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Caractérisation agro- morphologique des écotypes de riz (Oryza spp. ) du Bénin


par Dossou Ayélola Roland AKAKPO
Université d'Abomey- Calavi  - Ingénieur agronome 2011
  

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UNIVERSITE D'ABOMEY - CALAVI (UAC)

FACULTE DES SCIENCES AGRONOMIQUES (FSA)

DEPARTEMENT DE PRODUCTION VEGETALE (DPV)

THEME

CARACTERISATION AGRO-MORPHOLOGIQUE DES
ÉCOTYPES DE RIZ (Oryza spp.) DU BENIN

THESE

Pour l'obtention du Diplôme d'Ingénieur Agronome
Option: Sciences et Techniques de Production végétale

Présentée et soutenue par :

Ayélola Dossou Roland AKAKPO

Le 20 Décembre 2011

Supperviseurs :
Dr. Ir. Léonard AHOTON (FSA/UAC)
Dr. Kayode A. SANNI (AfricaRice)

Composition du jury :

Président :

Prof. Dr. Ir. Nestor AHO

Rapporteur

: Dr. Kayode A. SANNI

1er examinateur : Dr. Florent QUENUM

2e examinateur : Prof. Alexandre DANSI

 
 

UNIVERSITY OF ABOMEY-CALAVI (UAC)

FACULTY OF AGRICULTURAL SCIENCES (FSA)
DEPARTMENT OF CROPS PRODUCTION (DPV)

TOPIC

AGRO-MORPHOLOGICAL CHARACTERIZATION OF

RICE ACCESSIONS (Oryza spp.) FROM BENIN

THESIS

For Agricultural Engineer diploma
Option: Crop Sciences and plant breeding

Submitted by:
Ayélola Dossou Roland AKAKPO

h

Supervisor:
Dr. Ir. Léonard AHOTON (FSA/UAC)
Dr. Kayode A. SANNI (AfricaRice)

Members of Jury

Président :

Prof. Dr. Ir. Nestor AHO

Rapporteur

: Dr. Kayode A. SANNI

Certification

CERTIFICATION

Nous certifions que ce travail a été réalisé sous notre supervision par Monsieur Dossou Ayélola Roland AKAKPO à la Faculté des Sciences Agronomiques (FSA) de l'Université d'Abomey - Calavi (UAC) en vue de l'obtention du Diplôme d'Ingénieur Agronome, Option Sciences et techniques de Production Végétale (STPV).

Le co-superviseur,

Dr. Kayode A. SANNI, chercheur à
AfricaRice

Dédicace

DEDICACE

A FEUE BOUCO ALBERTINE,

Dieu a voulu que tu le rejoignes à un moment où nous avions le plus besoin de toi. Maman, trouves, à travers ce travail l'expression de la reconnaissance de l'amour du travail que tu nous as très tôt inculqué. Tous les Quinze du mois de Décembre, et ce depuis 2009, ce n'est qu'un sentiment de tristesse qui nous anime parce que nous devions chaque fois nous rappeler de toi, de tes dernières heures parmi les vivants. Maman, reposes en paix aux côtés du Père Tout Puissant et intercèdes pour nous pendant les moments difficiles. Dieu soit loué.

Remerciements

REMERCIEMENTS

En espérant n'oublier personne, je souhaite exprimer ma gratitude à tous ceux qui ont joué un rôle important dans la réalisation de ce travail et qui ont permis à un moment ou un autre son aboutissement.

- Je rends un hommage au seigneur Dieu Tout Puissant pour m'avoir donné la vie et pour avoir veillé sur moi tout au long de mon périple à la FSA. Merci seigneur !

- Pour m'avoir accordé ce stage de fin de formation dans son institution AfricaRice et plus précisément dans l'unité GRU, je suis particulièrement reconnaissant envers Dr.Papa SECK, également envers tous les membres de l'unité en l'occurrence l'assistant de recherche M. Dro Daniel TIA et le technicien Ir. Bienvenu KPEKI. Sincère remerciement !

- En qualité de promoteur, je tiens à remercier Dr. Kayode Abiola SANNI, chercheur à AfricaRice et chef de l'unité GRU, vous qui aviez accepté m'initier à la recherche agricole avec rigueur et enthousiasme.

