Brevet FR2172000A1 — publié le 19730928

La présente invention concerne un procédé pour l'amélio- ration de l'imbibitioWdte la germination des graines. Elle concerne en particulier un procédé pour la germination des graines du res. En outre, le procédé selon l'invention permet en variante de procurer un traitement fongicide des graines infestées de champignons ou susceptibles de litre lors de leur germination et de prolonger la survie des graines, en maintenant dans le temps le pouvoir germinatif des graines à courte longévité. I1 est connu que dans un lot de graines, toutes les graines ne germent pas d'égale façon quand on le désire. Pour beaucoup de graines en effet, la conservation est difficile5 car leur pouvoir germinatif diminue plus ou moins rapidement après la récolte, comme il est montré par exemple dans l'ouvrage de Miss L.V. Barton "Seed preservation and longevity",l961,Leonard Hill éditeur, Londres.En outre5 il existe souvent, dans un lot de graines, des graines couramment dénommées indures; ce sont des graines qui ne germent pas parce qu'elles sont incapables de 'imbiber. Bien que la présence de graines dures se retrouve dans des espèces de diverses familles de plantes à graines les graines des légumineuses sont les plus connues à cet égard avoir par exemple, l'article de Miss BARTON intitulé nDormancy in seeds imposed by the seed toasts" Handbuch der Pflanzenphysiologic 1965, 15 '2,pp.727-745, et l'ouvrage de Comme: Les obstacles à la germination,1970, Masson et Cie éditeur). L'impossibilité pour les graines dures de s'imbiber réside dans le fait que leurs téguments sont impermérbles d à l'eau. I1 est en effet possible, en blessant mécaniquement ou chimiquement ces téguments, d'obtenir que ces graines s'imbibent et que leur germination se produise. Ce sont d'ailleurs de tels procédés qui sont actuellement utilisés pour réduire le nombre de graines dures: ainsi, il est connu de traiter des graines à cet effet,avec de l'acide sulfurique concentré, ou encore de projeter violemment des graines contre des parois métalliques pour fendiller par ces chocs leurs téguments.Mais ces procédéq présentent un certain nombre d'inconvénients, parmi lesquels le risque de destruction d'une partie des graines, les difficultés de mise en oeuvre,en particulier 1'échelle industrielle5 et leur efficacité somme toute assez limitée. I1 est par ailleurs connu de dessécher partiellement des graines sous vide, mais ce traitement n'apporte aucune amélioration à la germination des graines dures, comme on le montrera plus loi On a maintenant trouvéS de façon inattendue, que l'on pouvait réaliser tous les avantages des procédés de l'art antérieur, ainsi que d'autres que ne permettaient pas ces procédés connus, en soumettant les graines à au moins une congélation brutale, de préférence dans l'azote liquide, suivie éventuellement d'un traitement de lyophilisation. L'invention a pour objet un procédé pour l'amélioration de l'imbibition et de la germination des graines, caractérisé en ce qu'il comporte le traitement des graines dans leur état de desséchement naturel par au moins une congélation brutale, de préférence par immersion dans l'azote liquide. Une variante particulièrement avantageuse du procédé cons te à soumettre les graines à une seule congélation, qui const tue la première étape d'un traitement de lyophilisation que l'on fait alors aussi subir aux graines. Les graines lyophilisées peuvent alors etre conservées soit sous vide, soit même telles quelles dans l'atmosphère ambiante et elles sont mises à germer ultérieurement,dans les conditions de chaleur et d'humidité appropriées d chaque cas et connues des hommes d l'art. La lyophilisation est réalisée de façon connue en soi5 par exemple sous un vide allant de 5.10-2 à 10 3 torr. Dans le cas où l'on soumet les graines à une ou plusieurs congélations successives, sans faire suivre la dernière congélation d'une lyophilisation,ledit traitement de congélation est effectué à n'importe quel moment après la récolte desdites graines sans qu'il soit nécessaire de les maintenir à l'état congelé jusqu'à ce qu qu'on les place dans les conditions de germination re- quises ultérieurement. I1 est évident que les conditions de congélation dépendent des graines considérées, et en particulier de la masse traitée et de la taille des graines, puisque la congélation à coeur est d'autant plus longue à obtenir que cette masse est plus importante et que les graines sont plus grosses. A titre d'exemple cependant,on peut mentionner des congélations d'une durée unitaire de 5 à 15 minutes dans l'azote liquide, séparées entre elles par des périodes de réchauffement à la température ambiante, qui demandent environ 1/2 heure.Mais il est évident que ces temps ne-doswent etre considérés que comme purement