Germination de graines forestières

Un mécanisme de survie de certaines espèces végétales est la nature dormante des graines.

Il s'agit d'une adaptation selon laquelle les graines peuvent conserver leur viabilité pendant de longues périodes, même si les conditions de température et d'humidité sont favorables, de sorte que toutes les graines ne germent pas en même temps, évitant ainsi le risque que, par exemple, une sécheresse ultérieure anéantit tous les plants, mettant en péril la permanence de l’espèce dans la zone.

De cette manière, les espèces disposent naturellement d’une banque de graines permanente dans le sol qui tend à garantir leur persistance dans des conditions viables.

Caractère dormant des graines

Le caractère dormant des graines peut s’exprimer de deux manières :

• Dormance ou quiescence imposée. Les graines ne germent pas car les conditions environnementales ne leur sont pas favorables. Le terme quiescence est utilisé pour désigner ce phénomène.
• Dormance organique ou innée. C’est intrinsèque à la graine elle-même. Il s'agit d'une dormance organique ou innée, à cause de laquelle la graine ne germe pas, même si elle est placée dans des conditions environnementales considérées comme appropriées pour une germination optimale. C'est à cela que l'on fait référence lorsqu'il est indiqué qu'une graine est dormante ou en dormance.

Dormance d'une graine

La maturation des graines comprend le développement de mécanismes internes qui contrôlent le début de la germination, de sorte qu'elle coïncide avec les périodes de l'année où les conditions environnementales favorables à la survie des plantes sont les plus susceptibles de se produire.

D’un point de vue écologique, on pense que les mécanismes de contrôle de la germination sont à l’origine des mécanismes de survie dans la nature.

Les exigences spécifiques à la germination sont liées aux conditions environnementales dans lesquelles les espèces végétales ont évolué. Il peut y avoir deux types de léthargie :

• Torpeur primaire. Lorsque, au moment de la maturation, des conditions existent au sein de la graine qui empêchent la germination.
• Torpeur secondaire. Une fois que la graine a traversé des périodes de post-maturation, elle peut à nouveau revenir à un état de dormance si la graine qui a absorbé de l'eau est exposée à des conditions particulièrement défavorables.

La dormance des graines est due à diverses causes physiologiques. Voici comment sont constitués ces quatre grands groupes :

Dormance des graines – Groupe I

Graines dans lesquelles la régulation s'effectue dans les enveloppes externes non vivantes, mais dans lesquelles l'embryon lui-même est au repos.

A. Tégument dur et imperméable à l’humidité (dormance due à la présence physique du tégument). Les graines n'absorbent pas d'eau tant que la couverture n'est pas modifiée par des méthodes naturelles (altération due à l'action des acides gastriques) ou artificielles (bains acides).

B. Tégument dur résistant à l’expansion embryonnaire. Il est probable qu'il existe peu de graines qui ne germent pas pour cette seule raison, mais cela peut être un facteur retardant la germination des graines à enveloppe dure, comme les noix, aux « noyaux » comme les olives sauvages, ou aux péricarpes durcis comme les comme l'aubépine (Crataegus spp.).

Dans ce type de graines, le traitement prégerminatif consiste à briser ces enveloppes durcies par diverses méthodes.

C. Semences dont l'enrobage contient des inhibiteurs chimiques. De nombreuses plantes produisent des produits chimiques spécifiques qui empêchent la germination des graines.

Ces substances se trouvent généralement à la fois dans le péricarpe et dans le jus des fruits charnus ou dans les couvertures sèches retenues par les graines de certaines plantes. Il peut également arriver qu'il y ait des inhibiteurs également dans les enveloppes, dans l'endosperme et inclus dans l'embryon des graines, qui peuvent également intervenir dans une autre catégorie de dormance.

De nombreuses plantes tropicales et certaines des zones désertiques produisent des inhibiteurs spécifiques. Ceux-ci sont réduits ou éliminés par lessivage naturel ou sont absorbés par le sol.

Dormance des graines – Groupe II

Graines avec des embryons morphologiquement sous-développés (rudimentaires).

La taille des embryons varie de très petite à celle qui remplit complètement les téguments. Sa proportion par rapport aux tissus de stockage (endosperme et périsperme) varie également.

Les embryons très petits au moment de la maturation des fruits doivent grossir avant de germer. Cette situation est courante chez les espèces végétales tropicales, par exemple les palmiers ou les orchidées, mais un peu moins courante chez les plantes des zones tempérées, par exemple le frêne.

Dormance des graines – Groupe III

Graines à dormance interne (endogène). La germination est régulée par les tissus internes de la graine, c'est-à-dire l'embryon, l'endosperme environnant et la couche de tégument interne, ou les deux.

Les téguments jouent un rôle dans toutes les sous-classes de ce groupe, les différences entre elles entraînant une variation de la profondeur de dormance au sein de l'embryon. En gros, vous pouvez trouver :

Léthargie physiologiquement superficielle

Ce type se trouve dans la plupart des graines fraîchement récoltées et disparaît au bout de plusieurs jours ou mois avec un stockage au sec.

La régulation semble provenir de l’activité physiologique de l’enveloppe interne de la graine ou des couches de l’endosperme, l’embryon lui-même restant relativement calme. Il est très courant que ces graines soient légères et sensibles à la lumière et aux températures, réagissant à l'abrasion mécanique, ainsi qu'à divers types de substances chimiques telles que le nitrate de potassium, l'acide gibbérellique et la kinétine.

Ce type de dormance est courant chez les plantes herbacées, tant cultivées que sauvages, et est susceptible de se produire dans les graines les plus récemment récoltées.