- Mes sincères remerciements vont à l'endroit des enseignants de la PV/FSA, en l'occurrence Dr. Léonard AHOTON pour avoir accepté la supervision de ce travail.

- Son esprit profondément scientifique a certainement influencé ma vision du monde et a fait qu'aujourd'hui j'ai toujours cette envie de « tout comprendre », je rends un vibrant hommage à mon cher et aimable père Ir. Cyriaque AKAKPO. Pour tous tes efforts consentis depuis les années 80 pour faire de moi un homme, trouves à travers ce travail l'expression de ma profonde gratitude.

- Pour leur esprit d'équipe et de fraternité, je remercie Ir. Hervé DEGBEY et Aristide ORITCHA, leurs écoutes et conseils avisés m'ont permis de surmonter les moments difficiles à Ouèdèmè. Je n'oublie pas mon cher ami Josias TOVIHO.

- Pour avoir été pour moi, une référence du travail bien fait, je pense à mon cousin Djiman KOUKOU. Je pense également à tous mes cousins en l'occurrence Dine OSSENI.

- Pour m'avoir très tôt montré l'importance de la rigueur scientifique et pour m'avoir si tant aidé à comprendre et m'essayer à l'outil statistique, je rends un hommage à Ir. Valère K. SALAKO. Je pense également à Ir. Castro GBEDOMON et Ir. Elie PADONOU pour leur précieux apport.

- A l'endroit de mes frères Boris et Narcisse AKAKPO et aussi à l'endroit de mes soeurs chéries Amandine et Blandine AKAKPO, je dis merci pour avoir été toujours proches de moi au cours de ces durs moments ; Dieu vous protège.

- Pour leurs encouragements, leur confiance, leur patience, et leurs soutiens, un énorme merci à tous les membres de ma famille maternelle, et spécialement à ma tante Sr. Bienheureuse BOUCO en qui j'ai trouvé l'image d'une autre maman ; également à l'endroit de mon oncle Gildas Lima BOUCO. Merci pour tout.

- A l'endroit de mon amie préférée Ir. Noémie R. OUSSOU, pour tout ce que tu as été pour moi pendant ces moments ardus, tes conseils et pour ton soutien jour et nuit, soit bénie.

- Je pense à mes amis de la 35ème promotion en l'occurrence Salam ABOU ZOUNON, Loriane YEHOUENOU, Roel HOUDANON ; et aussi mes amis de la 5ème année PV.

Acronymes et liste des annexes

ACRONYMES

ACM : Analyse des Correspondances Multiples

ACP : Analyse en Composante Principale

ADRAO : Association pour le Développement de la Riziculture en Afrique de l'Ouest

AfricaRice : Africa Rice Center

ANOVA : Analysis Of Variance

CCRB : Conseil de Concertation des Riziculteurs du Bénin

CHA : Classification Hiérarchique Ascendante

CIRAD : Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le

Développement

CP : Composante Principale

DPP : Direction de la Prospective et de la Programmation

FAO : Food and Agriculture Organisation

FIDA : Fond International pour le Développement Agricole

GRU : Genetic Ressources Unit

IFDC : Centre International pour la Fertilité des Sols et le Développement Agricole

INGER : International Network for Genetic Evaluation of Rice

INRAB : Institut National des Recherches Agricoles du Bénin

INSAE : Institut National de la Statistique et de l'Analyse Economique

MAEP : Ministère de l'Agriculture de l'Elevage et de la Pêche

PADER : Programme d'Appui pour le Développement Rural

PDC : Plan de Développement Communal

LISTE DES ANNEXES

Annexe 1 : Liste du matériel végétal utilisé

Annexe 2 : Compositions des classes obtenues

Annexe 3 : Quelques étapes de regroupement des écotypes en classes

Liste des tableaux et figures

LISTE DES TABLEAUX

 
 
 

Pages

Tableau 2.1

:

Systématique du riz

4

Tableau 4.1

:

Liste des outils de travail et de collecte de données

9

Tableau 4.2

:

Liste des variables quantitatives mesurées

21

Tableau 4.3

:

Liste des variables qualitatives mesurées

22

Tableau 5.1

:

ANOVA des variables quantitatives

25

Tableau 5.2

:

Caractéristiques des variables quantitatives pour chaque classe.....

