nutrient Disorders and Nutrient Managementhandbook International Rice Research Institute and Potash and Phosphate Institute.C.P.C.S. 1967. Classification des sols, INRA-ORSTOM, France. 95 p.Kilcoyne SH, Bentley PM, Thongbai P, Gordon DC et BA Goodman. 2000. Theapplication of 57 Fe Mossbauer spectroscopy in the investigation of iron uptake andtranslocation in plants. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 160(2000) 157±166.Khouma M et M Touré. 1982. Effects of lime and phosphorus on the growth and yieldof rice in acid sulphate soils of the Casamance (Senegal). In: Proceedings of theBangkok symposium on acid sulphate soils, pp 237-248. Edited by H. Dost andN. van Breemen. ILRI Publication 31.Marius C. 1982. Acid sulphate soils of the mangrove area of Senegal and Gambia. InProceedings of the Bangkok symposium on acid sulphate soils, p 103-132. H. Dostand N. van Breemen (eds). ILRI Publication 31.Nhung, M M and F N Ponnamperuma. 1966. Effects of calcium carbonate, manganesedioxide, ferric hydroxide, and prolonged flooding on chemical and electrochemicalchanges and the growth of rice in a flooded acid sulphate soil. Soil Sci. 102 : 29-41Plan Stratégique Basse et Moyenne Casamance, Institut Sénégalais de RecherchesAgricoles (ISRA), Dakar 69 p.Posner, LJ. 1991. Contribution à la connaissance agronomique de la Basse Casamance,Synthèse bibliographique ; Etudes et documents Vol. 4 n°9 1991. ISRA, Dakar,Sénégal. Plan Stratégique Régional de Basse et Moyenne Casamance 1998-2003,1998Prade K, Ottow JCG et V Jacq. 1986. Excessive iron uptake (iron toxicity) by wetlandrice (Oryza sativa L.) on acid sulphate soil in the Casamance/ Senegal, ILRIPublication 44, selected papers of the Dakar Symposium on Acid Sulphate Soils. HDost (ed). Wageningen: The Netherlands. pp 150-162.WARDA Annual Report. 2001–02.156

Quelques aspects de l’importance de la toxicité ferreuse en Afrique de l’OuestQUELQUES ASPECTS DE L’IMPORTANCE DE LATOXICITÉ FERREUSE EN AFRIQUE DE L’OUESTMamadou Chérif 1 , Mamadou Fofana 1 ,Alain Audebert 2 , Michel Zouzou 31ADRAO, Association pour le Développement de la Riziculture en Afrique de l’Ouest, 01 BP 2031Cotonou, Benin.2CIRAD, Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement,Département CA, TA 70/01 34398 Montpellier Cedex 5, France.3Laboratoire de Physiologie Végétale, UFR-Biosciences, Université de Cocody-Abidjan 22 BP 582Abidjan 22, Cote d’Ivoire.RésuméLa culture du riz en condition de bas-fond, en zone tropicale, est fréquemmentconfrontée au problème de la toxicité ferreuse. Cette contrainte de type édaphiqueest très souvent observée dans les bas-fonds ouest africains. C’est un désordrenutritionnel associé à d fortes concentration de fer sous sa forme ferreuse dans lasolution du sol. Ce fer ferreux absorbé en abondance par le plant de riz, seconcentre dans les feuilles, entraînant alors une décoloration des limbes, uneréduction du tallage, de la taille des plants, et provoque une baisse importante desrendements. Cette contrainte a fait l’objet d’une étude sous forme d’enquête danstrois pays de la sous région ouest africaine (Guinée, Côte d’Ivoire et Ghana).L’objectif était de quantifier l’impact de la contrainte sur la production rizicoledans les zones étudiées. Cette enquête a porté sur plus de 4600 parcelles repartisentre 757 bas-fonds. Plus de 50% des bas-fonds et environ 60% des parcellescultivées en riz sont intoxiqués. Par ailleurs, 10% de ces bas-fonds ont étéabandonnés en raison d’une pression de toxicité ferreuse trop importante. Lesrésultats montrent également que plus de 55% des surfaces rizicoles sont affectéespar la contrainte. L’impact sur le rendement est aussi significatif puisque lesparcelles infectées peuvent perdre en moyenne jusqu’à 54% de leur potentiel deproduction par rapport aux parcelles saines.Mots clés : toxicité ferreuse, enquête, Côte d’Ivoire, Ghana, Guinée.157

Quelques aspects de l’importance de la toxicité ferreuse en Afrique de l’OuestINTRODUCTIONLes conditions réductrices généralement rencontrées dans les sols de bas-fond, favorisentla transformation des ions fer ferriques en ions fer ferreux. L’accumulation de ces derniersest à l’origine de la toxicité ferreuse l’une des contraintes édaphiques majeures de lariziculture ouest africaine. C’est un désordre nutritionnel caractérisé entre autre par unbrunissement ou un jaunissement des feuilles, un chute de la production de 10 à 100%selon le niveau de fer dans la solution du sol et la tolérance du cultivar (Masajo et al.,1986; Abifarin, 1988, 1989).Cette contrainte largement répandue en Afrique de l’ouest est mal connue quant à sonimpact réel sur les surfaces et la production rizicole. C’est pour répondre à ce besoin,qu’une étude a été conduite sur le terrain pendant les campagnes rizicoles 2000-2001.Cette étude avait pour objectif de collecter le maximum d’informations sur la contrainte,notamment les surfaces rizicoles réellement infectées, l’intensité des symptômes foliaireset l’impact de la contrainte sur la production rizicole dans les zones étudiées. Ce quipermettrait à terme de créer une base de données géo-referencée sur le sujet.MATÉRIEL ET MÉTHODESCette étude, conduite pendant les campagnes rizicoles 2000 et 2001 a concernée troispays (Côte d’Ivoire, Ghana et Guinée) sélectionnés pour leur importance dans laproduction rizicole de l’Afrique de l’Ouest, leur grande diversité de condition écologiqueset leur facilité d’accès.Des zones de travail, centrées sur une localité ont été définies afin de couvrirtoutes les régions productrices de riz dans chaque pays étudié. Ainsi 36 localités au totalont été identifiées et se repartissent comme suite sur l’ensemble des trois pays : 8 localitésen Guinée (dont 5 en Guinée forestière, 2 en Guinée maritime et 1 en haute Guinée), 13localités en Côte d’Ivoire (dont 6 sont situées en zone forestière et 7 en zone de savane)et 15 au Ghana mais toutes situées en zone forestière.Les Instituts nationaux de recherche que sont le Centre National de RechercheAgronomique (CNRA) en Cote d’Ivoire, l’Institut de Recherche Agronomique deGuinée (IRAG) en Guinée et le Crops Research Institute (CRI) au Ghana ont fourni lesenquêteurs. Ces derniers ont été formés à mieux connaître les caractéristiques de lacontrainte, à l’identifier et à la noter. L’utilisation du GPS (Global Positioning System)158

