Chapitre 9 ESSAIS DE SEMENCES

Introduction

Il est indispensable de procéder à une évaluation de la qualité et d'autres caractéristiques des semences à plusieurs stades du processus qui mène de l'arbre mère à la planche de semis. Les opérations de contrôle de la maturité et de la viabilité des semences avant et pendant la récolte en forêt ont été décrites aux pages 43–46 et sont d'ordinaire associées à des évaluations de l'abondance de la production semencière; elles permettent de s'assurer que la quantité et la qualité des graines justifient l'effort et le coût impliqué par leur récolte. Il est souvent nécessaire de réaliser plusieurs essais au dépôt de traitement des semences, et notamment après l'extraction et le nettoyage de ces dernières et avant qu'elles soient expédiées aux pépinières ou entreposées. Il est essentiel de déterminer la teneur en eau des semences de nombreuses essences avant de leur faire subir un entreposage de longue durée, alors que cela est d'ordinaire superflu si les graines doivent être semées immédiatement en pépinière. Par ailleurs, il faut souvent procéder à un séchage partiel des semences avant de les expédier à des stations forestières éloignées, de manière à réduire les risques de détérioration pendant leur transport; or, tout séchage nécessite un contrôle de la teneur en eau. Les essais de germination et de viabilité doivent être répétés à la fin de la période d'entreposage si celui-ci dure plus de quelques mois; dans le cas d'un entreposage à long terme aux fins de la préservation des ressources génétiques, il faut effectuer des essais à intervalles réguliers tout au long de l'entreposage (Ellis et col., 1980).

L'efficacité et le succès de l'implantation en pépinière et dans les plantations forestières dépendent dans une large mesure de la qualité des semences utilisées. En conséquence, les forestiers, les pépiniéristes, les distributeurs de semences, entre autres, ont besoin d'évaluations précises de la qualité des semences dont ils font usage (Turnbull, 1975b). Cela est particulièrement important lorsque les semences font l'objet de transactions commerciales ou sont expédiées dans différents pays. L'évaluation de la demande de semences que l'on trouve au tableau 3.1 de la page 33 est fondée sur des estimations du nombre de graines germées par kilo de semences de Pinus kesiya et de Tectona grandis, qui sont des moyennes pour les essences considérées. Dans la pratique, ce nombre varie considérablement d'une année a l'autre et d'un lot de semences à l'autre, de sorte que les forestiers doivent disposer d'une évaluation précise de la faculté germinative de chaque lot qu'ils reçoivent pour être en mesure de respecter leurs programmes de plantation et d'éviter de gaspiller des semences coûteuses en en semant trop. De la même façon, les pépiniéristes ont aussi besoin d'estimations sûres du pourcentage de germination pour choisir la densité de semis correspondant à un espacement optimal des plants en pépinière.

D'après Justice (1972), l'établissement de règles propres aux essais de semences doit poursuivre les objectifs suivants: (a) proposer des méthodes permettant de déterminer avec précision la qualité des semences échantillonnées; (b) recommander des méthodes permettant aux personnes chargées d'analyser les semences dans différents laboratories de divers pays du monde d'obtenir des résultats uniformes; (c) établir un rapport, dans la mesure du possible, entre les résultats obtenus en laboratoire et la valeur de plantation; (d) limiter au maximum la durée des essais, en accord avec les objectifs précédents; et (e) limiter le plus possible le coût des essais. Pour un forestier en activité, les essais de semences servent avant tout à obtenir une évaluation précise de la capacité d'un lot de semences donné de produire des plantes saines et vigoureuses, repiquables sur le terrain. Dans le présent contexte, la “qualité” des semences fait plus référence à leur vigueur physiologique qu'à leur qualité génétique.

La validité des essais de semences est essentiellement fondée sur l'application de méthodes d'examen normalisées et sûres, permettant d'obtenir des résultats uniformes et reproductibles (Turnbull, 1975d). La normalisation a été grandement facilitée par l'adoption par de nombreux pays des “Règles internationales pour les essais de semences” établies par l'Association internationale d'essais de semences (ISTA). Cette organisation, fondée en 1921, a défini un premier ensemble de règles en 1931 et a procédé à leur révision substantielle en 1953, en 1966 et en 1976. A l'origine, l'ISTA s'est intéressée principalement aux semences agricoles, mais les arbres et les arbustes ont pris une importance grandissante. C'est ainsi que les règles de 1976 (ISTA, 1976) contiennent des “prescriptions” (fermes) ou des “suggestions” (plus nuancées) concernant les méthodes d'essai appropriées à 61 genres différents d'arbres et d'arbustes, en comparaison de 26 dans les règles de 1953. Les règles sont publiées en anglais, en français et en allemand.

Quoique les espèces et les genres arborescents des régions tropicales et de l'hémisphère sud (notamment les eucalyptus) aient commencé à figurer dans les listes de l'ISTA, la majorité écrasante des essences répertoriées sont des essences tempérées de l'hémisphère nord. Ainsi, des essences importantes comme Tectona grandis, Pinus patula, P. oocarpa et P. kesiya sont répertoriées, mais seulement dans la liste des méthodes d'évaluation “suggérées” (et non dans celle des “prescriptions”). De plus, une étude récente (ISTA, 1981a) a montré que 20 essences également importantes, parmi lesquelles Cupressus lusitanica, Gmelina arborea, Cordia alliodora et les genres Albizzia, Araucaria, Casuarina, Swietenia, Terminalia et Triplochiton, n'étaient tout simplement pas incluses. Leur omission reflète seulement le manque de données sérieuses sur les meilleures méthodes d'évaluation de ces espèces et de ces genres.

Les méthodes d'évaluation de l'ISTA supposent le maintien de conditions de laboratoire contrôlées et l'utilisation de certains appareils relativement coûteux. Elles sont par conséquent bien adaptées aux grands laboratoires d'analyse bien équipés, mais sont inapplicables dans les petites stations forestières dépourvues de laboratoire et qui doivent effectuer les essais de germination dans une pépinière ou un bureau. Le manque de matériel ne constitue pas une raison suffisante pour négliger complètement les essais de semences. Par exemple, de simples essais de germination entrepris en pépinière peuvent donner des résultats parfaitement satisfaisants dans la perspective d'un usage local. Toutefois, les résultats obtenus au moyen de méthodes non normalisées doivent toujours être accompagnés d'une description précise du mode opératoire, de sorte que l'utilisateur de semences puisse les interpréter en fonction des conditions régnant dans sa propre pépinière.

Le “Survey of Equipment and Supplies” (“Inventaire du matériel et des fournitures”) publié par l'ISTA (1982) contient un guide à jour de la gamme de matériel disponible en vue des essais de semences. On y trouve la liste des appareils selon leur type, leur usage, la spécification des modèles et les fournisseurs. Le précédent répertoire intitulé “Equipment and Supplies for collecting, processing, storing and testing forest tree seed” (“Matériel et fournitures destinés à la récolte, au traitement, à l'entreposage et aux essais des semences forestières”) (Bonner, 1977) comprend du matériel destiné aux essais de semences et fournit les adresses des laboratoires qui en font usage ainsi que des fournisseurs.

