Brevet FR2866784A1 — publié le 20050902

La présente invention a pour objet un appareil et son procédé pour récolter, véhiculer et répartir le pollen de plantes en vue d'améliorer la fécondation de certaines cultures, en particulier la production de semences de maïs Pollen et fécondation Les plantes cultivées pour l'alimentation animale et humaine, ainsi que pour l'industrie ont des organes de reproduction situées dans les fleurs. Les étamines sont des organes mâles qui produisent les grains de pollen (gamètes mâles). Ces grains de pollen sont très petits et mesurent, suivant les genres et les espèces entre 15 et 45 microns. Exceptionnellement, ils peuvent être encore plus petits: 6 à 7 microns chez le myosotis ou relativement plus gros: 140 à 200 microns chez la courge. Le nombre de grains de pollen produits par les étamines est très élevé : de quelques milliers à plusieurs millions. L'oosphère ou gamète femelle contenu dans le sac embryonnaire est protégé par les tissus de l'ovule et par ceux de l'ovaire. Ce dernier est prolongé par un style terminé par un stigmate qui est le récepteur de pollen. Les grains de pollen germent, puis croissent à travers le style pour atteindre le ou les ovules et les féconder. Le transport des grains de pollen des étamines déhiscents vers les stigmates se réalise soit, rarement, par contact et gravité à l'intérieur du bouton floral (auto pollinisation) soit par gravité et par le vent après l'ouverture des fleurs: plantes anémogames, ou par des insectes transporteurs de pollen (par exemple: abeilles) : plantes entomogames Les plantes cultivées sont le plus souvent hermaphrodites (étamines et ovaires dans la même fleur), c'est le cas du pommier, du colza, du cotonnier, ... Si les organes mâles et femelles sont sur des fleurs séparées, mais sur la même plante, celle-ci est monoïque: c'est le cas du noisetier, noyer ou du maïs. Lorsque les organes mâles et femelles sont sur les fleurs de plantes différentes, l'espèce est appelée dioïque: c'est le cas du kiwi et du pistachier. Les gains de pollen de maïs sont parmi les plus gros, de 60 à 100 microns et ils se déplacent uniquement par le vent. Fécondation Lorsque les grains de pollen germent sur les stigmates des fleurs de la même plante, traversent le style et fécondent le ou les ovules, la variété est auto compatible et auto fertile; par exemple le colza, le maïs, ... Il y a fécondation croisée lorsque les grains de pollen germent sur les stigmates des fleurs d'une 35 autre plante de la même espèce. L'hybridation est la fécondation d'une espèce par une autre, d'une lignée par une autre. C'est la méthode utilisée pour la sélection de variétés nouvelles de maïs. Chez les plantes allogames: pollinisation croisée obligatoire, le succès de la fécondation n'est pas seulement lié aux facteurs externes: climatiques (vent, pluie) ou entomologiques (présence d'insectes pollinisateurs), la bonne concordance de la maturation des organes sexuels doit être assurée: les stigmates doivent être réceptifs lors de l'émission du pollen. C'est pourquoi chez certaines plantes cultivées la pollinisation doit être assurée par l'homme, les cas les plus connus sont ceux de la vanille: pollinisation manuelle par rapprochement à l'intérieur de la fleur des pollinies au contact des stigmates, du palmier dattier: récolte manuelle des inflorescences mâles matures et dispersion manuelle sur les fleurs femelles des régimes. Chez le maïs, la production de semences hybrides est régie par un dispositif de plantation alternant lignées mères femelles et lignées mâles. Les inflorescences mâles des plantes dites femelles sont castrées soit manuellement soit mécaniquement et la pollinisation est essentiellement anémogame. D'autre part, selon les caractéristiques de chaque lignée, les semis sont décalés de façon à obtenir une maturité synchrone des fleurs mâles et femelles. Chez les plantes allogames, et en particulier le maïs, le succès de la fécondation pourrait être fortement amélioré si l'on disposait d'un équipement adéquat permettant de repartir mécaniquement, sur les stigmates récepteurs des fleurs femelles, le pollen en provenance des lignes mâles pour assurer une meilleure répartition au moment le plus propice (réceptivité optimum). La présente invention a pour objet un équipement et son procédé permettant d'améliorer la répartition de pollen pour assurer une meilleure fécondation en production de semences de maïs et