Quelques aspects de l’importance de la toxicité ferreuse en Afrique de l’Ouestet la méthodologie générale de l’étude ont fait chacune l’objet d’un module de formation.Autour de chaque localité, et dans un rayon de 50 Km, l’enquêteur avait à géo-référencerà l’aide de son GPS le maximum de bas-fond sans tenir compte de leur niveaud’intoxication par le fer. En outre, les parcelles dans les bas-fonds ont également été géoréférencées.Ce protocole a été correctement suivi sauf au Ghana où l’enquête a étéprioritairement centrée sur les zones déjà reconnues comme potentiellement toxique enfer par le Crops Research Institute.Les informations à recueillir étaient diverses et spécifiques à trois niveauxd’échelle : i) à l’échelle du bassin versant, ii) à l’échelle du bas-fond et iii) à celle de laparcelle. Ces informations étaient sous forme d’un questionnaire que chaque enquêteurdevait remplir.RÉSULTATS ET DISCUSSIONCaractéristiques du milieu et leurs influences sur la toxicité ferreuse :1 - Les Bassins versantsLes bas-fonds étudiés ont été divisés en deux types en fonction de la pente deleur basin versants. Les bas-fonds de type 1 sont ceux dont les deux versants ont despentes inférieures à 5 %. Par contre ceux du type 2 sont les bas-fonds dont au moins undes deux versants a une pente supérieure à 5 %. Les deux types de bas-fonds sontfréquents sur tous les sites étudiés avec toute fois une prédominance pour le type 2 (63.9% sur l’ensemble des trois pays).Les bassins versants sont principalement utilisés (52 %) pour l’agriculture.Cependant cette proportion diffère selon les pays. En Côte d’Ivoire, moins de la moitié(43 %) de la superficie du bassin versant est mise en valeur alors qu’au Ghana et en Guinéeles superficies agricoles atteignent respectivement 58 et 56 % de la superficie du bassinversant (Tableau 12).Ces différents facteurs (pente et taux d’occupation du bassin versant) influencentconsidérablement l’intensité de la toxicité ferreuse dans le bas-fond. En effet lessymptômes visuels de toxicité ferreuse dans le bas-fond seront d’autant plus visibles etimportants que la pente et la mise en valeur du bassin versant sont importantes (Tableau13). La pente des versants favorise la lixiviation et le transport des éléments minéraux dusol (dont le fer) du haut vers le bas du versant où ils s’accumulent. Cette accumulation159

Quelques aspects de l’importance de la toxicité ferreuse en Afrique de l’Ouestd’éléments minéraux dans le bas-fond dépend également des conditions et de l’importanced’utilisation des versants. En effet, le défrichement des sols des bassins versants, accentueaussi les phénomènes d’érosion. Ainsi plus le bassin versant est mis en valeur (tauxd’occupation plus important) plus les symptômes visuels sur le riz dans le bas-fond sontmarqués.2 – Les bas-fondsLes bas-fonds étudiés ont été classés en 3 catégories en fonction de leur niveaud’aménagement et de la maîtrise de la gestion de l’eau par les paysans dans les parcellescultivés. Les bas-fonds de la première catégorie, sont ceux au niveau des quels la maîtrisede l’eau est bonne. Ce qui sous entend que les drains et les canaux d’évacuation existent,sont bien entretenus et que le paysan contrôle parfaitement les variations du niveau del’eau dans les parcelles pendant toute la durée de la culture. La deuxième catégorieregroupe les bas-fonds dans lesquels la maîtrise de l’eau est moyenne du faited’infrastructure plus ou moins existantes et entretenues avec une gestion de l’eau à laparcelle mal adaptée. La maîtrise de l’eau est mauvaise au niveau des bas-fonds de latroisième catégorie. Dans ces bas-fonds, le paysan ne maîtrise pas le niveau de l’eau dansles parcelles au cours de la culture (excès ou déficit) par manque d’ouvrage ou mauvaisegestion de l’eau. Le tableau 14 montre que sur l’ensemble des trois pays, les bas-fondsétudiés ne sont pas ou sont très peu aménagés. Cependant il existe de grandes différencesentre la Côte d’Ivoire, le Ghana et la Guinée en fonction des politiques agricoles en coursdans chaque pays.L’aménagement des bas-fonds et la gestion de l’eau dans les parcelles par lespaysans, ont une influence directe sur l’intensité de la toxicité ferreuse et par conséquentsur le rendement en grain des parcelles cultivées. En effet le tableau 15 montre que meilleurest la maîtrise de l’eau, plus élevés sont les rendement moyens dans les parcelles. En outre,la différence entre les rendements moyens des parcelles saines et celles infectées n’est passignificative lorsque la maîtrise de l’eau est bonne.Distribution et intensité de la toxicité ferreuseCette enquête révèle que la toxicité ferreuse est très présente dans les trois pays. En effetelle a été signalée sur tous les sites étudiés. Par ailleurs plus de la moitié des superficiesparcellaires est intoxiquée sur toute l’étendue de la zone étudié. Cependant cette160