Van der Burg et col. (1983) décrivent la manière dont une station d'essais de semences peut être établie dans les régions tropicales ou subtropicales. Ils mentionnent deux solutions possibles: Seedlab 2000, qui peut contrôler environ 2 000 échantillons par an, et Seedlab 5000, qui peut en contrôler au moins 5 000. Leur ouvrage fournit des directives et des considérations générales à propos du recrutement du personnel, de l'organisation du travail, de l'aménagement du bâtiment et de l'équipement nécessaire. Quarante-six figures et deux tableaux donnent une illustration du matériel et des formulaires administratifs utilisés. Les appareils recommandés sont ceux que les auteurs ont, par expérience, jugé adaptés au travail; l'ouvrage contient leurs descriptions détaillées ainsi que les adresses des fournisseurs. Les auteurs décrivent certaines pièces d'équipement qui ne se trouvent pas dans le commerce et fournissent leurs plans de construction. L'ouvrage contient en annexe une liste d'ouvrages et de revues de base consacrés aux essais de semences.

Parmi les paramètres faisant l'objet des essais de semences figurent la pureté, l'authenticité, le poids, la germination, le contrôle indirect de la viabilité, la teneur en eau et le degré d'endommagement des semences. Ces essais supposent, avant toute chose, un bon échantillonnage; ce sujet est traité à la section suivante.

Echantillonnage

L'échantillon soumis à des essais doit être représentatif de l'ensemble des semences. Quelle que soit la précision du travail technique accompli lors de l'essai, les résultats renseignent uniquement sur la qualité de l'échantillon analysé (Aldhous, 1972). En conséquence, il faut impérativement veiller à ce que l'échantillon reflète le plus exactement possible la composition du lot de semences dans son ensemble. Cela reste en permanence valable, qu'il s'agisse d'entreprendre une série complète d'essais en laboratoire ou de procéder à un essai unique en pépinière pour déterminer le nombre de graines germées par kilo de semences non nettoyées. Le temps passé à analyser des échantillons prélevés sans soin est du temps perdu (Carter, 1961).

Des lots de semences entièrement homogènes seraient faciles à échantillonner, mais de tels échantillons n'existent pas (Bonner, 1974). Il est possible de prendre des mesures de bon sens pour réduire au minimum l'hétérogénéité. Ainsi, on évitera de mélanger des lots de semences d'une même essence s'ils ont des origines (provenances) différentes, si leur âge varie considérablement ou encore, dans le cas de provenances introduites identiques, s'ils proviennent de plantations établies sur des sites très différents dans le pays introducteur. Il arrive d'ailleurs qu'un lot de semences récolté dans un peuplement homogène soit malgré tout hétérogène. Paul (1972) a cité l'exemple fort simple de semences de pins transportées sur de mauvaises routes à l'arrière d'un landrover. Les secousses et les vibrations provoquent une séparation des différentes sortes de semences. Toutes les semences petites, vaines ou légères ont tendance à se concentrer dans les couches supérieures, et un échantillon prélevé dans ces couches donnera une impression totalement fausse de la qualité potentielle de l'ensemble des semences.

Mélange

Si le lot de semences est peu important et que son poids soit limité à quelques kilos, il est possible d'améliorer son homogénéité en le mélangeant avec soin avant de prélever un échantillon. Par contre, dans le cas de lots de semences très importants transportés et entreposés dans un grand nombre de récipients, il est impossible de mélanger l'ensemble du lot de semences. Dans ces circonstances, on prélève un certain nombre d'échantillons (voir pages 241–242), et ce sont ces échantillons que l'on mélange avec soin, afin d'obtenir un échantillon “mixte” homogène aux fins des essais. Les méthodes de mélange exposées ci-dessous et tirées de Paul (1972) sont également applicables aux petits lots de semences dans leur ensemble ou aux échantillons mixtes.

"Techniques de mélange. Il existe deux façons simples de mélanger efficacement des semences:

1. Mélange à l'aide d'un diviseur mécanique. Les diviseurs mécaniques servent à réduire la taille des lots ou des échantillons de semences par divisions en deux successives. Leur mode de fonctionnement est décrit ci-dessous. Les diviseurs présentent l'avantage supplémentaire de pouvoir servir à mélanger les semences de la façon suivante:

   1. Faire passer la totalité du lot de semences dans le diviseur.

   2. Récupérer les deux fractions égales et les faire passer simultanément dans le diviseur.

   3. Répéter l'étape 2.

   4. Répéter de nouveau l'étape 2.

   5. Récupérer les deux fractions égales et les verser simultanément dans le récipient d'entreposage.

2. Mélange à la main. On mesure mal à quel point il est difficile d'homogénéiser un lot de semences de cette façon. Il faut étaler la totalité des semences sur une feuille de papier ou toute autre surface lisse adéquate et les mélanger avec soin. Une fois ce mélange achevé, on étale les semences en couche régulière et on les divise en quatre parts égales, que l'on verse dans quatre récipients. Avec l'aide d'un assistant, on verse alors simultanément le contenu de ces récipients dans le récipient d'entreposage. Il convient de répéter à deux reprises l'ensemble de ce processus (étalement, division en quatre et déversement)”.

Utilisation de “préleveurs” de semences

Lorsqu'il s'agit d'échantillonner un important lot de semences contenu dans plusieurs récipients, on utilise des “préleveurs” de semences pour prélever de petits échantillons des différentes fractions du lot. Tous ces échantillons “primaires” (ou “élémentaires”) sont alors mélangés pour former un échantillon “mixte” (ou “global”), dont on réduit ensuite la taille par divisions successives, jusqu'à ce qu'il soit assez petit pour constituer un échantillon “de travail” utilisable pour les différents essais.

Comme l'indique Turnbull (1975d), un “préleveur” de semences est une sonde suffisamment longue pour atteindre n'importe quelle partie du contenu d'un sac de semences et qui permet de prélever un volume égal de semences dans chacune des parties qu'il traverse. Les “préleveurs” les plus couramment employés sont les sondes à douille, constituées d'un tube de laiton creux s'adaptant exactement à l'intérieur d'une douille. Les parois du tube et de la douille comportent des ouvertures, de sorte qu'en faisant tourner ou coulisser le tube pour que ces ouvertures coïncident, les semences puissent pénétrer dans le tube, et qu'en faisant tourner le tube d'un demi-tour ou en le faisant coulisser dans la direction opposée, il soit possible d'obturer les ouvertures. Les “préleveurs” de semences doivent comporter une série de compartiments séparés, et non pas simplement un long tube doté de plusieurs ouvertures. On utilise des tubes de longueur et de diamètre différents selon la grandeur du récipient et la grosseur des graines. Il vaut mieux éviter d'utiliser les sondes de type “voleur”, pourvues d'une seule fente, car elles peuvent endommager les semences (Magini, 1962).