27

Tableau 5.3

:

Coefficient de détermination partiel des variables quantitatives

28

Tableau 5.4

:

Corrélations des variables initiales avec les composantes

 
 
 

canoniques

30

Tableau 5.5

:

Discrimination des classes par la distance de Mahalanobis

30

LISTE DES FIGURES

 
 

Pages

Figure 2.1

:

Répartition de la production et des exportations mondiales du riz

5

Figure 2.2

:

Evolution des importations mondiales du riz

6

Figure 2.3

:

Evolution des exportations de l'Afrique de l'ouest

6

Figure 2.4

:

Evolution des surfaces et rendement de riz en Afrique de l'ouest de

 
 
 

1961 à 2009

6

Figure 2.5

:

Un plant de riz avec ses différentes parties

7

Figure 2.6

:

Productions, Superficies et Importations du riz au Bénin au cours de la

 
 
 

période de 2000 à 2010

9

Figure 3.1

:

Localisation du site expérimental d'AfricaRice/Ouèdèmè

17

Figure 4.1

:

Carte du Bénin montrant les 48 villages de collecte

18

Figure 5.1

:

Dendrogramme des classes d'écotypes formés

26

Figure 5.2

:

Représentation des classes dans les axes canoniques

29

Figure 5.3

:

Caractéristiques moyennes des classes suivant les variables

 
 
 

discriminantes

31

Figure 5.4

:

Histogrammes de fréquences des caractères qualitatifs

33

RESUME

Résumé

Le riz est l'une des céréales les plus cultivées dans le monde. La connaissance des caractères agro-morphologiques est un élément assez important dans la gestion des ressources phytogénétiques. C'est dans cette optique que la caractérisation agro-morphologique au stade végétatif d'une collection de 128 écotypes provenant de toutes les zones agro-écologiques du pays a été entreprise sur la base de 14 caractères quantitatifs et 8 qualitatifs. Cette étude, réalisée sur le site d'expérimentation d'AfricaRice, dans le village de Ouèdèmè commune de Lokossa, vise l'évaluation de la variabilité existante au sein de la collection de riz du Bénin. Le dispositif expérimental est un ?augmented design in randomized complete block ? avec 9 témoins répétés.

L'analyse de fréquences des différentes modalités des caractères qualitatifs a révélé que la majorité des écotypes est extra vigoureuse (72,66 % des écotypes), a une coloration verte de la gaine foliaire basale (82,81 % des écotypes) et a une pubescence intermédiaire du limbe foliaire (88,28 % des écotypes). La forme de la ligule est à 95 % bifide.

Les résultats de l'analyse de la variance indiquent que les effets bloc ont été significatifs pour 8 variables quantitatives sur les quatorze. Les cinq premières composantes principales expliquant 76,46 % de la variance totale ont été utilisées comme variables pour la classification numérique. Huit classes significativement distinctes ont été identifiées. L'analyse canonique discriminante a révélé que les caractères tels que : verse, cycle semisépiaison, longueur des feuilles, longueur des feuilles paniculaires, taille des plants, nombre de talles par touffe, nombre de panicules par touffe sont les principaux facteurs de discrimination des 8 groupes d'écotypes. Une description des groupes a fait ressortir que la classe 7 constituée uniquement d'écotypes d'O. glaberrima est caractérisée par une très grande sensibilité à la verse et par un cycle relativement court. Les écotypes de la classe 8 sont en majorité très grands de taille et ont de longues feuilles. Les écotypes des classes 6 et 4 présentent le plus grand nombre de talles et de panicules par touffe dans la collection étudiée.

Mots clés : écotypes de riz, caractérisation, analyses multivariées, diversité agromorphologique, Bénin.

ABSTRACT

Abstract

Rice (Oryza spp.) is becoming one of more cultivated cereals through the world. The knowledge of agro-morphological characters could be an invaluable in germplasm management and crop improvement strategies. In 2011, 128 accessions collected from all agro-ecological zones of Benin were assessed using 14 quantitative and 8 qualitative traits. This study was conducted at Africarice Ouèdèmè site in Lokossa and its aim is to access the variability existing in rice accessions from Benin. The accessions were evaluated on the field using an augmented design in randomized complete block with nine replicated checks.