Quelques aspects de l’importance de la toxicité ferreuse en Afrique de l’Ouestinfestation des bas-fonds n’est pas homogène aussi bien à l’échelle du site, du bas-fondet parfois même de la parcelle. Ainsi deux site voisins (distants de quelques kilomètres)ou deux bas-fonds du même site ou encore deux parcelles appartenant au même bas-fondpeuvent avoir des taux d’infestation très différents. Néanmoins au niveau de chaque paysde grandes zones peuvent être définies. Ainsi, en haute guinée et en guinée forestière, lesbas-fonds sont moins et très affectés respectivement par la contrainte.En Côte d’Ivoire, les zones Est (Bondoukou et Abengourou) et Nord-est(Odiéné) sont faiblement intoxiqués. Par contre le reste du pays peut être considérécomme plus sévèrement atteint par la contrainte.Au Ghana la majorité des bas-fonds étudiés (60%) sont moyennement oufortement affectés par la toxicité ferreuse. Ce fort taux d’infestation est en partie dû auprotocole adopté dans ce pays. (fig. 1)Impact sur les rendements et méthode de lutteAfin de mieux apprécier l’impact de la toxicité ferreuse sur la production rizicole, lesrendements ont été estimés à l’échelle de la parcelle. Ainsi, les parcelles ne présentantaucun symptômes visuel ou parcelles saines (note visuelle =1) ont une productionmoyenne de 1.71 tha -1 alors que les parcelles intoxiquées (note visuelle >1) ont unrendement moyen de 1.52 tha -1 . Ce qui représente un baisse moyenne de production de11.11% par rapport au rendement moyen des parcelles saines.La figure 2 montres que, les rendements moyens parcellaires baissent avec lerendement d’autant plus considérablement que les symptômes visuels foliaires sont plusvisibles. Ces résultats confirment ceux de Sahrawat et Diatta (1994), Audebert etSahrawat (2000) et Yoshida (1981).Plusieurs techniques culturales permettent de réduire considérablement les effetsde la toxicité ferreuse sur la production. Il s’agit notamment du type de semis (semis direct,semis à la volée et le repiquage), de la gestion de l’eau dans les parcelles cultivées et del’emploi de fertilisant. En effet, les rendements moyens obtenus avec le semis parrepiquage sont significativement plus importants que ceux obtenus avec le semis direct oule semis à la volée (Tableau 16). Le repiquage des jeunes plants de riz après une périodede germination en pépinière leur confère une maturité physiologique qui leur permet deréduire l’effet toxique du fer.161

Quelques aspects de l’importance de la toxicité ferreuse en Afrique de l’OuestPar ailleurs, les rendements moyens augmentent avec le niveau de maîtrise del’eau. Dans le cas d’une bonne maîtrise de l’eau, il n’existe pas de différences significativesentre les rendements moyens des parcelles saines et ceux des parcelles contaminées.De même, l’apport de fertilisant (en général chimique) réduit considérablementles pertes de production due à l’excès de fer. Toutefois, la différence entre les rendementsmoyens des parcelles saines et ceux des parcelles infestées demeurent significative(Tableau 16). Ces observations sont conformes à celles faites par Sahrawat et al. (1996)et Audebert et al. (2000).Tableau 12 . Utilisation du bassin versant pendant les campagnes rizicoles 2000-2001Côte d’Ivoire Ghana Guinée TotalSuperficie du Bassin Versant (ha) 19806 2770 6587 29162Habitat (%) 7.57 0 8.72 5.43Agriculture (%) 43.18 57.85 55.65 52.24Non exploitées (%) 49.25 42.15 35.60 42.33Tableau 13 .Intensité de la toxicité ferreuse dans le bas-fond en fonction de la penteet de la mise en valeur du bassin versant (%).Infection Pentes élevées (>5%) Taux d’occupation du(%) bassin versant (%)Faible 60 64Moyenne 66 77forte 72 82162

Quelques aspects de l’importance de la toxicité ferreuse en Afrique de l’OuestTableau 14 . Répartition des bas-fonds en fonction de la maîtrise de l’eau (%)Maîtrise de l’Eau Côte d’Ivoire Ghana Guinée EnsembleBonne 8.29 35.51 23.76 14.90Moyenne 40.05 0.94 27.42 34.26Mauvaise 51.66 63.55 48.82 50.84Tableau 15 .Effet de la toxicité ferreuse sur le rendement parcellaire (t/ha) enfonction de la technique culturaleMaîtrise de l’eauBonne Moyenne MauvaiseParcelles saines 2.65 ax 1.63 bx 1.51 bxParcelles. infectées 2.50 ax 1.35 by 1.31 byMoyenne 2.55 1.44 1.42Effet maîtrise de l’eau ***Significatif au seuil de 5% a, b, c = comparaisons horizontales x, y = comparaisons verticales163

Quelques aspects de l’importance de la toxicité ferreuse en Afrique de l’OuestTableau 16 .Effet de la toxicité ferreuse sur le rendement parcellaire (t/ha) enfonction de la technique culturaleRendement parcellaire (t/ha)Type de lémisUtilisation d’engraisRepiquage Volée Direct Avec Sans engraisengrais MoyenneParcelles saines 1.87 ax 1.38 bx 0.59 cx 2.28 ax 1.45 bx 1.71Parcelles. infectées 1.62 ay 1.14 by 0.79 cx 1.75 ay 1.36 by 1.52Moyenne 1.72 1.25 0.69 1.94 1.40 1.60Effet toxicité ** *Effet type de semis ** -Effet maîtrise de l’eau - -Effet engrais - **Significatif au seuil de 5% a, b, c = comparaisons horizontales x, y = comparaisons verticalesFigure 6 .Cartographie des symtômes de toxicité ferreuse par sites d’enquête.Années 2000-2001.164

Quelques aspects de l’importance de la toxicité ferreuse en Afrique de l’Ouest2.01.51918(41%) 1550(34%)856(19%)Grain Yield (t ha -1 )1.00.5230(5%)53(1%)0.0Figure 7 .1 3 5 7 9ScoreRendement et fréquence des parcelle selon les symptômes de toxicitéferreuse. Années 2000-2001.CONCLUSIONCette enquête confirme que la toxicité ferreuse est l’une des contraintesédaphique majeurs de la riziculture ouest africaine eu égard aux superficies infectées. Parailleurs, elle a permis d’avoir les premiers éléments d’une base de données géoréférencéessur le sujet. Les dégâts (superficie, baisse de rendement) causées par latoxicité ferreuse semblent liées aux conditions de cultures de la parcelle, du bas-fond maiségalement du bassin versant.165

Quelques aspects de l’importance de la toxicité ferreuse en Afrique de l’OuestBIBLIOGRAPHIEAbifarin, A O. 1988. Grain yield loss due to iron toxicity. WARDA Technical Newletter8 (1) : 1-4.Abifarin, A O 1989. Progress in breeding rice for tolerance to iron toxicity WARDAAnnual report : 34-39.Audebert, A and Sahrawat, K L. 2000. Mechanisms for iron toxicity tolerance inlowland rice. Journal of Plant Nutrition, 23: 1877-1885.Masajo, T M, Alluri, K Abifarin, A O and D Janakiram 1986. Breeding for highand stable yields in Africa, in the wetlands and rice in sub-Saharan Africa. (Eds.)A S R. Juo and J A Lowe, Ibadan, Nigeria. 107-114.Sahrawat, K L and Diatta S. 1994. Effet de la gestion des éléments nutritifs et de la saisonsur la toxicité ferreuse. Rapport Annuel ADRAO, 34-35.SAS Institute Inc. 1989. SAS/STAT user’s guide, version 6, 4 th ed., vols.1 and 2.SAS Institute, Inc., Cary, NC.Yoshida, S. 1981. Fundamentals of Rice Crops Science. International Rice ResearchInstitute (IRRI), Manila, Philipines.166