Idéalement, les échantillons “primaires” devraient être proportionnels au volume des diverses fractions du lot de semences (Bonner, 1974). Par exemple, si un lot est réparti dans dix récipients de 10 kg et dix récipients de 20 kg, les échantillons prélevés dans ces derniers récipients doivent constituer les deux tiers de l'échantillon mixte et les échantillons prélevés dans les récipients de 10 kg, le tiers seulement. En ce qui concerne les lots répartis dans des récipients de mêmes dimensions, l'ISTA (1976) a fourni des indications détaillées au sujet du nombre d'échantillons primaires à prélever dans différentes quantités de récipients; ainsi, lorsque le lot est réparti dans 6 à 30 récipients, il faut échantillonner au moins un récipient sur trois, et jamais moins de cinq.

Les “préleveurs” de semences ne conviennent pas à l'échantillonnage des grosses graines et de celles qui ne sont pas en mesure de s'écouler librement. En ce cas, il faut échantillonner en plongeant la main dans les semences et en en prélevant de petites portions (Bonner, 1974). La main doit être enfoncée doigts joints et tendus. Les doigts doivent rester joints lorsqu' on ferme la main et qu'on la retire. Cette méthode ne permet guère d'échantillonner au-delà de 40 cm, et il est parfois nécessaire de ne pas remplir complètement les récipients afin de faciliter l'échantillonnage.

Réduction de la taille des échantillons mixtes

La description suivante des diverses méthodes de réduction de la taille des échantillons mixtes (ou “globaux”) s'inspire largement de Turnbull (1975d).

D'ordinaire, il est nécessaire de réduire la taille des échantillons mixtes afin d'obtenir des échantillons de travail d'un poids standard. Dans la mesure du possible, il vaut mieux diviser l'échantillon à l'aide d'un diviseur mécanique, afin d'éliminer le biais introduit par l'intervention humaine. La méthode non mécanique de division en deux décrite ci-après peut être employée lorsqu'aucun diviseur mécanique n'est disponible, mais il vaut mieux éviter de l'utiliser dans la plupart des cas. On est toutefois obligé d'employer des méthodes manuelles lorsque les semences ne sont pas en mesure de s'écouler librement.

Méthodes de division non mécaniques

Méthode de la division en deux. L'échantillon est placé sur une surface propre et mélangé à la main avec soin; on le divise alors en quatre à l'aide d'une spatule à arête fine et l'on élimine deux des quartiers opposés. On répète ensuite l'opération jusqu'à l'obtention d'un échantillon du poids approximatif adéquat.

Méthode des godets choisis au hasard. Elle consiste à répandre méthodiquement l'échantillon sur une série de petits godets ou de dés à coudre disposés dans un ordre défini sur un plateau. Le choix au hasard d'un certain nombre de ces récipients permet d'obtenir un échantillon de travail (Thomson et Doyle, 1955). Une version modifiée de cette méthode consiste à utiliser un plateau divisé en un nombre égal de compartiments carrés, dont un sur deux est dépourvu de fond (Justice, 1972).

Méthodes mécaniques de division

La plupart des diviseurs mécaniques permettent de diviser l'échantillon en deux parties approximativement égales. On obtient un échantillon de travail en divisant l'échantillon global (mixte) jusqu'à ce qu'il atteigne le poids requis. L'ISTA recommande l'usage de trois sortes de diviseurs: le diviseur conique (du type Boerner), le diviseur pour terre et le diviseur centrifuge (du type Gamet). En voici une brève description:

Echantillonneuse Boerner. Il existe des modèles de différentes tailles de ce diviseur. Ses parties essentielles consistent en une trémie, un cône inversé et une série de déflecteurs dirigeant les semences vers deux goulottes. Les déflecteurs forment des conduits et des intervalles alternés d'égale largeur. Ils sont disposés en cercle à leur sommet et sont dirigés vers le bas et vers l'intérieur, les conduits menant à une des goulottes et les intervalles, à la goulotte opposée. Une vanne (ou fermeture) placée à la base de la trémie contrôle l'écoulement des semences. Lorsqu'elle est ouverte, les semences, sous l'effet de la pesanteur, tombent sur le cône inversé, où elles se répartissent également entre les conduits et les intervalles; elles parviennent ainsi jusqu'aux goulottes et sont recueillies dans les bacs à semences placés au-dessous.

Au Zimbabwe, on utilise un dispositif semblable mais de plus grandes dimensions pour diviser et mélanger les gros lots de semences. A la base du cône inversé sont disposés huit conduits d'où les semences tombent dans des seaux, à raison d'une batterie de huit seaux par conduit. Les seaux, dont chacun peut contenir 6 kg de semences de pins, permettent de traiter un lot de 384 kg en une seule opération de division et de mélange (Seward, 1980).

Diviseur pour terre. Le “diviseur pour terre”, ou “riffle”, est un diviseur simple, fondé sur le même principe que le diviseur conique. Les conduits sont ici disposés parallèlement en une rangée, et non pas en cercle comme dans le cas des diviseurs coniques. L'appareil comprend une trémie à laquelle sont fixés les conduits, un bâti de soutien de la trémie, deux bacs récepteurs et un bac verseur. Pour utiliser convenablement ce diviseur, il faut que les semences soient réparties assez uniformément dans le bac verseur et déversées de façon régulière sur toute la longueur de la trémie. Le diviseur est surtout destiné aux essences à grosses graines ou à graines vêtues, mais il est possible de fabriquer des modèles destinés aux essences à petites graines.

Diviseur Gamet. Le diviseur Gamet utilise la force centrifuge pour mélanger et éparpiller les semences au-dessus de la surface de division. Les semences tombent d'une trémie sur un godet en caoutchouc peu profond. Sous l'effet de la force centrifuge résultant de la rotation du godet entraîné par un moteur électrique, les semences sont projetées hors du godet et retombent sur une surface circulaire divisée en deux parties égales par une séparation fixe à arête fine. Les semences s'écoulent alors pour moitié dans une goulotte, et pour moitié dans l'autre. Lorsqu'on utilise cet appareil, il faut être vigilant lorsqu'il s'agit de diviser de très petits échantillons, car il arrive que la plus grande partie des semences soient projetées dans la même goulotte. Hardin et col. (1965) ont comparé l'efficacité des diviseurs Boerner et Gamet; d'après eux, le diviseur Gamet, s'il est utilisé correctement, permet d'obtenir un sous-échantillon légèrement plus précis.