autres cultures. Son caractère innovant est indéniable au sens où il n'existe pas d'équipement performant équivalent adapté aux cultures industrielles. Principe de l'innovation Récupérer le pollen sur les rangées de géniteurs mâles (pollinisateurs) et le répartir au-dessus des rangées de géniteurs femelles en floraison au moment où le maximum de stigmates sont réceptifs. Il s'agit d'un kit adaptable sur les enjambeurs, machines à castrer, ou tracteurs, constitué d'une turbine soufflant de l'air, et d'un système de récupération et de répartition du pollen. Le pollinisateur est décrit dans la figure 1. Il est composé d'un cadre métallique (1) fixé à l'arrière d'un tracteur enjambeur, ce cadre pouvant monter ou descendre avec le système de relevage. Il supporte un moteur électrique (2)(alimenté par le tracteur), qui fait tourner une turbine(3) qui souffle de l'air dans un collecteur et répartiteur de pollen. Ce système sera équipé d'un boîtier de commande amovible permettant le pilotage depuis la cabine et protégé selon les normes en vigueur. L'appareil complet comprend deux systèmes exactement symétriques pour capter le pollen sur les deux rangées de mâles de part et d'autre d'une planche de lignes femelles et le déposer sur ces rangées femelles ; la description ci-dessous ne représente qu'un demi système. Un tuyau (5) spiralé conduit l'air soufflé de la turbine vers le collecteur vibreur (4). Il se divise en deux parties au niveau du manchon (6) 1. Un tuyau (7) va conduire l'air dans le collecteur vibreur (4). Il se divise à son tour en deux tuyaux plus fins, à l'aide d'un Y diviseur, l'un (8) est fixé sur l'avant de la boîte et est destiné à conduire une partie de l'air directement vers les fleurs mâles. Il est fixé à l'avant du collecteur vibreur dans sa partie supérieure, du côté du tracteur. Son rôle est de secouer les inflorescences mâles pour libérer le pollen au passage. 2. L'autre tuyau (9) conduit une partie de l'air vers le côté du collecteur vibreur (4) dans sa partie inférieure à l'opposé du tracteur (en arrière par rapport à l'avancement). Il est destiné à souffler l'air et le pollen dans l'ouverture (10) situé en face de l'arrivée du tuyau (9) sur le côté de la boîte du côté du tracteur dans la partie postérieure et basse de cette boîte (4). La figure 2 représente le dispositif collecteur vibreur (4) permettant de collecter le pollen Un autre tuyau (11) muni d'un régulateur de débit ou vanne de régulation (12) conduit l'air jusqu'à un venturi (13) situé près de l'ouverture (10) du collecteur vibreur (4). Il est fixé à un tuyau souple (14). Ce venturi direct ou à turbine va permettre d'entraîner l'air et le pollen vers un répartiteur de distribution (15) . Le collecteur vibreur sera fixé à un système de portique fixé au châssis (1) permettant de l'ajuster à la hauteur des géniteurs mâles et à la largeur du dispositif. Le répartiteur de distribution (15) Il est destiné à conduire le pollen au-dessus des plantes receveuses. Il est constitué de 4 tuyaux en plastique antistatique. Les tuyaux destinés aux rangées les plus éloignées de la source de pollen auront un diamètre plus grand que ceux destinés aux rangées les plus proches. Ils seront fixés entre eux au départ du répartiteur de telle manière que le pollen ne puisse passer que dans les 4 tuyaux et éviter ainsi une déperdition du pollen. Il est possible d'adapter le nombre de tuyaux distributeurs de pollen au nombre de rangées que l'on veut polliniser. Ce répartiteur est fixé sur le tube (14) par un collier (16) qui permettra de l'enlever facilement. Ce répartiteur (15) sera fixé sur un châssis pouvant être mis à la hauteur souhaitée. 10 Version récupérateur de pollen Un dispositif spécial peut être disposé sur le système précédent Le tube collecteur peut être remplacé par un sac en papier, type sac d'aspirateur d'un volume de 15 litres minimum. Sur une prise d'air de la turbine qui permet dans le système précédent de souffler de l'air, est fixé un tuyau qui permet d'aspirer l'air et de récupérer le pollen dans le sac. A la fin de la récolte du pollen, celui-ci est versé manuellement dans une bouteille thermostatée en verre de 10 litres environ. Cette bouteille (17) sert de stockage provisoire du pollen et sera utilisée pour l'épandage. Caractéristigjes de la bouteille de stockage (Figure 3) et épandage La bouteille de stockage (17) est fermée d'un bouchon percé de 2 ouvertures par lesquelles passe 