Evaluation de la relation entre les méthodes sélectionnées de l’extraction du Fe et quelques caractèresde la croissance du rizEVALUATION DE LA RELATION ENTRE LESMÉTHODES SÉLECTIONNÉES DE L’EXTRACTIONDU FE ET QUELQUES CARACTÈRES DE LACROISSANCE DU RIZL.T. Narteh 1 et K.L. Sahrawat 21Centre du riz pour l’Afrique, 01 BP 2031, Cotonou, Bénin (précédemment Crops Research Institute,P.O. Box 3785, Kumasi. Courriel: l.narteh@cgiar.org2Centre du riz pour l’Afrique, 01 BP 2031, Cotonou, Bénin)ResuméLes symptômes de la toxicité ferreuse dans les systèmes de riziculture de bas-fondssont causés par un déséquilibre des éléments nutritifs en présence d’un excès (>50mg l -1 ) de fer ferreux dans la solution du sol des nombreux sols ferrallitiquesd’Afrique de l’Ouest. Bien que beaucoup de réactifs de laboratoire soient utilisésdans l’évaluation de la disponibilité du Fe dans la nutrition des plantes de grandeculture, il n’y a pas eu une étude systématique sur la façon dont les nombreusesméthodes standards d’extraction du Fe s’appliquent aux sols rizicoles riches en feren Afrique de l’Ouest. Cette étude présente le rapport sur des évaluations réaliséesen laboratoire et en serre dans le but d’évaluer la façon dont quatre (4) méthodesd’extraction du Fe couramment utilisées se rapportent à certains paramètressélectionnés de la croissance du riz. Quinze sols rizicoles provenant de cinqprincipaux pays producteurs de riz en Afrique de l’Ouest ont été utilisés pourl’étude. Des méthodes standards ont été utilisées pour les extractions avec del’acide diéthylènetriamine pentacétique (DTPA) et de l’acide éthylène diaminetétracétique (EDTA). Pour l’extraction de NH 4 -oxalate, deux étapes étaientnécessaires. D’abord, l’extraction de l’acétate d’ammonium a été faite en utilisant2 g de terre, secoués avec 20 ml de 143 M NH 4 OAc. Ensuite le Fe a été extrait ensecouant la terre avec de l’oxalate d’acide [0.2M (NH 4 )2C 2 O 4 .H 2 O et 0.2MH 2 C 2 O 4 ] pendant 4 heures dans le noir dans une solution de sol avec un ratio de1:40. Le Fe dans les extraits a été analysé par spectrométrie d’absorptionatomique. Le total d’oxyde libre a été mesuré en utilisant la méthode du citrate –dithionate. Les expérimentations dans des pots en serre, qui ont été placés dans un167

Evaluation de la relation entre les méthodes sélectionnées de l’extraction du Fe et quelques caractèresde la croissance du rizdispositif complètement randomisé (RCBD) avec trois répétitions en utilisant troiscultivars de riz couramment cultivés, ont été faites avec les caractéristiques decroissance des plantes sélectionnées, notamment le poids total de la matière sèchedu plant de riz, le poids de la matière sèche des pousses de riz, le poids des racinessèches du riz, le nombre de talles du riz par poquet et la hauteur des plantes descultivars, ont été évalués. Les plantes ont été fertilisées avec les doses recommandéesde PK Zn, et une autre expérimentation a été réalisée sans application d’élémentsnutritifs. De fortes relations significatives (r = 0.94; pOxalate-Fe>Na-dithionate-Fe>et DTPA-Fe (pSuakoko 8 > CK4 (p

Evaluation de la relation entre les méthodes sélectionnées de l’extraction du Fe et quelques caractèresde la croissance du rizplantes de riz cultivées sur ces types de sols développent des symptômes de toxicitéferreuse.Beaucoup de méthodes ont été employées dans les essais visant à évaluer ladisponibilité du Fe dans les sols. Par exemple, le Fe soluble dans l’eau a été déterminédans certaines études par Sideris et Krauss (1934), mais très fréquemment, avec l’eauseule, le fer est inexistant ou extrait en petite quantité. La présence d’agents réducteursdans la solution d’extraction augmente la quantité de fer obtenue de l’échantillon. Thorne(1941) a utilisé 0,5 % d’acide oxalique ; Thorne et Wallace (1944) ont utilisé 0,2 %d’hydroquinone dans NH 4 Oac ; et plusieurs autres chercheurs ont utilisé des acides diluésou des solutions tampons de faible pH comme solutions d’extraction. Peech et English(1944) ont utilisé NaOAc avec 4,8 de pH. Olson et Carlson (1950) ont employé 1NNH 4 OAc avec 4,8 de pH et Jackson (1958) a décrit l’utilisation de 1NNH 4 OAc avec3,0 de pH.D’autres recherches ont impliqué l’utilisation d’agents chélateurs pour les testsdu Fe dans le sol. Johnson et Young (1968) ont trouvé que le Fe extrait avec de l’éthylènediamine (acide di- hydroxy phényle acétique) (EDDHA) corrélait bien avec la chlorosedu Fe de sudangrass. La chélation du fer par acide éthylènediaminetétracétique (EDTA),acide cyclohexanediamine tétra acétique (CDTA) et acide diéthylènetriamine pentacétique(DTPA) a été significativement limitée par le Ca. Les procédures les plus largementutilisées pour l’évaluation du Fe du sol aux plantes ont été EDTA (Borggaard, 1979),DTPA (Lindsay et Norvell, 1978) et une modification de la procédure de DTPA danslaquelle la solution d’extraction est tamponnée par du bicarbonate d’ammonium (AB -DTPA) (Soltanpour et Schwab, 1977). Loeppert et Hallmark (1988) ont expliqué quele Fe extractible de l’oxalate d’ammonium est en partie disponible chez le sorgho et lesoja. Schwertmann (1973) a indiqué que l’oxalate d’acide peut être utilisé comme mesurede la quantité d’oxyde de fer amorphe ou plus généralement comme mesure de l’‘activité’des oxydes de fer ou en faible quantité des oxydes de Fe cristallin dans le sol(Schwertmann, 1964 ; Blume et Schwertmann, 1969). Campbell et Schwertmann169