indicatifs et nullement critiques , les périodes réchauffement ou décongélation en particulier étant extremement variables du fait même qu'elles sont réalisées en pratique par simple échange thermique avec le milieu ambiant. Avantageusement, le procédé selon l'inventionoeomprenant uniquement des congélations successives séparées par des périodes de réchauffement à la température ambiante, consiste de préférence en 5 d 6 congélations de la masse des graines, mais il est évident que le nombre de congélations successives à appliquer dépend du résultat recherché et de 11 espèce considérée. Tout mode de congélation connu convient pour la mise en oeuvre de la présente invention, et en particulier une congélation brutale dans l'azote liquide, soit à - 1960C. ; I1 est remarquable que le pouvoir germinatif des graines ne soit alors pas détruit, ou m9me réduit, et qu'au contraire on induise ainsi la germination des graines dures, obtenant, en quelques jours seulement après la mise à germer, des taux de germination de 90 à 100% par rapport b la totalité des graines introduites. On peut en effet raisonnablement penser que la congélation des graines selon l'invention provoque des fissures microscopiques au sein des téguments et permet donc à l'eau de pénétrer ensuite dans les graines réputées imperméables à l'eau avant traitement. On a par ailleurs trouvé que le procédé selon l'invention consistant en une congélation suivie d'une lyophilisation,de préférence jusqu'à élimination totale de l'eau non liée contenue dans les graines,permet aussi de prolonger la survie des graines en maintenant dans le temps le pouvoir germinatif des graines à courte longévité. Or on sait que beaucoup de graines sont difficiles à conserver car leur pouvoir germinatif diminue rapidement après la récolte. On peut à ce sujet se référer à l'ouvrage de Miss L.V. Barton "Seed preservation and longevity", 1961, Leonard Hill éditeur, Londres. Ainsi, on a obtenu un taux de germination de 95 à 100ç. au bout d'environ 6 mois de conservation sous vide à la température ambiante, avec des graines de Reine-Marguerite et de Pensée soumises, selon I'invention,à une congélation de 10 minutes dans l'azote liquide et ensuite à une dessiccation pratiquement totale par lyophilisation sous un vide allant de 5.10-2 2 torr à 10 ) torr. En variante, le procédé selon l'invention permet de façon tout à fait inattendue, de réaliser un traitement fongicide des graines infestées par des champignons ou susceptibles de l'être lors de leur imbibition ou de leur germination. C'est là un résultat de toute première importance qui permet de staffranchir de tout traitement chimique des graines et qu'il était absolument exclu d'obtenir à l'aide de procédés classiques de traitement des graines duresfoomme par exemple la projection des graines contre des parois solides. Le procédé selon l'invention pour le traitement tongicide des graines infestées de champignons ou susceptibles de l'être lors de leur imbibition consiste à soumettre lesdites graines à au moins une congélation brutale , la première congélation au moins étant précédée d'un trempage dans de l'eau ordinaire de préférence à une température d'environ 20 à 300C,lui-même suivi d'un séchage classique. En variante, on peut faire suivre la dernière desdites congélations, ou la congélation unique effectuée après trempage, d'une dessication complète par lyophilisation comme décrit plus haut. Le procédé selon l'invention s'applique à la très grande majorité des types de graines et est particulièrement avantageux dans les cas où les lots de graines à utiliser contiennent des graines dures et/ou ont un pouvoir germinatif diminuant rapidement après leur récolte et/ou sont infestées de champignons. Ce procédé ne cause aucun dommage aux graines saines et susceptibles de s'imbiber et de germer normalement ,comme le montre la germination accélérée et homogène de ces dernières après traitement ; il est rapide et aisé à mettre en oeuvre, tant sur des petites quantités qu'à l'échelle industrielle, et il est peu onéreux. L'invention est décrite plus en détail par les exemples suivants qui ne la limitent aucunement,en référence aux planches de figures annexées. EXEMPLE 1 On a utilisé 2 lots de graines de trèfle violet de 500 graines chacun, dans leur état de dessèchemeat naturel. On a laissé le premier lot sans traitement,tandis qu'on a plongé le second dans de l'azote liquide. On l'y a maintenu pendant 15 minutes et on a lyophilisé jusqu'à élimination totale de 11 eau non liée. On a ensuite mis à germer chacun des 2 lots, à une température de 20"C. Les résultats, en ç des graines germées par rapport au nombre total des graines dans chaque lot, sont indiqués en ordonnées du graphique de la figure 1, qui porte en abscisses le nombre de jours depuis le début