The phenotypic frequency analyze of the qualitative traits showed that the collection is predominantly extra vigorous (72.66 % of accession). Basal leaf sheath color is 82.81 % green and is 17.19 % purple. The accessions have in majority 2-cleft ligule (95 %), and the pubescence of their leaves is 88.28 % intermediate.

Analysis of variance showed that significant block effects were observed for 8 quantitative characters whereas blocks effects were non-significant for the 6 others quantitative traits, meaning that blocking was not important for these traits. The first five principal components which explained 76.46 % of the total variation were used as variables for the clustering of accessions. Eight groups were identified. Canonical discriminant analysis revealed that traits such as lodging, days to heading, leaf length, flag leaf length, plant height, number of tillers and number of panicle per plant were the main discriminatory characteristics. A descriptive analysis of the different groups of accession showed that cluster 7 only composed of accessions from O. glaberrima is characterized by its susceptibility to lodging and are early heading. The accessions of the cluster 8 are mostly tall and have long leaf. Those from cluster 4 and 6 have the highest number of tiller and panicle per plant.

Key word: rice accession, characterization, multivariate analysis, agro-morphological diversity, Benin.

TABLE DES MATIERES

CERTIFICATION i

DEDICACE iiREMERCIEMENTS iiiLISTE DES TABLEAUX v

LISTE DES FIGURES v

RESUME viABSTRACT viiTABLE DES MATIERES viii1. INTRODUCTION GENERALE 11

1. INTRODUCTION GENERALE 1

1.1. Problématique et justification 1

1.2. Objectifs 3

2. SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE 11

2. SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE 4

2.1. Connaissance de la plante 4

2.1.1. Systématique, historique et importance du riz 4

2.1.2. Morphologie de la plante du riz 7

2.1.3. Biologie de la plante du riz 7

2.1.4. Ecologie du riz 8

2.2. Situation de la riziculture au Bénin 8

2.2.1. Brève histoire de la riziculture au Bénin 8

2.2.2. La situation du riz au Bénin ces dix dernières années 9

2.2.3. Les types de riziculture au Bénin 10

2.2.4. Les atouts et contraintes de la riziculture au Bénin 10

2.3. Caractéristiques des espèces de riz cultivées au Bénin 11

2.3.1. Caractéristiques agronomiques de O. glaberrima 11

2.3.2. Caractéristiques de Oryza sativa 12

2.3.3. Comparaison entre O. glaberrima et O. sativa 13

2.3.4. Les variétés NERICAs 13

2.4. La caractérisation agro-morphologique et quelques exemples d'études réalisées 14

3. MILIEU D'ETUDE 15

3. MILIEU D'ETUDE 16

3.1. Situation géographique et administrative 16

3.2. Climat 16

3.3. Géologie, pédologie et réseau hydrographique 16

4. MATERIELS ET METHODES 18

4.1. Matériels 18

4.1.1. Matériel végétal 18

4.1.2. Matériel de travail et de caractérisation 19

4.2. Méthodes de collecte de données 20

4.2.1. Dispositif expérimental 20

4.2.2. Installation et conduite de l'essai 20

4.2.3. Données collectées 21

4.3. Méthodes d'analyses statistiques des données 22

4.3.1. Variables quantitatives 22

4.3.2. Variables qualitatives 23

5. RESULTATS 24

5.1. Caractères quantitatifs 24

5.1.1. Caractéristiques agro-morphologiques: regroupement des écotypes 24

5.1.2. Caractères discriminants des écotypes 28

5.1.3. Discrimination des classes par la distance de Mahalanobis 30

5.1.4. Caractéristiques des classes 31

5.2. Variables qualitatives 32

6. DISCUSSION 34

6.1. Observation globale de la population par rapport aux caractères quantitatifs 34

6.1.1. Significativité des variables 34

6.1.2. Diversité au sein de la population de riz du Bénin 34

6.1.3. Potentialités et faiblesses agronomiques des écotypes de riz du Bénin 36

6.2. Observation globale de la population par rapport aux caractères qualitatifs 37

7. CONCLUSION ET SUGGESTIONS 39

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 40

1. INTRODUCTION GENERALE

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