9.1 “Préleveur” de semences (Centre des semences forestières de la DANIDA).	9.2 Diviseur à écoulement aléatoire (Centre des semences forestières de la DANIDA).
9.3 Diviseurs à cône inverse utilisés au Zimbabwe pour (A) de petites et (B) de grandes quantités de semences (Forestry Commission, Zimbabwe).

9.4 Diviseurs de semences (A) Boerner (B) Gamet (Division of Forest Research, CSIRO).
9.5 Ecran en verre opaque éclairé par dessous, utilisé au Zimbabwe en vue des essais de pureté et de la détermination du nombre de semences par kg (Forestry Commission, Zimbabwe).	9.6 Deux sortes de balances utilisées dans les laboratoires de semences (Centre des semences forestières de la DANIDA).

D'après Magini (1962), il ne faut pas employer de diviseurs fonctionnant par centrifugation avec des semences susceptibles d'être endommagées par les vibrations, comme les semences du genre Abies.

Poids des échantillons

Le poids de l'échantillon de travail dépend de la grosseur des semences considérées. Selon les règles établies par l'ISTA, il faut au minimum 2 500 graines dans la majorité des cas, à l'exception des essences à très grosses graines, pour lesquelles ce chiffre minimal est ramené à 500. On considère que ces quantités permettent de réaliser la plupart des essais courants (pureté, authenticité, poids des semences, germination ou viabilité), mais qu'il faut ajouter 10 g supplémentaires dans la plupart des cas pour être en mesure de déterminer la teneur en eau (ISTA, 1976). En ce qui concerne les essences tropicales répertoriées par l'ISTA, la taille minimale prescrite de l'échantillon de travail va de 2 g pour Eucalyptus deglupta, qui compte en moyenne 4 000 graines viables par gramme de “semences et balle” (Boland et col., 1980), à 1 kg pour Tectona grandis, qui compte en moyenne 2 000 fruits par kilo. Lorsque les semences sont expédiées à un laboratoire indépendant chargé de procéder aux essais, l'ISTA recommande d'envoyer un échantillon d'un poids double de celui de l'échantillon de travail.

Analyse de pureté

Les échantillons de semences forestières contiennent souvent des impuretés telles que des graines de plantes adventices, des semences d'autres espèces arborescentes, des parties de semences détachées, des morceaux de feuilles et d'autres matières. L'analyse de pureté a pour objet de déterminer la composition pondérale de l'échantillon à l'essai. A cet effet, l'échantillon est divisé en ses diverses parties constitutives. L'analyse de pureté est toujours le premier essai effectué, car les essais ultérieurs concernent uniquement les semences pures.

Par semences pures, on entend les semences de l'espèce considérée, c'est-à-dire les graines mûres intactes, mais aussi les graines de taille inférieure à la normale, ratatinées, immatures ou germées, dans la mesure où leur appartenance à l'espèce considérée peut être établie avec certitude, ainsi que les fragments de graines d'une taille supérieure à la moitié de la taille initiale des semences (ISTA, 1976). Les graines de légumineuses et de conifères ayant entièrement perdu leur tégument sont considérées comme de la matière inerte. Outre ces semences pures, un échantillon peut contenir d'autres graines de toutes les espèces, sauf celle qui est à l'essai, et de la matière inerte. Cette matière est constituée de fragments de graines cassées ou endommagées d'une taille inférieure à la moitié de la taille originale, d'ailes de conifères, de graines de légumineuses et de conifères ayant perdu leur tégument et d'autres matières telles que morceaux de feuilles, brindilles, cailloux, terre. En ce qui concerne les conifères (à l'exception de Chamaecyparis, Cupressus et Thuja), toute aile ou partie d'aile encore attachée à la graine doit être détachée et classée comme matière inerte.

On commence par peser l'échantillon de travail avec toutes ses impuretés, puis on isole les semences pures et on les pèse séparément. D'après les règles de l'ISTA (1976), les poids se mesurent en grammes jusqu'au nombre minimal de décimales nécessaire pour calculer le pourcentage des diverses parties constitutives à une décimale près.

Le pourcentage de semences pures se calcule ainsi:

Lorsqu'un laboratoire est amené à évaluer la pureté d'un grand nombre d'échantillons, la personne chargée de cette tâche examine et divise d'ordinaire les échantillons de semences sur une “planche de travail” posée sur un bureau ou une table. Il est possible de régler la hauteur de cette planche, de sorte qu'elle se trouve 7 à 15 cm au-dessus de la table. Les analystes de semences doivent disposer d'un matériel leur permettant d'accomplir cette tâche le plus rapidement possible et avec le minimum d'effort, et notamment de fatigue oculaire (Justice, 1972).

Pour procéder à une analyse de pureté, il faut se procurer le matériel suivant: pinces et spatules en vue de la manipulation, de la séparation et du déplacement sur une surface des semences; loupe à grand angle de champ d'un pouvoir grossissant de 5X à 7X; loupes de lecture relativement exemptes de courbure et de distorsion; microscope stéréoscopique d'un grossissement de 10X à 75X; balance d'une capacité de 1 000 g et d'une sensibilité de 0,5 g; balance de torsion d'une capacité de 120 g et d'une précision de 0,01 g; balance pour produits chimiques à action rapide d'une précision de 1 mg; petits récipients pour semences; souffleur à semences (Justice, 1972). On peut éliminer beaucoup d'impuretés à l'aide d'un assortiment de petits tamis.

L'élimination des matières légères à l'aide d'un souffleur à semences peut faciliter l'analyse de beaucoup d'échantillons. Ces appareils sont décrits au chapitre 6 (pages 142–144).

Turnbull (1975d) mentionnent d'autres méthodes susceptibles de réduire la main-d'oeuvre, à savoir la séparation par densité, la séparation par charges électrostatiques, l'emploi d'une table vibrante séparant les semences en fonction de leur poids, de leur texture superficielle et de leur forme ainsi que l'examen aux rayons X.

La fraction constituée par les semences pures, obtenue par l'analyse de pureté, peut être divisée en sous-échantillons en vue de l'essai de germination et de la détermination du poids des semences. Comme l'essai de germination ne concerne que les semences pures, on en conclut aisément que l'analyse de pureté et l'essai de germination sont complémentaires l'une de l'autre. Pour parvenir à déterminer la production potentielle d'un lot de semences, il faut considérer l'analyse de pureté et les essais de semences comme un tout indissociable (Turnbull, 1975d).

Poids des semences

L'évaluation du poids des semences s'effectue sur la fraction “semences pures” séparée à l'occasion de l'analyse de pureté. Le poids évalué correspond d'ordinaire au poids de 1 000 semences pures. Au besoin, cette valeur peut être facilement convertie en nombre de graines pures par gramme ou par kilogramme. On peut déterminer le poids en se contentant de peser 1 000 graines (Bonner, 1974; Paul, 1972), mais l'utilisation de plusieurs échantillons plus petits permet d'évaluer la variation à l'intérieur de l'échantillon. L'ISTA (1976) recommande d'utiliser 8 répétitions de 100 graines chacune, permettant de calculer l'écart-type, le coefficient de variation et la moyenne. Si le coefficient de variation est inférieur à 4, on accepte la moyenne telle quelle, mais s'il est supérieur à 4, on utilise 8 répétitions supplémentaires; cela permet de calculer un nouvel écart-type pour les 16 répétitions et d'éliminer toute répétition qui diverge de la moyenne de plus de deux fois la valeur de l'écart-type avant de calculer la moyenne finale relative à l'échantillon.

