Brevet FR2651086A1 — publié le 19910301

PROCEDE POUR ACCELERER ET SYNCHRONISER LA GRMINATION DES SEMENCES La présente invention concerne un procédé pour accélérer et synchroniser la germination des semences. Depuis cinquante ans au moins, on s'est intéressé aux possibilités d'améliorer les performances des semences, en particulier d'améliorer la germination et l'établissement des plantules. Des traitements des semences, qui déclenchent ou achèvent le processus de germination dans des conditions contrôlées avant le semis, présenteraient de nombreux avantages pratiques, en particulier si la germination était à la fois synchronisée et accélérée. L'établissement rapide d'une population uniforme de plantules améliore la capacité des plantes cultivées à concurrencer les mauvaises herbes et, de plus, des économies résultent de la gestion d'une population uniforme de plantes, y compris une amélioration de l'uniformité du rendement lors de la récolte. Une germination rapide après le semis peut réduire l'érosion par stabilisation rapide de pentes dénudées et peut rendre des terrains de loisir, tels que les terrains de golf, utilisables plus rapidement avec un emploi moindre de semences. Une germination rapide peut réduire 1 'exposition des semences mises en terre, ce qui réduit la nécessité d'une lutte chimique importante contre des dégâts, tels que la fonte. En fait, la saison de culture d'une plante donnée peut être efficacement accrue d'au moins le nombre de jours normalement nécessaires à la germination dans le sol. Les tentatives d'accélération de la germination ont compris l'utilisation de traitements physiques ou chimiques destinés & réduire la période de dormance après la formation de la graine. Ces traitements comprennent une exposition des semences à la lumière, une exposition des semences au froid, une exposition à des conditions humides (stratification), une scarification mécanique et un traitement avec des agents chimiques, tels que l'acide gibbérellique, le nitrate de potassium, la thio-urée, le peroxyde d'hydrogène ou l'éthylène. Le durcissement des semences, qui consiste à soumettre les semences à un trempage dans l'eau suivi d'un séchage à l'air, a été étudié depuis plusieurs années avec des résultats incertains. Divers procédés pour la mise en terre de semences prégermées ont également été mis au point, mais demeurent d'efficacité douteuse par suite de la tendance des semences nouvellement germées à se déshydrater et de leur sensibilité aux altérations mécaniques. On a également soumis les semences à un conditionnement osmotique comprenant leur hydratation dans des solutions de sel ou de polyéthylèneglycol. Ces traitements peuvent réduire la période de dormance tout en empêchant la croissance de la radicule ou de la racine principale. On cherche donc à réduire la période de germination des semences après la mise en terre ("in situ") et à accroître l'importance de la germination synchrone de ces semences. La présente invention fournit un procédé pour accumuler les processus germinatifs d'une population de semences avant la mise-en terre, de façon à ce que les semences germent plus rapidement et avec un degré supérieur de synchronisme après la mise en terre par rapport à une population non traitée des mêmes semences. Selon le présent procédé, on soumet les semences à un "traitement cyclique" les amenant à un point critique précédant juste la germination, en leur appliquant des cycles contrôlés d'humidification et de séchage pendant une période dite "période de fluctuation critique". Les semences acquièrent un synchronisme physiologique à la fin de la période de fluctuation critique, puis germent rapidement par réexposition ultérieure à l'eau. La présente invention fournit donc un procédé pour accélérer et synchroniser la germination des semences comprenant: (a) le contact d'une population initiale de semences avec de l'eau liquide, de façon à ce que le taux d'humidité de la population de semences hydratées obtenue soit supérieur au taux initial d'humidité de la population initiale de semences; (b) la suppression du contact entre la population des semences hydratées et l'eau liquide, puis la déshydratation des semences pour que leur taux d'humidité soit réduit à une valeur supérieure au taux initial d'humidité de la population initiale de semences; et (c) la répétition, au moins une fois, des étapes (a)-(b) pour obtenir une population de semences ayant un taux d'humidité supérieur au taux d'humidité de la population initiale et qui, de préférence, est également supérieur à celui de la population de semences produite par l'étape précédente de déshydratation (séchage). De préférence, le taux d'humidité de chaque population de semences hydratées est supérieur à celui de la population hydratée précédente. Donc, le taux d'humidité des populations hydratées et déshydratées est de préférence accru graduellement par rapport au taux d'humidité de la population initiale, jusqu'à ce que le taux d'humidité de la population