de la mise en germination. La courbe 1 représente la germination du lot de graines non traitées et la courbe 2 celle du lot des graines traitées selon l'invention. On a trouvé que, pour les lots considérés, le traitement selon l'invention procurait un taux de germination de 86 en 4 jours seulement, alors que le taux de germination du lot non traité n'était que de 63 entre le 5ème et le 8ème jour, et n'était toujours que de 66 après 13 jours. Les légers sauts successifs de la courbe 1 montrent en outre que des graines germent encore tardivement dans le lot non traité,mais que de toute manière et même avec le temps cela serait loin de conduire à un pourcentage aussi élevé que celui obtenu après seulement 4 jours selon l'invention. EXEMPLE 2 On a procédé comme dans l'exemple 1, mais avec 2 lots de 500 graines de trèfle blanc chacun. La figure 2, qui est l'homo- logue de la figure 1, montre les résultats obtenus sans traitement (courbe 1) et après le traitement selon l'invention (courbe 2). On voit que la courbe 1 présente un palier quasi-stationnaire à 32-33, alors que la courbe 2 atteint la valeur de 75 dès le 2ème jour et de 80 au 4ème jour. EXEMPE 3 On a constitué 2 lots de graines de lotier de provenances différentes de 2000 graines chacun, les graines étant prises dans leur état de dessèchement naturel. On a fractionné chacun de ces 2 lots en 2 parts égales de 1000 graines chacune. On a laissé les premières fractions de chacun des deux lots sans traitement; on a plongé les autres fractions de chacun des deux lots dans de l'azote liquide, et on les y a maintenues pendant 10 minutes et on a lyophilisé les graines ainsi congelées, jusqu'à élimination de toute l'eau non liée. On a ensuite mis à germer l'ensemble des fractions traitées et non traitées, à une température de 20"C. Les résultats en % de graines germées par rapport au nombre total des graines dans chacun des 1/2 lots respectifs, sont in diqués en ordonnées du graphique des figures 3 et 4, qui portent en abscisses le nombre de jours depuis le début de la mise en germination et concernent respectivement le ler et le 2ème des lots de départ. La courbe 1 représente la germination du 1/2 lot de graines non traitées, tandis que la courbe 2 représente la germination du 1/2 lot de graines traitées comme indiqué. Comme le montre la figure 3, on a obtenu 96 de germination après 4 jours seulement, à partir du premier 1/2 lot traité, contre 46% sans traitement après 8 jours. La figure 4 montre que 1 'on a eu 97k de germination au bout de 10 jours et déjà 80% dès le 4ème jour avec le deuxième 1/2 lot traité, contre seulement 66% en 13 jours sans traitement. EXEMPLE 4 On a traité des graines de minette dans les mêmes conditions que celles indiquées dans l'exemple 1. Les résultats sont rapportés sur la figure 5, les coordonnées et les courbes ayant les mêmes significations que dans la figure 1. On a ainsi pu faire germer en 8 jours 75 des graines traitées comme indiqué contre seulement 45 des graines non traitées, cette dernière valeur n'étant toUjours pas dépassée après 15 jours de germination. EXEMPLE 5 On a traité 3 lots de graines de luzerne de différentes provenances de 1500 graines chacun, de la façon décrite pour les 2 lots de graines de lotier dans l'exemple 3. Les résultats obtenus, en ss de graines germées par rapport au nombre total des graines dans chacun des 1/2 lots respectifs, sont indiqués en ordonnées du graphique des figures 6,7 et 8, qui portent en abscisses le nombre de jours depuis le début de la mise en germination et concernent respectivement le ler, le 2ème et le 3ème des lots de départ. La courbe 1 représente la germination du 1/2 lot de graines non traitées, tandis que la courbe 2 représente la germination du 1/2 lot de graines traitées comme indiqué dans l'exemple 3. La figure 6 montre qu'avec le ler lot on a obtenu 92 de germination après 4jours seulement, à partir du premier 1/2 lot traité comme indiqué, contre 50-51% sans traitement et ce à par tir du 5ème jour. La figure 7 montre que le 2ème lot a donné une germination de 87% après 4 jours et de 90% après 8 jours, à partir du second 1/2 lot traité comme indiqué, contre 40 au 8ème jour et encore seulement 47% au 15ème jour sans traitement. La figure 8 montre que l'on a obtenu 76-77 sans traitement avec- le 3ème lot,mais là encore le traitement tel qu'indiqué à permis de porter le taux de germination à 94% après 3 jours et 97% après 8 jours, comme le montre la courbe 2 de germination du troisième 1/2 lot traité. EXEMPLE 6 On a traité des graines de sulla, ou sainfoin d1Espagne, dans les mêmes conditions que celles indiquées dans l'exemple 1. Les résultats sont rapportés sur la figure 9, les coordonnées et les courbes ayant les mimes significations que dans la figure 1. On a ainsi pu faire