Le comptage des semences en vue de l'évaluation du poids peut être fait à la main ou encore à l'aide de planches à compter ou de compteurs par aspiration ou électroniques. La description ci-après des caractéristiques essentielles des dispositifs de comptage des semences est tirée en grande partie de Magini (1962).

Les planches à compter conviennent au dénombrement des graines relativement grosses de forme régulière, comme les graines de Pinus pinea ou de certaines légumineuses. Elles sont en fait constituées de deux panneaux: un panneau supérieur fixe comportant des perforations et un panneau inférieur mince sans perforations, qui sert de double fond.

Pour compter les graines, on en met une certaine quantité dans un coin du dispositif, puis on incline et on fait bouger la planche de sorte qu'une graine vienne se placer dans chaque perforation. On vide alors la planche de son contenu et l'on pèse le nombre connu de graines ainsi obtenues. S'il s'agit de compter les graines en vue d'un essai de germination, la planche à compter peut être placée sur le substrat; l'escamotage du fond fait alors tomber les semences à intervalles réguliers. Certains modèles sont dotés d'un fond également perforé. Il suffit alors de déplacer le panneau supérieur d'environ 1 cm pour faire tomber les semences sur le lit de germination. Dans d'autres cas, le dispositif de comptage comporte des perforations trop petites pour laisser passer les semences, mais qui permettent cependant de les aspirer (Tirén, 1948).

Il est possible d'utiliser une simple planche à compter perforée pour effectuer des essais dans des bacs de terre. A cet effet, on place la planche sur le bac, on met les graines dans les perforations et l'on retire la planche en laissant les graines dans le bac.

Les compteurs par aspiration permettent de dénombrer des semences de taille et de forme diverses. Toutefois, ils s'accommodent mal des graines très petites de forme irrégulière et sont inadaptés au comptage des très grosses graines, comme la plupart des noix.

Les dispositifs de comptage par aspiration comportent trois éléments essentiels: un système d'aspiration avec tuyauterie, des têtes de comptage et une valve à déclenchement rapide. Il est possible d'utiliser un petit aspirateur domestique muni d'une tête maison, mais il est généralement préférable de disposer de moteurs électriques spéciaux de 0,25 à 0,50 cheval-vapeur. Les têtes perforées, à trous régulièrement espacés (habituellement 100) où les graines viennent se loger, captent les graines par aspiration. Lorsque celle-ci cesse, les graines sont libérées pour la pesée ou retombent sur le substrat destiné aux essais de germination. Les plaques ou têtes de comptage ont une forme carrée, rectangulaire ou circulaire, selon la forme du substrat employé. L'espacement et le diamètre des trous doivent être proportionnés à la grosseur des graines. Les têtes sont en plastique, en chrome, en laiton ou en aluminium. La plaque externe doit être relativement opaque et d'une couleur qui contraste avec celle des graines à compter, ce qui permet de s'assurer rapidement que tous les trous sont bien remplis. Seul une valve de bonne qualité permet une libération rapide des graines, tout en empêchant que de trop grandes quantités de graines légères soient aspirées. Il est possible de réduire le risque d'aspiration d'une quantité excessive de graines vaines légères en inversant la tête de sorte que les trous soient dirigés vers le haut et en y déversant une grande quantité de graines (Robbins, 1982b). L'électricité statique peut compromettre le bon fonctionnement des compteurs par aspiration munis de têtes en matière plastique.

Les modèles récents de compteurs de semences électroniques comportent un godet d'alimentation vibrant qui fait passer les graines disposées en file devant une cellule photoélectrique. L'appareil peut être programmé pour compter un échantillon d'une taille déterminée et s'arrêter de lui-même (Bonner, 1974).

Certaines réserves ont été émises au sujet de la précision des compteurs par aspiration ou électroniques, en raison du fait qu'ils sélectionneraient un échantillon biaisé (Gordon et Wakeman, 1978). Le comptage à l'aide de planches à compter manuelles, combiné avec un échantillonnage aléatoire scrupuleux, est probablement plus précis, mais considérablement plus lent.

Le poids de 1 000 semences pures peut être converti en nombre de semences par gramme ou par kilogramme au moyen des formules suivantes:

ou

Si l'échantillon dénombré compte un nombre de semences différent de 1 000, les formules sont les suivantes:

ou

Pour une espèce donnée, les graines pleines ont une densité et un taux de germination plus élevés que les graines vaines ou partiellement vides de même taille. Les grosses graines ont un poids par graine supérieur à celui des petites graines de même densité et, parce qu'elles renferment des réserves nutritives plus abondantes, germent mieux et produisent des plantules initialement plus vigoureuses. D'après Goor et Barney (1976), les grosses graines d'Eucalyptus citriodora ont un taux de germination plus élevé que les graines de taille moyenne, qui elles-mêmes germent mieux que les petites graines. Le nombre de semences pures par unité de poids ne constitue donc pas en lui-même un bon indice du potentiel de production végétale et doit être complété par des essais de germination ou des essais indirects de viabilité.

L'effet de la grosseur des semences sur la croissance des jeunes pousses d'eucalyptus persiste d'ordinaire pendant 8 à 14 semaines après semis, avant que n'interviennent d'autres facteurs plus importants (Turnbull, 1983).

Essais de germination

De toutes les mesures de la qualité des lots de semences, aucune n'est plus importante que le taux de germination potentiel des semences (Bonner, 1974). Un essai de germination en laboratoire a essentiellement pour objet d'évaluer le nombre maximal de graines susceptibles de germer dans des conditions optimales. La préservation en laboratoire de conditions idéales normalisées, telles que celle prescrites par l'ISTA, garantit que les résultats obtenus à partir d'un lot de semences dans un laboratoire seront identiques aux résultats obtenus dans un autre laboratoire du même pays ou d'un pays différent. L'utilisation d'une norme commune d'évaluation de la faculté germinative est particulièrement importante dans le cas des semences faisant l'objet de transactions commerciales internationales. Toutefois, il est clair que les résultats obtenus en laboratoire dans des conditions contrôlées idéales ne sont pas directement applicables en pépinière de terrain, où seul un contrôle limité des conditions du milieu est possible. Chaque pépiniériste doit introduire son propre facteur de correction, établi à partir de l'expérience acquise pendant de nombreuses années, afin de convertir le taux de germination potentiel d'un lot de semences, déterminé à partir d'essais réalisés en laboratoire, en taux de germination réel prévisible dans les conditions locales.