Evaluation de la relation entre les méthodes sélectionnées de l’extraction du Fe et quelques caractèresde la croissance du riz(1984) ont observé une relation linéaire entre l’oxalate d’ammonium de Fe soluble et enfaible quantité du Fe cristallin (Ferrihydrite).Des études sur le stress de la toxicité ferreuse chez le riz en Afrique de l’Ouestont mis sur la table la nécessité d’avoir une méthode fiable et reproductible de l’extractiondu fer pour les nombreux différents sols. Bien que beaucoup de réactifs aient été testésà grande échelle et de façon globale, la connaissance de leur évaluation directe avec lessols rizicoles en Afrique de l’Ouest fait encore défaut. L’étude rapportée ici a été doncfaite dans le but d’évaluer l’efficacité de quatre réactifs courants de laboratoire utiliséspour l’extraction du fer. Les objectifs étaient les suivants :i) évaluer la relation entre les méthodes courantes d’extraction en laboratoire ;ii) évaluer la relation qui existe entre les caractères de croissance sélectionnés et aussientre ces caractères et les méthodes d’extraction du Fe en laboratoire.MATÉRIELS ET MÉTHODESLes sols et leur caractérisationLes 15 sols utilisés étaient représentatifs des cinq principaux pays producteurs de riz oùla toxicité ferreuse du riz est connue comme étant un stress majeur dans les sols rizicolesde bas-fonds.Les caractéristiques chimiques sélectionnées sont présentées dans le Tableau 1.Les sols ont été collectés en surface (0-15 cm) dans les rizières en condition humide etgardés dans des sacs en polythène jusqu’à leur arrivée à M’bé, Côte d’Ivoire où ils ontété débarrassés des matières étrangères (racines, cailloux, etc). Après un mélangehomogène, les échantillons ont été séchés à l’air et moulus et tamisés à l’aide d’un tamisde 2 mm de mailles avant l’analyse. Les sols ont été classés (FAO, 1988). Pour lesanalyses des sols, le pH a été mesuré à l’aide d’une électrode en verre en utilisant H 2 Oau ratio de 1:2,5. L’analyse des particules a été faite en utilisant la méthode de la pipette(Gee et Bauder, 1986). Le C organique a été déterminé en utilisant la méthode deWalkley et Black (Nelson et Sommers, 1982). La capacité d’échange de cation (CEC)des échantillons a été déterminée comme cela est décrit par Chapman (1965).170

Evaluation de la relation entre les méthodes sélectionnées de l’extraction du Fe et quelques caractèresde la croissance du rizExtraction du ferL’extraction de l’acétate d’ammonium a été faite en utilisant 2 g de terre, secoués avec20 ml de 143 M NH 4 OAc. Le Fe a été extrait en secouant la terre avec l’oxalate d’acide[0,2M (NH 4 )2C 2 O 4 .H 2 O et 0,2M H 2 C 2 O 4 ] pendant 4 heures dans le noir dans unesolution de terre au ratio de 1:40. 22. (Shahandeh et al., 1994). Le Fe contenu dans lesextraits a été analysé par spectrométrie d’absorption atomique. Le total d’oxyde libre aété mesuré en utilisant la procédure du citrate-dithionate de Holmgren (1967). Dans cetteextraction, 2 g de terre ont été utilisés en présence d’une solution de Na 2 S 2 O 4 fraîchementpréparée dans une solution avec Na 3 C 6 H 5 O 7 .5H 2 O (pentahydrate de citrate de sodium).Le Fe extractible de EDTA a été mesuré à l’aide de la méthode proposée par Borggaard(1979). Une solution fraîche avec une normalité de 0.01N tamponnée à 4,8 de pH a étéextraite avec 4 g de sol. Le Fe extractible de DTPA a été aussi déterminé comme proposépar Lindsay et Norvell (1978). Dans cette méthode, 10 g de terre ont été extraits avecune solution de triéthanolamine (TEA), d’acide diéthylènetriamine pentacétique (DTPA)et de CaCl 2 .H 2 O.Expérience dans des pots en serreCette expérience a impliqué l’application de PKZn à trois variétés de riz (Bouaké 189,une variété sensible ; CK 4 et Suakoko 8 comme variétés tolérantes). L’azote a été excluparce qu’on a pensé que son application allait compliquer les résultats. Mulleriyawa(1966) a donné à penser que la carence en azote n’entraîne pas une absorption plusélevée en fer, mais au contraire, des niveaux élevés d’azote peuvent même stimulerl’absorption excessive de fer. Les expérimentations qui ont été conduites dans undispositif en blocks complètement randomisé (RCBD) sur 15 sols et trois (3) variétés deriz avec trois (3) répétitions avaient un total de 135 pots. Deux plantes par pot de chacunedes variétés de riz testées ont été laissées après démariage sur 5 à 8 plantules qui avaientété semées par pot de 4 kg de terre sèche. Les terres ont été préalablement moulues ettamisées avec un tamis de 2 mm de mailles. Les terres ont été submergées et les variétésont été plantées en conditions de submersion jusqu’à 9 semaines lorsqu’elles ont atteintle tallage maximum.Les terres ont été fertilisées avec du triple superphosphate pour donner 50 mgde P par kg -1 de sol, une muriate de potasse pour donner 50 mg de K par kg -1 de sol -1et avec de l’oxyde de zinc pour donner 10 mg de Zn par kg -1 de sol avant le semis. Lesparamètres de rendement tels que la hauteur des plantes et le nombre de talles ont été171

Evaluation de la relation entre les méthodes sélectionnées de l’extraction du Fe et quelques caractèresde la croissance du rizenregistrés. Les plantes récoltées ont été soigneusement lavées à l’eau de robinet, etséchées à 50 ° C pendant une semaine dans un four. Les poids des matières sèches ontété enregistrés et les matériels des plantes ont été ensuite écrasés pour analyse. Le Fe aété déterminé par spectrophotométrie d’absorption atomique et les données ont étéstatistiquement analysées en utilisant le logiciel statistique MSTATC (1988). Uneexpérimentation témoin a été réalisée dans laquelle aucun élément nutritif de plante n’a étéajouté.RÉSULTATS ET DISCUSSIONLe sol 3 a enregistré la plus grande quantité du total de Fe extractible (TF) (71025 mgkg -1 sol) et le sol 2 a enregistré la plus petite valeur (3565 mg kg -1 sol) pour TF (Tableau2). De façon générale, le Fe extractible du dithionate a enregistré les valeurs les plusélevées de Fe extractible que les autres trois méthodes d’extraction, tandis que c’estDTPA qui a enregistré les plus petites valeurs.Des relations fortes et significatives (r = 0.94; p