Léthargie physiologiquement intermédiaire

Un refroidissement humide stimule la germination, mais n’est peut-être pas essentiel pour surmonter la dormance.

Ce type de dormance se retrouve dans les graines de divers conifères et autres plantes ligneuses. La régulation par le tégument de la graine est plus importante que les conditions au sein de l'embryon.

Léthargie physiologiquement profonde

Ce type de torpeur disparaît avec un refroidissement humide prolongé. La régulation se trouve principalement dans l'embryon, bien que les téguments des graines semblent être impliqués.

Cette classe est courante dans les graines d'arbres et d'arbustes, ainsi que dans les plantes herbacées des zones tempérées et des climats plus froids, où les graines hivernent dans le sol et germent au printemps. Au sein de ce groupe, il existe des variations dans la taille de l'embryon par rapport à l'endosperme qui vont de petite à intermédiaire, voire même à pleine taille.

Deux autres sous-groupes sont connus :

• Graines qui nécessitent une période chaude avant la période froide et humide pour la croissance des racines et de l'hypocotyle.
• Graines qui nécessitent une période froide pour la croissance des racines, suivie d'une période chaude, puis d'une seconde période froide pour stimuler la germination (diverses plantes vivaces originaires des zones tempérées).

Dormance des graines – Groupe IV

Torpeur double ou combinée. La dormance se produit à la fois dans les téguments (externes) et dans l'embryon (interne), et les traitements requis doivent être administrés en séquence.

Cette classe comprend les graines de plusieurs espèces d'arbres et d'arbustes ligneux ; étant l'une des plus difficiles à gérer pour le propagateur en raison de la longueur de la période précédant la germination, qui dure parfois jusqu'à deux ans.

Traitements prégerminatifs

Les graines peuvent être soumises à divers traitements ou manipulations afin d'améliorer leur comportement vis-à-vis de la germination ou du semis.

Ces traitements ou manipulations prégerminatives peuvent être divisés en :

• Traitements dont le but est d'améliorer la levée de la graine par une augmentation de sa capacité germinative, de sa vitesse ou de sa régulation de la germination.
• Dont le but est d'améliorer le semis lui-même, en permettant l'utilisation de semoirs.
• Ou dont le but est d’améliorer la conservation de la viabilité des semences.

Dans la gestion des semences pour la production végétale en pépinière, ou pour le reboisement par semis direct, il est important que la germination du lot utilisé, quel que soit son pouvoir germinatif, se fasse de la manière la plus homogène possible, c'est pourquoi il est nécessaire d'appliquer des traitements. qui stimulent la germination ou tentent de surmonter la léthargie ou la dormance.

Les types de traitements sont variables selon les trois types de léthargie décrits.

La léthargie physique exogène est surmontée par :

1. Traitement acide. Il consiste à scarifier les toitures en attaquant avec de l'acide, normalement sulfurique, d'accord commercial, en faisant varier le temps d'exposition entre 10 et 60 minutes et les températures entre 15 et 25ºC.

Cela nécessite une manipulation soigneuse et des tests partiels de chaque lot, car un excès d'attaque peut détruire la graine et un défaut rend le traitement inutile.

2. Traitement par immersion à l'eau chaude:

• Infusion. Il consiste à plonger la graine dans de l'eau à une température comprise entre 75 et 100ºC, en la laissant refroidir pendant 12 heures.
• Bouillant. Elle consiste à faire bouillir les graines, à une température proche de 100ºC, puis à les laisser refroidir complètement.

3. Traitement par immersion en eau froide. Les graines sont immergées dans de l'eau à température ambiante entre 24 et 48 heures pour vaincre la paresse à germer, pratique très répandue, notamment dans les graines séchées. Au cours de cette procédure, les graines qui flottent, généralement inutiles, doivent être jetées.

4. Traitement de scarification mécanique. Le ponçage est réalisé avec des abrasifs, dans des machines adaptées (scarificateurs), en faisant varier la dureté de l'abrasif et le temps de traitement.

5. Extraction d'embryons. Cela se fait grâce à une opération manuelle graine par graine. C'est une procédure très lente.

Pour vaincre la léthargie chimique exogène, sont utilisés :

6. Ablation du péricarpe. Il s'agit de l'élimination du péricarpe, normalement par macération lors du processus d'extraction et de nettoyage de la graine. Dans certains cas, il est nécessaire de laver avec une substance (par exemple de la soude) pour obtenir un nettoyage complet (par exemple de l'Olea).

7. Lavage ou lessivage intense. Les inhibiteurs sont éliminés en trempant les graines dans de l'eau courante ou en changeant fréquemment l'eau. La durée varie entre 12 et 24 heures.

Pour vaincre la léthargie endogène, utilisez :

8. Stratification froide. Elle consiste à mélanger la graine avec un matériau inerte humidifié (sable ou tourbe) et à la conserver dans des chambres froides à des températures comprises entre 2 et 4ºC pendant 60 ou 90 jours.

Elle est basée sur le fait que la combinaison d'un niveau élevé d'humidité et d'une basse température déclenche une série de changements biochimiques qui produisent des transformations de substances nutritionnelles complexes pour les convertir en substances plus simples et assimilables par l'embryon.

Il est recommandé de rompre la latence physiologique. Chez de nombreuses espèces, des résultats similaires à ceux de la stratification peuvent être obtenus en stockant les graines humides dans des sacs en polyéthylène.

9. Stratification chaude suivie d'une stratification froide: Il s'agit d'une procédure similaire à la précédente, consistant en une conservation de 1 à 3 mois à des températures de 30ºC le jour et de 20ºC la nuit, suivie d'une période similaire à des températures de 2 à 4ºC. C'est celui utilisé pour Fraxinus excelsior.

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