hydratée atteigne un point critique auquel la germination se produit. Par exposition ultérieure à de l'eau liquide, cette population finale de semences déshydratées s'hydrate et germe sensiblement en synchronisme et en une période suivant cette réhydratation ultérieure, qui est sensiblement plus courte que la période nécessaire à la germination de ladite population initiale par contact avec de l'eau. Par exemple, par réexposition à de l'eau liquide dans les conditions ambiantes, le temps de germination de la population soumise au traitement cyclique selon la présente invention peut être réduit à environ 16 heures ou moins avec un taux de germination d'au moins environ 90 %, par exemple d'environ 97,5 à 100 %, des semences viables. Pour certains types de semences de graminées, deux cycles d'hydratation/déshydra- tation (par exemple a-b; a'-b') suffisent pour assurer efficacement le synchronisme et l'accélération de la germination, tandis que d'autres espèces de graminées peuvent nécessiter jusqu'à 16 à cycles (a)-(b) pour que la fluctuation critique s'achève. De façon surprenante, le présent procédé peut être utilisé pour améliorer la capacité de germination de semences âgées et peut provoquer un rajeunissement des semences de faible vigueur. Les semences produites selon l'invention peuvent également résister lorsqu'elles sont de plus séchées jusqu'au taux d'humidité de l'air sec, tout en conservant un meilleur synchronisme. La germination rapide des présentes semences réduit également leur temps d'exposition aux microorganismes responsables de la fonte, tels que Pythium spp., ce qui réduit ou supprime la nécessité de traiter les semences avec des fongicides ou d'autres produits chimiques. L'invention est également utile pour remplacer un type de couverture végétale du sol par un second type de couverture, en particulier dans le cas o le maintien d'une couche intacte de couverture végétale est important, par exemple pour la protection ou l'utilisation de la surface. Par exemple, dans le cas des terrains de golf, il est souvent nécessaire de remplacer une variété de graminées par une autre afin d'ajuster les caractéristiques des graminées aux variations saisonnières du temps. Classiquement, pour cela, on soumet le vieux gazon à un semis surabondant, de façon à ce que la nouvelle variété de graminées remplace uniformément la variété précédente avec une densité suffisante. Cependant, par suite de la variation importante des temps de germination dans la population de semences que l'on applique, le gaspillage de semences est important. L'invention fournit une population de semences qui a été présynchronisée relativement à la germination et qui germe en une période réduite, ce qui présente l'avantage de réduire le temps pendant lequel le terrain ne peut pas être utilisé. Les semences de la présente invention sont également utiles lorsqu'on désire recouvrir rapidement une surface de terrain nu afin de la protéger contre l'érosion ou contre la lixiviation de résidus dangereux. La surface que l'on désire protéger peut être semée, puis mise en contact avec de l'eau pendant une période préalablement choisie, afin d'assurer la germination des semences et de déclencher la pousse des plantules. Bien que l'invention soit principalement décrite relativement aux semences des graminées, il est prévu qu'elle s'applique généralement aux semences de monocotylédones, telles que les céréales comme le maïs, le blé, l'orge, l'avoine, le riz, le sorgho et le seigle. Egalement, des semences de plantes, telles que le dactyle pelotonné, le freesia, l'anacardier et la fétuque, de même que de plantes agricoles, telles que les sojas, les betteraves, les carottes, le céleri, les tomates, les oignons, les iupins, le tournesol et le cotonnier, peuvent être améliorées grâce au présent procédé. L'invention est particulièrement efficace dans le cas des espèces dont les semences présentent un intervalle sensible entre la maturation et la germination dans les conditions naturelles. L'invention va maintenant être décrite de façon détaillée. La synchronisation des semences a été obtenue avec quatre génotypes de Lolium perenne (ray-grass anglais) et avec Poa annua (paturin annuel, plusieurs génotypes). De façon générale, les semences ont été conservées dans diverses conditions et soumises à un traitement cyclique dans des environnement aqueux en phase liquide et en phase vapeur. La phase d'hydratation ( semences en contact continu avec de l'eau libre. On préfère déshydrater les semences à une forte humidité dans des conditions telles que les semences ne soient pas mouillées. On peut, pour cela, placer les semences dans un environnement o l'humidité est étroitement régulée. Comme l'humidité relative de l'air d'une chambre contenant des solutions salines correspond à un potentiel hydrique particulier, un gradient spécifique de pression de vapeur peut être établi au-dessus du liquide, de préférence à un potentiel hydrique d'environ T = -5 MPa à -10 MPa