Evaluation de la relation entre les méthodes sélectionnées de l’extraction du Fe et quelques caractèresde la croissance du rizde l’engrais sur ces paramètres. Les données sur la concentration du fer dans les deuxexpérimentations, fertilisées et non fertilisées (Tableau 9), ont montré que l’addition dePKZn accroît généralement les quantités de fer (concentration) dans les trois variétés.Comme on s’y attendait, le poids total de la matière sèche a enregistré descoefficients de corrélation élevés (r = 0.95-0.97; p< 0.001) avec le poids des poussessèches chez toutes les trois variétés à la fois dans les expérimentations fertilisées et cellesnon fertilisées (Tableau 10). Il y avait une forte corrélation significative (r = 90 ; p

Evaluation de la relation entre les méthodes sélectionnées de l’extraction du Fe et quelques caractèresde la croissance du rizaucun élément nutritif n’a été appliqué aux variétés de riz. Le résultat par ordre degrandeur était : EDTA-Fe>Oxalate-Fe>Na-dithionate-Fe> et DTPA-Fe (en utilisantp Suakoko 8 > CK4 (en utilisant p

Evaluation de la relation entre les méthodes sélectionnées de l’extraction du Fe et quelques caractèresde la croissance du rizCONCLUSIONSLes résultats ont montré que les caractères de la croissance de la plante et leur relationavec certaines méthodes d’extraction du fer pourraient être utiles dans les études relativesà la toxicité ferreuse chez le riz. La mesure d’un paramètre pourrait être utile dans le calculde l’autre et vice versa. Les différentes variétés ont enregistré différentes relations entreles caractères de la croissance des plantes et avec le fer extrait à l’aide des quatreméthodes. Cependant, ces relations doivent être utilisées avec circonspection. A cetégard, il est recommandé que CK 4 et Bouaké 189, dont l’architecture de la plante estsimilaire et qui mûrissent dans 120 jours, pourraient être utiles dans de telles études. Laméthode d’extraction recommandée s’est révélée être EDTA.175

Evaluation de la relation entre les méthodes sélectionnées de l’extraction du Fe et quelques caractèresde la croissance du rizTableau 1Certaines des importantes propriétés physiques et chimiques des solsutilisés dans l’étude.Sol Localité Classification Texture pH Argile Org.C. CECNo g kg -1 ) cmol kg -1 )1 Edozhighi, Nigéria Gleysol dystrique Boue limon 4.29 163 7.8 5.609 0 06’N 5 0 59’E2 Ikot - Obong, Nigéria Gleysol dystrique Sable limon 5.20 53 11.4 1.405 0 01’N 7 0 56’E3 Ifaki - Ekiti, Nigéria Gleysol Eutrique Argile 7.69 510 46.0 30.07 0 14’N5 0 8’E4 Itoikin Gleysol dystrique Limon 4.92 215 9.8 6.506 0 36’N 3 0 32’E5 Fumesua, Ghana Arenosol Gleyique Sable limon 5.39 45 8.8 0.806 0 54’N 1 0 35’W6 Kikam, Ghana Gleysol dystrique Argile limon 5.14 350 35.2 17.04 0 53’N 2 0 14’W7 Vallée du Kou, Gleysol dystrique Boue limon 6.05 262 13.4 11.1Burkina Faso11 0 11’N 4 0 18’W8 Karfiguéla, Gleysol dystrique Boue limon 5.56 308 9.2 14.50Burkina Faso10 0 36’N 4 0 45’W9 Korhogo, Côte Gleysol dystrique Boue limon 5.44 275 20.0 12.5d’Ivoire9 0 22’N 5 0 31’W10 Kilissi, Rep de Guinée Gleysol dystrique Sable argile 5.56 220 25.2 12.710 0 3’N 12 0 49’W limon11 Farannah, Rep de Gleysol dystrique Boue argile 5.54 330 23.2 16.8Guinée limon10 0 01’N 10 0 47’W12 Kissidougou, Gleysol dystrique Boue 5.29 60 19.6 8.80Rep de Guinée9 0 48’N10 0 8’W13 Bouaké, Côte d’Ivoire Gleysol dystrique Argile limon 6.06 318 23.0 8.707 0 42’N 5 0 00’W14 Bouaké Côte d’Ivoire Leptosol eutrique Sable limon 6.29 88 7.4 2.027 0 42’N 5 0 00’W15 Man, Côte d’Ivoire Acrisol ferrique Limon 5.00 298 15.6 8.557 0 31’N 7 0 37’W176

Evaluation de la relation entre les méthodes sélectionnées de l’extraction du Fe et quelques caractèresde la croissance du rizTableau 2.Total et EDTA, DTPA, NH 4(OX) 2et dithionite extractibleFe (mg kg -1 sol) en 15 sols rizicoles ouest africains.Sols1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 MoyenTotal -Fe11258 3565 71025 19249 8406 2989 24671 29815 18535 34550 31505 12480 17557 11035 27315 1597EDTA- Fe600 150 2200 525 350 325 575 800 1275 1375 800 450 150 125 125 655NH 4-oxalate- Fe3175 1187 11412 3400 3562 1100 3052 6750 10737 9812 5837 1562 1875 925 1525 4399Na dithionite- Fe4250 1800 28650 8800 3875 1850 11125 16025 14225 12975 17650 3950 5825 9625 9525 10013DTPA- Fe339 63 178 178 112 264 295 340 486 485 415 236 284 24 166 258SolsTableau 3.Matrice de coefficients de corrélation (r) entre EDTA, NH 4-oxalate,Na dithionate et DTPA extractible Fe; (niveaux de probabilité designification (p) en parenthèses).EDTA-Fe NH4-oxalate-Fe Na dithionate-FeNH 4-oxalate-Fe 0.94 - -(0.001)Na dithionate-Fe 0.84 0.87 -(0.001) (0.001)DTPA-Fe 0.46 0.59 0.40(0.09) (0.02) (0.014)177