A l'opposé, le pépiniériste peut préférer réaliser ses propres essais de germination dans sa pépinière avant de procéder à un semis à grande échelle. Les résultats des essais doivent être directement applicables aux semis ultérieurs des graines provenant du même lot de semences dans la même pépinière, mais ne le seraient sûrement pas aux autres pépinières. Cependant, on dispose parfois de trop peu de temps pour procéder à ces essais de germination avant le semis principal, et les responsables de la gestion des grandes pépinières sont souvent peu disposés à entreprendre eux-mêmes des travaux de recherche à petite échelle.

Entre ces deux extrêmes, on trouve le cas des petites stations de recherche sylvicole, qui manquent d'installations convenables pour se conformer aux prescriptions de l'ISTA en matière d'essais, mais qui soumettent les lots de semences à des essais de germination en pépinière avant de les répartir entre les divers projets de boisement à travers le pays. Là encore, le forestier ou le pépiniériste local doit appliquer son propre facteur de correction aux taux de germination réels déterminés dans cette pépinière vouée à la recherche, afin d'obtenir les taux de germination probables dans sa grande pépinière d'exploitation.

L'exposé qui suit est en grande partie fondé sur celui de Turnbull (1975d). Bien qu'il soit conforme aux règles de l'ISTA (1976), certains de ses principes sont également applicables si le manque de matériel ou de personnel compétent oblige à recourir à des méthodes simplifiées.

La germination est définie comme l'apparition et le développement, à partir de l'embryon des graines, de ces organes essentiels qui sont l'indice de la capacité de la graine d'engendrer une plante normale dans des conditions favorables (Justice, 1972; ISTA, 1976). Le taux de germination est exprimé par le pourcentage de semences pures qui produisent des plantules normales ou par le nombre de semences germées par unité de poids de l'échantillon.

Les conditions qui règnent dans les laboratoires, et notamment les conditions d'humidité, de température, d'aération et d'éclairement, ne doivent pas seulement permettre la germination, mais aussi s'avérer propices au développement des plantules jusqu'au stade où il devient possible de déceler les types normaux et anormaux.

A quelques exceptions près, tous les essais de germination doivent être faits avec des semences pures obtenues à l'occasion d'une analyse de pureté préalable. Il faut bien mélanger les semences pures et les compter de manière à les répartir au hasard en plusieurs répétitions. Il convient qu'elles soient régulièrement espacées sur le substrat réservé à l'essai. Normalement, on utilise 400 graines réparties en 4 répétitions de 100 graines chacune; toutefois, s'il n'est possible de semer que 100 graines sur le substrat d'essai, les répétitions peuvent être subdivisées en un nombre supérieur de répétitions plus petites constituées chacune de 50 ou 25 graines (Bonner, 1974). On recommande généralement de laisser entre les graines un intervalle équivalent à 1,5 à 5 fois leur largeur ou leur diamètre, de façon à empêcher la prolifération des moisissures fongiques (Bonner, 1974; Justice, 1972).

Les exceptions consistent dans les essences à très petites graines impossibles (certaines espèces d'Eucalyptus) ou difficiles (Alnus, Betula, Populus, Salix) à séparer des matières inertes ou de la balle. En ce cas, on fait l'essai avec le même nombre de répétitions, mais ces répétitions ont cette fois le même poids, et non plus le même nombre de graines (voir page 274).

Pour compter les semences destinées aux essais de germination, on peut se servir des planches à compter (voir pages 248–250).

Matériel pour essais de germination

Le choix du germoir dépend du type et de la quantité des semences à l'essai, à condition que le dispositif permette un contrôle efficace des conditions de température, d'humidité et d'éclairement prescrites.

Il existe de nombreuses sortes de germoirs, depuis les petits germoirs portatifs jusqu'aux grandes chambres de germination de plain-pied, en passant par les enceintes de germination de toutes dimensions et les grandes tables de germination de type Jacobsen ou Copenhague. Les principaux germoirs recommandés par l'ISTA sont les suivants:

Appareils Jacobsen et Rodewald. En Europe, on utilise couramment un germoir appelé appareil de Jacobsen ou cuve de Copenhague. Ce dispositif consiste en une cuve remplie d'eau, dont la température est contrôlée par des thermostats. Les semences sont réparties sur un substrat de papier et placées sur des plaques de métal ou de verre suspendues à environ 5 à 7 cm au-dessus de la cuve; des mèches de papier ou de coton placées sous le substrat passent à travers des fentes et trempent dans l'eau. Il est possible de contrôler le degré d'humidité du substrat en modifiant le niveau de l'eau, de manière à augmenter ou à diminuer la distance entre le lit de germination et l'eau (Kamra, 1968).

Pour maintenir une forte humidité autour des graines, on peut recouvrir la cuve entière d'un couvercle transparent ou placer un entonnoir en plastique à l'envers sur chaque tampon de germination. Bien qu'il soit possible d'exposer l'appareil de Jacobsen à la lumière naturelle, il est d'ordinaire préférable d'utiliser la lumière artificielle.

Un des inconvénients des cuves de Copenhague ordinaires consiste dans l'absence de contrôle direct de la température du lit de semis. Dans les régions tropicales, il a tendance à s'échauffer de façon excessive (Robbins, 1982b). Des modèles améliorés ont été mis au point, tels que le dispositif d'Overaa (1962), qui comporte des plaques creuses en acier inoxydable à travers lesquelles l'eau assurant le chauffage ou le refroidissement circule.

Cet équipement a en outre l'inconvénient de nécessiter une grande surface de plancher pour le nombre d'essais effectués. De plus, il est apparemment plus fastidieux de manipuler des couvercles et des substrats que de déplacer un plateau léger et son substrat en papier (Justice, 1972).

L'appareil de Rodewald consiste en un bac en zinc recouvert d'une plaque de verre, dans laquelle les semences sont exposées à une lumière directe ou diffuse. Le fond de l'appareil contient de l'eau, surmontée d'une couche de sable humide placé sur un plateau. Le lit de semis consiste en des godets de porcelaine non vernissée posés sur le sable humide ou placés directement dans l'eau. Des thermostats permettent de contrôler la température de l'eau et des mèches trempant dans l'eau assurent l'humidification du sable. Il vaut mieux ne pas utiliser de substrat sableux dans le cas des essences nécessitant des alternances de température, car le sable réagit trop lentement aux changements de température.