germer 96% des graines traitées en 6 jours seulement, et même 99 à 100% de ces mêmes graines en 15 jours, contre seulement 26 des graines non traitées en 6 jours et encore à peine 50 au bout de 15 jours. EXEMPLE 7 A partir de graines de trèfle blanc de mme provenance, on a constitué 3 lots de 500 graines chacun. On a fait germer le premier sans aucun traitement des graines. On a mis le second lot à germer après en avoir desséché les graines sous vide, de façon connue. On a fait germer le troisième lot après en avoir congelé les graines pendant 15 minutes dans l'azote liquide, selon l'invention. Les résultats de l'évolution dans le temps de la germination de chacun de ces lots de graines de trèfle blanc sont représentés respectivement par les courbes 1J2 et 3 de la figure 10, dans laquelle les coordonnées ont les mêmes significations que dans la figure 1. L'amélioration considérable apportée par une simple congélation de 15 minutes dans l'azotelMiquide apparatt ainsi nettement en référence tant à la germination de graines non traitées qu'à la germination de graines desséchées sous vide de façon connue. Seulement 35 à 40 des graines non préalablement traitées étaient capables de germer à 20"C. Le dessèchement sous vide n'a apporté aucun progrès et était donc une étape supplé mentaire onéreuse et non totalement efficace. La seule congélation de 15 minutes a porté à 64 le taux de germination observé après 7 jours à 20 C. EXEMPLE 8 On a traité des groupes de deux lots de 500 graines de trèfle blanc de mme provenance que dans l'exemple 7 selon plusieurs variantes du procédé conforme à l'invention et on a dans chaque cas, comparé les résultats obtenus en les consignant sur les graphiques des figures lla, llb, lic, ild et île sous la forme des courbes A et B dans chaque cas. Les coordonnées ont les mêmes significations que dans la figure 1. Les courbes A représentent l'évolution dans le temps du taux de germination obtenu avec les lots de graines simplement soumis respectivement à 1 congélation de 5 minutes dans l'azote liquide (figure lia); 2 congélations de 5 minutes chacune dans l'azote liquide, séparées par un réchauffement à température ambiante sur une période de 1/2 heure environ (figure lob);; 3 congélations de 5 minutes dans l'azote liquide séparées entre elles par des réchauffements à température ambiante (figure lac), 6 congélations de 5 minutes dans l'azote liquide séparées de même par des réchauffements à température ambiante (figure lld) et 9 congélations de 5 minutes chacune d s l'azote liquide séparées de même par des réchauffements à température ambiante (figure vile). Dans les figures lia à lie, les courbes B représentent la variation dans le temps des taux de germination obtenus avec les lots de 500 graines soumis respectivement aux mêmes traitements de congélation que ci-dessus, mais la dernière desdites congélations étant alors dans chaque cas suivie d'une iyophiii- sation classique jusqu'à élimination totale de l'eau non liée des graines. Dans les cas où les graines citées ne sont soumises qu a 1 ou 2 congélations de 5 minutes, les résultats sont améliorés si ce traitement est suivi d'une lyophilisation. Par contre, la lyophilisation n'est plus utile lorsque les graines subissent au moins 3 congélattons successives de 5 minutes. EXEMPLE9 On a constitué un échantillon de graines de Robiniers qui est une Papilionåcée connue communément sous le nom d'Acacia. On a séparé cet échantillon en quatre lots égaux qu'on à mis à germer à 20"C, après traitement, dans 4 boîtes de Pétri couvertes (référencées V.151, V. 156, V. 145 et V.144 sur la figure 12 qui représente lesdites boîtes après 20 jours de germination des graines). Les graines mises à germer comme témoins dans la boite V. 151 n'ont pas été traitées. Beaucoup de graines n'ont pas ger md (ce sont des graines dures) et on observe un développement de champignons, en particulier en bas et à droite, ainsi qu'en haut et à gauche. Les graines mises à germer dans la botte v. 156 avaient préalablement été congelées pendant 15 minutes dans l'azote liquide et, immédiatement après, lyophilisées jusqu'à élimination complete de l'eau non liée. On voit d'après la botte étiquetée V.156 dans la figure 12 que les graines dures ont ainsi été éliminées, mais qu'un important développement de champignons s'est produit. Les graines mises à germer dans la botte V.144 avaient préalablement été soumises à un trempage d'une durée de 24 heures dans de l'eau ordinaire, à température ambiante, puis soumises à un séchage ordinaire, c'est-à-dire naturel, de 3 jours et ensuite soumises à 3 congélations de 15 minutes chacune dans Zle l'azote liquide, séparées par des périodes de réchauffement de 20 minutes chacune.On observe là encore la disparition totale des graines dures,mais également