Evaluation de la relation entre les méthodes sélectionnées de l’extraction du Fe et quelques caractèresde la croissance du rizTableau 4.Poids total des matières sèches (g plant -1 ) au stade de tallage maximumde trois variétés de riz cultivées en conditions d’inondation sur 15 solsrizicoles ouest africains.Sol Bouaké 189 CK 4 Suakoko 8 Moyenne1 9 9 10 92 5 4 7 53 15 15 14 154 6 9 10 85 3 4 3 36 7 9 12 97 8 8 11 108 6 8 9 79 9 11 9 1010 6 9 9 811 5 6 9 712 11 15 15 1413 6 7 11 814 2 2 5 315 4 4 3 4Moyenne 7 8 9 8SE 0.957 0.55CV (%) 18178

Evaluation de la relation entre les méthodes sélectionnées de l’extraction du Fe et quelques caractèresde la croissance du rizTableau 5.Poids sec radiculaire (g plant -1 ) au stade de tallage maximum de troisvariétés de riz cultivées en conditions d’inondation sur 15 sols rizicolesouest africains.Sol Bouaké 189 CK 4 Suakoko 8 Moyenne1 2 2 3 22 1 1 2 13 4 3 3 34 1 2 3 25 1 1 1 16 1 3 4 37 1 2 4 28 1 1 1 19 2 2 2 210 1 2 2 111 1 1 4 112 2 3 4 313 1 2 4 214 1 1 2 115 1 1 1 1Moyenne 1 2 2 2SE 0.50 0.28CV (%) 37179

Evaluation de la relation entre les méthodes sélectionnées de l’extraction du Fe et quelques caractèresde la croissance du rizTableau 6.Poids sec des pousses (g plant -1 ) au stade de tallage maximum de troisvariétés de riz en conditions d’inondation sur 15 sols rizicoles ouestafricains.Aucun nutriment végétalSol Bouaké 189 CK 4 Suakoko 8 Moyenne1 7 7 7 72 4 3 5 43 11 12 11 114 5 7 7 65 2 3 2 26 6 6 8 77 7 6 8 78 5 7 7 69 8 9 7 810 5 7 7 711 4 5 5 512 10 12 11 1113 5 6 7 614 1 1 3 215 3 3 2 3Moyenne 6 6 6 6SE 0.65 0.38CV (%) 17180

Evaluation de la relation entre les méthodes sélectionnées de l’extraction du Fe et quelques caractèresde la croissance du rizTableau 7.Nombre de pousses par plant au stade de tallage maximum de croissancede trois variétés de riz en conditions d’inondation sur 15 sols rizicoles ouestafricains.Sol Bouaké 189 CK 4 Suakoko 8 Moyenne1 7 9 7 52 5 5 5 53 8 5 6 64 8 9 7 85 4 5 4 46 8 8 10 87 10 8 7 88 7 6 9 79 9 12 6 910 7 9 7 711 6 9 7 712 13 14 11 1313 6 8 6 614 4 3 4 315 6 5 5 5Moyenne 7 8 6 7SE 0.79 0.46CV (%) 18181

Evaluation de la relation entre les méthodes sélectionnées de l’extraction du Fe et quelques caractèresde la croissance du rizTableau 8.Taille de la plante (cm) au stade de tallage maximum de croissance de troisvariétés de riz cultivées en conditions d’inondation sur 15 sols rizicolesouest africains.Sol Bouaké 189 CK 4 Suakoko 8 Moyenne1 72 76 108 892 67 75 92 783 56 66 85 694 68 77 104 835 64 64 72 666 70 79 104 847 69 78 105 848 75 79 105 849 78 75 121 9110 73 78 105 8511 72 73 109 8412 81 82 114 9213 69 77 99 8214 57 66 96 7315 71 78 97 82Moyenne 69 75 101 82SE 2.35 (ns) 1.35 (ns)CV (%) 5182

Evaluation de la relation entre les méthodes sélectionnées de l’extraction du Fe et quelques caractèresde la croissance du rizTableau 9.Concentration en fer dans la plante (mg kg -1 matières sèches) au stadede tallage maximum de croissance dans les feuilles et pétioles de troisvariétés de riz cultivées en conditions d’inondation sur 15 sols rizicolesouest africains.Sol No. Bouaké 189 CK 4 Suakoko 8 Moyenne1 664 750 996 7932 386 442 432 4203 888 866 1055 9364 701 630 455 5955 455 650 597 5676 370 420 560 4507 670 700 400 5908 445 262 380 3639 855 655 675 72910 930 905 950 92811 560 680 365 53512 395 385 725 50113 515 505 380 46614 490 370 250 37015 585 650 590 608Moyenne 594 591 585 590SE 118 68CV (%) 34183

Evaluation de la relation entre les méthodes sélectionnées de l’extraction du Fe et quelques caractèresde la croissance du rizTableau 10.Matrice de coefficients de corrélation (r) de concentration Fe, d’absorptionFe et de quelques indicateurs importants de rendement rizicole (niveauxde probabilité d’importance (p) entre parenthèses).A Bouaké 189Tot. Pds sc. Pds psse sc. Taille Plant No. de talles concentration FePds psse sc. 0.97 - - - -(

Evaluation de la relation entre les méthodes sélectionnées de l’extraction du Fe et quelques caractèresde la croissance du rizC Suakoko 8concentration FeTot. Pds sec. Pds talles sec. Taille Plant No de tallesPds talles sec. 0.95 - - - -(

Evaluation de la relation entre les méthodes sélectionnées de l’extraction du Fe et quelques caractèresde la croissance du rizTableau 11.Les coefficients de corrélation (r) entre Fe extrait de 4 extractantschimiques et quelques importants paramètres de croissance de 3 variétésde riz mesurés au stade de tallage maximum (niveaux de probabilité (p)entre parenthèses)Nombre de tallesBouaké 189 CK 4 Suakoko 8(n=15) (n=15) (n = 15)EDTA Fe 0.27 0.16 0.09(0.34) (1.0) (1.0)NH 4oxalate Fe 0.13 0.19 0.001(1.0) (1.0) (1.0)Na dithionite Fe 0.026 -0.09 -0.03(1.0) (1.0) (1.0)DTPA Fe 0.40 0.62 0.34(0.14) (0.01) (0.23)Taille PlantEDTA Fe -0.10 -0.21 0.07(1.0) (1.0) (1.0)NH 4oxalate Fe 0.03 -0.20 0.13(1.0) (1.0) (1.0)Na dithionite Fe -0.26 0.31 0.004(1.0) (1.0) (1.0)DTPA Fe 0.66 0.45 0.68(0.01) (0.09) (0.005)186