dans les conditions ambiantes (25-27,5 C). Par exemple, l'humidité relative à environ 26,5 C peut être d'environ 90 à 97 %. Ce gradient assure une vitesse ménagée de séchage et un taux d'humidité prévisible des semences à tout moment après l'introduction des semences dans l'environnement en phase vapeur (de séchage). Il convient de noter que l'on effectue une régulation de la température pour éviter une condensation due à l'abaissement de la température plutôt que pour éviter une élévation de la température. On utilise des pressions d'air ambiantes. On fait passer alternativement les semences d'un environnement à l'autre pendant des périodes préalablement choisies, typiquement d'environ 8 à 24 heures. La répétition des cycles d'hydratation-déshydratation, dans les conditions appropriées, sychronise la germination des semences. Exemple 1 On soumet 50 semences de ray-grass anglais "DelRay" (Northrup King) a des cycles d'hydratation/déshydratation à 26,5 C. Après 16 heures d'hydratation sur un papier buvard saturé d'eau, on transfère les semences dans un pot bouché hermétiquement o on les fait flotter sur un radeau sur une solution aqueuse saturée de nitrate de potassium (HR = 93 %, t = -10 MPa) pendant 8 heures à 26,5 C. On répète deux fois cette opération pour achever la période de fluctuation critique (2,0 cycles) et 100 % des semences viables germent par réexposition à l'eau à 26,5 C pendant une nuit. Exemple 2 La figure 1 résume les résultats de cycles répétés d'hydratation/déshydratation de semences de Lolium verenne (ray-grass). On réalise les cycles d'hydratation (liquide) pendant 16 heures à 26,5 C. On réalise les cycles de déshydratation (vapeur) pendant 8 heures avec % = -10 MPa (26,5 C) et une humidité relative (HR) respectivement de 97 % et de 93 %. On hydrate en continu des semences témoins avec de l'eau liquide à 26,5 C et elles germent entre 40 et 72 heures. Les flèches sur les graphiques indiquent le moment o la première semence germe. Toutes les semences soumises au traitement cyclique et humidifiées à 93 % (parcelle 16.8.93) germent pendant l'étape d'hydratation entre 48 et 62 heures. Exemple 3 On soumet également à des cycles répétés d'hydratation/ déshydratation des semences de Poa annua (paturin). On effectue le cycle d'hydratation (liquide) à 26,5 C. On effectue les cycles de déshydratation (vapeur) respectivement à 26,5 C (-10 MPa) et à 93 % d'HR. On hydrate en continu les semences témoins avec de l'eau liquide à 26,5 C. Le tableau unique suivant présente les pourcentages de germination observés pour les semences de Poa annua soumises à un traitement cyclique selon le présent procédé pendant deux périodes d'hydratation/déshydratation (liquide/vapeur). Tableau CYCLES DE TRAITEMENT LIMITANT LA GERMINATION DES SEMENCES DE Poa annua (cycle = licuide/-10 MPa) GERMINATION (%) LIQUIDE/VAPEUR (h) PENDANT LES CYCLES APRES LES CYCLES 8/16a 0* 81 8/24b 0* 72 * Indique une différence significative relativement au témoin qui présente une germination de 75 % entre 56 et 136 heures d'hydratation. a Treize cycles d'hydratation/déshydratation, puis traitement cyclique. L'invention a été décrite relativement à diverses techniques et divers modes de réalisation spécifiques et préférés, mais il convient cependant de noter que de nombreuses variantes et modifications peuvent être réalisées sans pour cela s'éloigner de l'esprit et de la portée de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé pour accélérer et synchroniser la germination des semences, caractérisé en ce qu'il comprend, avant la mise en terre: (a) le contact d'une population initiale de semences avec de S l'eau liquide jusqu'à ce que le taux d'humidité de la population obtenue de semences hydratées soit supérieur au taux d'humidité initial de cette population; (b) la suppression du contact entre les semences hydratées et l'eau liquide et la déshydratation des semences pour que leur taux d'humidité soit réduit à une valeur supérieure au taux d'humidité de la population initiale des semences; et (c) la répétition des étapes (a)-(b), au moins une fois, pour obtenir une population de semences déshydratées non germées. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le taux d'humidité des semences déshydratées obtenues après l'étape (c) est également supérieur à celui de l'étape de déshydratation précédente. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le taux d'humidité de chaque population de semences hydratées produites dans l'étape (c) est supérieur à celui de la population hydratée précédente. 4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les étapes sont effectuées aux températures ambiantes. 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel l'hydratation est réalisée à un potentiel hydrique d'environ -5 MPa à -10 MPa. 6. Procédé selon la revendication 1, comprenant de plus le contact de la population de semences déshydratées de l'étape (c) avec de l'eau jusqu'à ce qu'essentiellement toutes les semences viables germent.