l'absence totale de champignons, Les graines mises à germer dans la boîte V.145 avaient au préalable été soumises au même traitement que celles de la botte V.144, mais on avait en outre fait suivre la dernière des 3 congélations d'une lyophilisation jusqu a élimination de l'eau non liée des graines, ce qui a demandé 2 jours environ. Comme pour les graines de la botte V.144, on constate en référence à la figure 12, la suppression des graines dures et l'absence de champignons. EXEMPLE 10 On a constitué un autre lot de graines de Robinier. On a séparé ce lot en quatre lots égaux qu'on a mis à germer, après traitement, dans 4 bottes de Pétri couvertes (référencées V.152 V.154, V.150 et V.148 sur la figure 13 qui représente lesdites bottes après 20 jours de germination des graines). Les graines mises à germer comme témoins dans la boite V.152 n'ont pas été traitées. Une importante proportion des graines n'a pas germé (graines dures) et on observe un développement diffus de champignons Les graines mises à germer dans la boîte V. 154 avaient préalablement été congelées pendant 15 minutes dans l'azote li quine On peut distinguer d'après la bolte étiquetée V. 154 dans la figure 13, que les graines dures ont ainsi été pratiquement éliminées, mais qu'il s'est développé une abondante formation de champignons. Les graines mises à germer dans la boite V. 148 avaient préalablement été soumises à une congélation unique de 15 minutes dans l'azote liquide, immédiatement suivie d'une lyophilisation jusqu'à élimination de l'eau non liée des graines. On constate là encore la dispariton des graines dures,mais il subsistait en core une importante formation de champignons. Les graines mises à germer dans la boîte V. 150 avaient au préalable été soumises à un trempage de 6 heures dans de l'eau ordinaire, à température ambiante, suivi d'un séchage naturel de 2 jours, et ensuite soumises 3 congélations de 15 minutes chacùne dans de l'azote liquide, séparées par des périodes de réchau*- ferment de 20 minutes chacune. On observe sur la boite étiquetée V. 150 de la figure 13 la disparition totale des graines dures ainsi que l'absence de champignons. REVENDICATIONS 1. Procédé pour l'amélioration de l'imbibition et de la germination des graines par induction de l'imbibition des graines dures, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre lesdites graines dans leur état de desséchement naturel, à -au moins une congélation brutale, chaque congélation étant séparée de la suivante par une période de réchauffement à la température ambiante. 2. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'zon réalise ladite ou lesdites congélations par immersion des graines dans l'azote liquide. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on soumet les graines à 5 ou 6 congélations successives d'une durée unitaire de 5 à 15 minutes, séparées entre elles par des périodes de réchauffement à la température ambiante. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on soumet les graines à au plus 3 congélations successives d'une durée unitaire de 5 à 10 minutes, séparées entre elles par des périodes de réchauffement à la température ambiante, la dernière desdites congélations étant en outre immédiatement suivie d'une lyophilisation des graines. 5. Procédé selon l'une des revendications lou 2, caractérisé en ce que l'on soumet les graines à une congélation unique, qui constitue la première étape d'un traitement de lyophilisation que l'on fait alors aussi subir aux graines. 6. Procédé pour induire la germination des graines dures et prolonger la survie des graines en maintenant dans le temps le pouvoir germinatif des graines à courte longévité caractérisé en ce qu'il consiste k soumettre les graines au procédé selon l'une des revendications 4 ou 5. 7. Procédé selon a revendication 6, caractérisé en ce que ladite lyophilisation est poussée au moins jusqu'à élimination totale de l'eau non liée contenue dans les graines. 8. Procédé pour le traitement fongicide de graines inSes- tées par des champignons ou susceptibles de l'être lors de leur imbibition ou de leur gerîiination, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre les graines au procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, l'une desdites congélations au moins étant précédée d'un trempage dans de 1 'eau ordinaire lui-même suivi d'un séchage classique. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le premier desdits trempages a une durée inférieure à 24 heures environ et est suivi dtun séchage naturel d1une durée de 1 à 3 Jours. 10. Graines, caractérisées en ce qu'elles sont obtenues par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, ledit procédé améliorant leur imbibition , leur germination et/ou leur longévité, et/ou constituant un traitement fongicide.