Armoire de germination. Les armoires fermées permettant aux graines de germer dans l'obscurité ou à la lumière diffuse ou directe constituent d'autres dispositifs de germination très répandus. Elles consistent souvent en une enceinte à double paroi, convenablement isolée contre les variations de température par une couche d'air ou de matériau isolant. Elles sont munies de glissières adaptées au type de plateau de germination employé par les divers laboratoires. Les enceintes de germination modernes sont pourvues de systèmes de chauffage et de refroidissement. D'ordinaire, de l'eau, refroidie au préalable, circule entre les parois de l'enceinte ou dans des tuyaux réfrigérants disposés le long des parois intérieures. Suivant les cas, on chauffe l'air ou une réserve d'eau placée à la base de l'enceinte. Dans ces armoires, la température peut prendre toute valeur souhaitée entre approximativement 8 °C et 40 °C (ISTA, 1976).

Des armoires de germination peu coûteuses sont parfois fabriquées sur place. Gupta et Kumar (1977) donnent une description des germoirs bon marché utilisés dans le Seed Testing laboratory de Dehra Dun, en Inde. Les parois extérieures de l'armoire, dont les dimensions sont de 195 × 70 × 40 cm, sont en teck, et l'appareillage électrique comprend un thermostat, une soufflerie d'air chaud, un dispositif de circulation d'air indépendant et une minuterie permettant de contrôler l'éclairement. De la laine de verre assure l'isolation entre les parois intérieures et extérieures. Les résultats obtenus sont satisfaisants pour des températures variant de la température ambiante à 45 °C (± 1 °C).

Une armoire de germination doit satisfaire, dans la mesure du possible, aux exigences suivantes (Oomen et Koppe, 1969):

Humidité de l'air: aussi forte que possible, et de préférence jamais inférieure à 90 pour cent, de manière à empêcher le dessèchement du substrat de germination.

Température de l'air: peut varier entre 10 °C et 35 °C; la température dans l'ensemble de la partie de l'armoire en activité ne doit pas varier de plus de 1 °C pendant plusieurs jours, et cela quel que soit le régime de température.

Lumière: éclairement uniforme des plateaux, intensité lumineuse de 750 à 1 250 lux au niveau des graines.

Circulation d'air: aussi faible que possible, afin que les graines ne se dessèchent pas.

Arrivée d'air frais: limitée, de l'ordre d'un changement d'air par heure, ce qui doit suffire à éliminer le gaz carbonique dégagé par la germination des graines.

Alternance du jour et de la nuit: chute initiale rapide de la température, réalisée en 30 minutes, au moment du passage du jour à la nuit, la température nocturne finale étant atteinte en une heure; même processus lors du passage de la nuit au jour.

Condensation: à éviter.

Toutefois, lorsque les armoires fonctionnent avec des alternances de température, il est très difficile de maintenir une forte humidité, et les substrats finissent par se dessécher. On peut y remédier par des arrosages fréquents, mais cela a un effet préjudiciable sur les pourcentages de germination obtenus et augmente le nombre d'heures-homme nécessaires pour mener l'essai à bien (Boeke et col., 1969).

Il existe de nombreux modèles d'armoires de germination; on trouvera des descriptions détaillées de certains d'entre eux dans Justice (1972) et Oomen et Koppe (1969).

Chambres de germination. Pour effectuer un grand nombre d'essais, on peut utiliser comme germoir des pièces entières, pour peu qu'on soit en mesure d'y contrôler la température, l'humidité et l'éclairement.

La chambre de germination est une version modifiée de l'armoire de germination. Elle est construite sur le même principe, mais doit être suffisamment vaste pour permettre au personnel d'y entrer, les essais se déroulant de part et d'autre d'un couloir central. En général, ces chambres doivent être équipées de ventilateurs, afin d'empêcher toute stratification de la température, ainsi que d'un dispositif spécial destiné à maintenir une forte humidité relative.

Une autre version modifiée consiste dans la combinaison chambre-armoire. La chambre entière est maintenue à la température la plus basse requise. Les armoires de germination placées dans cette chambre disposent de systèmes de chauffage électriques individuels, permettant de maintenir les diverses températures désirées. Ce type de germoir permet d'obtenir des températures constantes ou fluctuantes.

9.7 planche à compter avec graines de Celtis laevigata. On répand les semences sur le panneau du dessus, de manière à loger une graine dans chaque trou. On déplace ensuite le panneau du dessus retenu par un ressort vers la droite, jusqu'à ce que ses trous coïncident avec ceux du panneau du dessous; cela entraîne la chute des graines (USDA Forest Service).	9.8 Tête de comptage d'un compteur de graines par aspiration. Une pompe fait le vide dans la tuyauterie ainsi que dans la tête de comptage, qui est creuse et dont la plaque inférieure comporte 50 ou 100 orifices minuscules. Lorsqu'une graine adhère à chaque trou, le poussoir permet d'interrompre L'aspiration et les graines tombent (USDA Forest Service).

9.9 Matériel de germination des semences à la Division of Forest Research du CSIRO, à Canberra: (A) armoire de germination ouverte; (B) série d'armoires (Division of Forest Research, CSIRO, Canberra).

9.10 Germoir Conviron G30, avec humidité relative supérieure à 95% et température et photopériode de 0 à 24 heures programmables, utilisé à l'Institut national de foresterie de Petawawa, Canada (Service canadien de foresterie).	9.11 Boîtes de germination en matière transparente et noire, mises au point en vue des essais de semences au Canda; vue des boîtes fermées (en haut) et ouvertes (en bas) (Service canadien de foresterie).

9.12 Cuve de Copenhague et papier filtre enroulé servant aux essais de germination (Centre des semences forestières de la DANIDA).

Boîtes de germination portatives. Des boîtes de plastique transparent munies de couvercles et empilables les unes sur les autres constituent des germoirs simples et d'une grande souplesse d'utilisation. D'après Robbins (1984), le récipient idéal doit être: (1) rectangulaire et empilable, afin d'économiser l'espace; (2) assez grand pour permettre l'espacement adéquat d'au moins une répétition de semences (100, 50 ou 25 graines, selon la grosseur de ces dernières); (3) suffisamment profond pour qu'il soit possible d'y loger la hauteur de substrat requise et que les plantules puissent s'y développer; (4) pourvu d'un couvercle hermétique, de façon à maintenir le degré d'humidité du substrat et de l'air environnant à un niveau élevé; (5) facile à stériliser par traitement thermique ou chimique; et (6) transparent (au moins le couvercle), pour permettre à la lumière d'y pénétrer au besoin en vue de la germination et du développement ultérieur des plantules.