20 deux tubes en inox de 10 mm de diamètre environ: Un tube par lequel entre l'air plonge dans le fond de la bouteille dans le pollen. Sur ce tube qui est dans la bouteille est fixée l'autre tube ouvert dans sa partie inférieure. Une pastille de calibrage (18) est disposée dans ce deuxième tube par où sort l'air et le pollen pour ajuster la quantité de pollen prélevé par aspiration. Ce tube est relié au système venturi (13). L'air soufflé par la turbine entre dans le venturi par le tube (11), le tube (7) étant dans cette version fermé. Le débit d'air est réglé par la vanne de régulation (12). Le pollen ainsi aspiré est projeté vers le répartiteur de distribution (15) comme dans la version normale. Adaptation au dispositif de semis Ce système permet de récupérer du pollen: Dans un dispositif de semis constitué par 4 rangées de femelle (19) et de 2 rangées de mâles (20) , système dit 4 x 2 , le pollen est récupéré sur les deux rangées du géniteur mâle pour le répandre au-dessus des 4 rangées du géniteur femelle à l'aide de 2 répartiteurs (Figure 4) dans un système 6 x 2, dans ce cas on écarte les bras de récupération et on disperse le pollen sur les 6 rangées, les deux rangées centrales reçoivent du pollen en provenance des deux rangées de mâles (Figure 5) Dans un système 8 x 2, les collecteurs assurent la pollinisation des 8 rangées de femelle (Figure 6) Améliorations possibles Réglages hydrauliques des hauteurs et des largeurs pour le collecteur (4) pour l'ajuster au mieux par rapport aux fleurs mâles Réglage de l'ouverture et de la fermeture des tuyaux de distribution (15) Avantages L'objectif est d'assurer la fécondation des rangées centrales, et donc d'améliorer le rendement et 15 la qualité des semences produites. Dans toutes les situations, l'appareil permet une meilleure dispersion du pollen en particulier lorsque le pollen est lourd ou lorsque le géniteur mâle est faible pollinisateur et de petite taille par rapport à la femelle. De plus, le grand intérêt réside dans la possibilité de passer d'un dispositif 2 x 1 ou 2 x 2 (2 rangées de femelles et 2 rangées de mâles) à un dispositif de 4 x 2 (4 rangées de femelles pour 2 rangées de mâles). Ce simple changement de dispositif de semis permet un gain de 33% de plantes à récolter à l'hectare et donc un gain très important de productivité. Revendications 1. Appareil destiné à prélever du pollen et à le répartir sur les organes femelles des plantes pour assurer une meilleure fécondation en production de semences de certaines cultures, caractérisé en ce qu'il comporte une turbine (2) alimentée par un moteur électrique (1) qui souffle de l'air dans un tuyau (5) qui répartit l'air dans trois autres tuyaux (8)(9) et (11). Les tuyaux (8) et (9) guident l'air sur les inflorescences mâles à travers un collecteur (4) pour faire libérer le pollen, le tuyau (11) conduit la plus grande partie de l'air dans un système venturi (13) placé dans un tuyau (14) qui récupère le pollen libéré pour le conduire dans le répartiteur de distribution (15). 2 Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que le répartiteur de distribution (15) est constitué par 4 tuyaux en plastique antistatique destinés à répartir le pollen sur les 4 rangées réceptrices. Le nombre de tuyaux correspond au nombre de rangées à polliniser. Il peut être modifié en fonction du type de culture. 3. Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que le répartiteur de distribution (15) peut, dans une version dite de récupération du pollen, être remplacé par un sac en papier type sac d'aspirateur. 4. Appareil selon la revendication 3 selon lesquelles un système permet de récupérer le pollen préalablement récolté et stocké dans un récipient thermostaté en verre (17) et à le répartir à l'aide du répartiteur (15). Ce récipient remplace dans cette version le collecteur (4) au niveau du venturi (13). L'air qui arrive de la turbine par le tube (11) et grâce au système venturi sur lequel est fixé un tube dont l'extrémité ouverte plonge dans la bouteille, l'air et le pollen en provenance de la bouteille sont ainsi aspirés. Une pastille calibrée (18) est fixée à la base du tube afin de régler le débit de pollen. Un autre tube plonge dans la bouteille pour faire arriver l'air extérieur. 5. Appareil selon la revendication 1, 2, 3, ou 4 caractérisé par une vanne de régulation (12) fixé sur le tube (11) d'arrivée de l'air dans le venturi (13) pour contrôler le débit.