Evaluation de la relation entre les méthodes sélectionnées de l’extraction du Fe et quelques caractèresde la croissance du rizTotal poids secEDTA Fe 0.65 0.61 0.34(0.008) (0.015) (0.34)NH 4oxalate Fe 0.45 0.48 0.12(0.09) (0.07) (1.0)Na dithionite Fe 0.38 0.26 0.08(0.16) (1.0) (1.0)DTPA Fe 0.27 0.40 0.19(0.16) (0.14) (1.0)concentration FeEDTA Fe 0.77 0.61 0.66(

Evaluation de la relation entre les méthodes sélectionnées de l’extraction du Fe et quelques caractèresde la croissance du rizRÉFÉRENCESBlume HP and U Schwertmann. 1969. Genetic evaluation of profile distribution of Al,Fe and manganese oxides. Soil Sci. Soc. Am. Proc. 33: 438-444.Borggaard OK. 1979. Selective extraction of amorphous iron oxides byEDTA from a Danish sandy loam. J Soil Sci. 30, 727-734.Bray RH and LT Kurtz. 1945. Determination of total, organic and available forms ofphosphorus in soils. Soil Sc. 59: 39-45.Campbell JM and U Schwertmann. 1984. Iron oxides minerolology of placic horizons.J. Soil Sci. 35: 569-582.Chapman HD. 1965. Cation exchange capacity. In: C.A. Black et al., (eds) Methodsof Soil Analysis. Agronomy 9: 891-990. Am Soc. Agron. Madison. Wisc.FAO. 1988. FAO/UNESCO Soil Map, Revised Legend. World Resources Report 60.Food and Agriculture Organisation of the United Nations.Gee GW and JW Bauder. 1986. Particle size Analysis. In: A. Klute (Editor), Methodsof Soil Analysis, Part I- Physical and Mineralogical methods. Agronomy 9: 383-411.Am. Soc. Agron. Madison, Wisconsin.Holmgren GGS. 1967. A rapid citrate -dithionate extractable iron procedure. Soil Sci.Soc. Am. Proc. 31: 210-211.Jackson ML. 1958. Soil chemical analysis. Prentice Hall Inc., Englewood Cliffs, NJJohnson GV and RA Young. 1968. Evaluation of EDDHA as an extraction andanalytical reagent for assessing available iron in soils. Agron. Abstr. p. 83.Lindsay WL and WA Norvell. 1978. Development of a DTPA soil test for zinc, iron,manganese, copper. Soil Sci. Soc. Am. J. 42: 421-428.Loeppert RH and CT Hallmark. 1988. Indigenous soil properties influencing theavailability of iron in calcareous soils. Soil Sci. Soc. Am. J. 42: 421-428.MSTATC. 1988. MSTATC Statistical Package: User’s Guide. Michigan State University,East Lansing, USAMulleriyawa RP. 1966. Some factors influencing bronzing - a physiological disease of ricein Ceylon. Msc. Thesis, Univ. of Philippines at Los Banos, Laguna, Philippines, 86p.Nelson DW and LE Sommers. 1982. Total carbon, organic carbon and organic matter.In A.L. Page et al., (Eds). Methods of soil Analysis, Part II. Agronomy, 9 (Secondedition): 539-579.188

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Le Groupe consultatif pour la recherche agricole internationale (GCRAI)Le Groupe Consultatif pour la recherche agricole internationale (GCRAI) a été mis sur bien en 1971dans le cadre d’un effort global de coopération et de bonne volonté. Le GCRAI a pour mission decontribuer à la sécurité alimentaire et à l’éradication de la pauvreté dans les pays en développementpar le biais de ses activités de recherche, les partenariats, le renforcement des capacités et l’appuiaux politiques en promouvant le développement agricole durable basé sur une bonne gestion desressources naturelles respectueuse de l’environnement. Le GCRAI oeuvre pour assurer la sécuritéalimentaire du 21esiècle grâce à son réseau de 15 Centres de recherche internationaux autonomes,dont fait partie l’ADRAO. Ces Centres mènent de concert des recherches sur les cultures vivrières,l’élevage, la pêche et la foresterie, développent des initiatives politiques, renforcent la capacité desorganisations agricoles nationales et promeuvent des pratiques viables de gestion des ressourcesà même d’améliorer le bien-être de la population mondiale.Peuvent être membres du GCRAI les organisations internationales, les gouvernements et lesfondations privées qui soutiennent la mission du GCRAI, participent à l’élaboration des politiqueset apportent un appui à la conduite des activités de recherche dans ces 15 Centres internationauxde recherche.Le partenariat du GCRAI inclut 25 pays en développement et 22 pays industrialisés, 4 fondationsprivées et 13 organisations régionales et internationales qui apportent l’appui financier et techniqueet l’orientation stratégique. L’Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture(FAO), le Fonds international de développement agricole (FIDA), le Programme des Nations Uniespour le développement (PNUD) et la Banque mondiale servent comme co-sponsors. Les membresdu GCRAI ont contribué approximativement 437 millions de dollars en 2004. Les membres individuelsfont des contributions volontaires aux Centres et aux programmes de leur choix, permettant que lesfonds ciblent des domaines de recherche et des régions qui correspondent aux priorités dedéveloppement. Des études indépendantes démontrent de façon constante que les activités derecherche du GCRAI produisent de bons résultats.Centres du GCRAIADRAO Centre du riz pour l’Afrique (Cotonou, Bénin)CIATCentro Internacional de Agricultura Tropical (Cali, Colombie)CIFORCenter for International Forestry Research (Bogor, Indonésie)CIMMYT Centro Internacional de Mejoramiento de Maiz y Trigo (Mexico, DF, Mexique)CIPCentro Internacional de la Papa (Lima, Pérou)ICARDA International Center for Agricultural Research in the Dry Areas (Alep, Syrie)ICRISAT International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics (Patancheru, Inde)IFPRIInternational Food Policy Research Institute (Washington, DC, Etats-Unis)IITAInternational Institute for Tropical Agriculture (Ibadan, Nigeria)ILRIInternational Livestock Research Institute (Nairobi, Kenya)IPGRIInternational Plant Genetic Resources Institute (Rome, Italie)IRRIInternational Rice Research Institute (Los Baños, Philippines)IWMIInternational Water Management Institute (Colombo, Sri Lanka)WORLDFISH International Center for Living Aquatic Resources Management (Penang, Malaysie)WORLD AGROFORESTRY CENTRE International Centre for Research in Agroforestry(Nairobi, Kenya)

Centre du riz pour I’Afrique (ADRAO)01 B.P. 2031, Cotonou, Bénin