Au Honduras, les boîtes mesurent 178 × 117 × 72 mm, et chacune peut contenir une répétition de 100 graines de pin. Cela laisse un espace égal à au moins la largeur d'une graine entre les graines. Dans le cas des espèces à grosses graines, on met moins de graines par boîte (ou par répétition). Tous les substrats courants décrits plus loin dans le présent chapitre (papier filtre, sable, etc.) sont utilisables dans ces boîtes. En versant une quantité convenable d'eau sur le substrat au début de l'essai et en gardant les boîtes fermées en permanence, sauf au moment de l'examen et de l'enlèvement des plantules, il est possible de maintenir la teneur en eau du substrat et de l'air enfermé à l'intérieur des boîtes à un niveau élevé et constant, sans qu'il soit nécessaire d'ajouter de l'eau supplémentaire ou de contrôler le degré d'humidité de l'atmosphère extérieure. Lorsqu'on utilise du papier filtre ou du papier buvard comme substrat, il faut le maintenir en permanence humide en le plaçant sur une plate-forme surmontant une réserve d'eau reliée au substrat par des mèches. Ce dispositif ressemble, en miniature, à la cuve de Jacobsen. Les boîtes peuvent être placées dans un incubateur où la température et l'éclairement sont contrôlés conformément aux recommandations de l'ISTA, par exemple, ou, si aucun incubateur n'est disponible, entreposées dans les conditions ambiantes de température et d'éclairement. Dans ces deux cas, les boîtes fermées doivent offrir des conditions d'humidité optimales en vue de la germination des semences.

Les chercheurs de l'Institut national de foresterie de Petawawa, au Canada, ont mis au point une boîte de germination en matière plastique (polycarbonate) légère, incassable et résistant à la chaleur, par ailleurs assez grande pour contenir 4 répétitions de 100 graines de pin ou de toute autre essence produisant des graines de taille comparable (Wang et Ackerman, 1983). La boîte mesure 28 cm de long et 24 cm de large. Sa base est profonde de 5 cm et son couvercle, de 1 cm. Cependant, le mécanisme de fermeture universel permet d'ajuster deux bases ensemble. On a donc le choix entre une profondeur de 6 ou de 10 cm, selon les caractéristiques de l'essence à l'essai. Le substrat de germination est placé sur un double fond perforé reposant sur huit pieds hauts de 1 cm. L'espace disponible sous le double fond peut être rempli d'eau. La matière plastique peut être transparente ou noire, de manière à recréer des conditions d'éclairement ou d'obscurité en vue de la germination; pour obtenir une obscurité complète, il est nécessaire d'obturer le joint entre la base et le couvercle avec du ruban opaque. La paroi latérale de la base des boîtes en matière plastique transparente peut être munie en option de quatre orifices d'aération.

Les essais effectués dans cette boîte de germination donnent des résultats très comparables à ceux obtenus dans les boîtes de Petri, beaucoup plus petites et beaucoup moins commodes. On a constaté que la perte d'humidité enregistrée sur une période de quatre semaines était particulièrement faible dans le cas des boîtes remplies d'eau au début de l'essai et dépourvues de trous d'aération. De ce point de vue, les boîtes noires et transparentes ont donné des résultats également satisfaisants, mais on a observé une prolifération plus marquée des moisissures dans les boîtes noires (fermées). Un substrat constitué de papier buvard placé sur du papier Kimpak (papier de cellulose) se dessèche moins rapidement que du papier Kimpak seul.

Choix du germoir. La plupart des laboratoires d'analyse des semences forestières amenés à traiter un nombre modéré d'échantillons utilisent des germoirs de type armoire ou des tables de germination. Un rapport de Boeke et col. (1969) recommande l'usage exclusif des germoirs de type armoire dans les petits laboratoires d'analyse de semences. En effet, par rapport aux tables de germination du type Copenhague, les armoires de germination présentent l'avantage de prendre moins de place et, si elles sont bien conçues, de permettre un contrôle plus précis de la température et de l'humidité (Oomen et Koppe, 1969). Il faut préciser qu'une cuve de Copenhague à un seul niveau occupe une surface de plancher cinq à huit fois supérieure à celle occupée par une armoire de germination de capacité égale (Boeke et col., 1969). De plus, lorsqu'on entreprend des recherches sur les conditions de germination ou que les essais concernent un grand nombre de semences différentes, la souplesse offerte par plusieurs armoires fonctionnant dans des conditions diverses de température ou d'éclairement peut s'avérer très avantageuse.

Pour ce qui est des pépinières ou des petits instituts de recherche amenés à effectuer des essais de germination en l'absence d'un contrôle strict de la température ou de l'éclairement, les boîtes de germination en plastique, à usages multiples, faciles à entreposer et bon marché, semblent constituer la meilleure solution. On peut aussi les utiliser en combinaison avec des incubateurs à éclairement et à température contrôlés.

Conditions de germination

Les conditions optimales correspondant aux diverses phases de la germination et du développement des plantules ne sont pas identiques et peuvent même varier d'une graine à l'autre dans un même lot de semences. Un des principaux objectifs des recherches portant sur les essais de semences a donc consisté à déterminer un ensemble de conditions permettant une germination régulière, rapide et complète de la majorité des graines d'une même espèce.

Substrat. On utilise rarement de la terre comme substrat en vue des essais de germination, car il y a trop de fluctuations entre les propriétés physiques, chimiques et biologiques des différents échantillons de terre. Bien que des essais de germination sur de la terre se rapprochent plus des conditions rencontrées sur le terrain, le manque de reproductibilité et la comparabilité problématique des essais relatifs aux différents lots de semences rendent leurs résultats inutilisables. La normalisation des substrats artificiels soulève beaucoup moins de difficultés.

La plupart des essais en laboratoire de semences d'essences à petites graines s'effectuent sur papier. Parmi les autres matières utilisées figurent le sable, la mousse de tourbe granulée et le mica gonflé (vermiculite et terralite). D'après Justice (1972), le substrat doit être:

• non toxique pour les plantules
• exempt de champignons ou d'autres micro-organismes
• poreux, afin de permettre une aération et une humidification adéquates des graines en train de germer.

Le choix du substrat dépend de l'équipement, de l'essence, des conditions de travail et de l'expérience du manipulateur. Les règles de l'ISTA indiquent le substrat le plus approprié à un certain nombre de semences forestières (voir tableau 9.2, page 267).

Le papier filtre, le papier kraft ou tout autre papier absorbant peut être humidifié au moyen d'une mèche en papier filtre ou en coton plongée dans l'eau, ou encore posé sur une couche de sable ou de vermiculite. Le papier de cellulose est de plus en plus employé comme substrat de germination, car il se manipule plus aisément que le sable tout en permettant la pénétration de la radicule, ce qui facilite le dénombrement des cas de germination anormale. De plus, on n'observe généralement pas de stratification de la teneur en eau dans le papier, à l'inverse de ce qu'on observe dans le sable (Belcher, 1974).

Les meilleurs substrats en papier sont les buvards de germination, les serviettes en papier, le papier filtre de laboratoire et les tampons en papier de cellulose crêpé (Bonner, 1974). Il faut s'assurer que ces substrats en papier ne contiennent pas de produits chimiques toxiques. Les règles de l'ISTA (1976) contiennent des spécifications détaillées concernant le papier et les serviettes, notamment en ce qui concerne le poids, la résistance à la rupture, l'ascension capillaire et l'acidité.

Les semences ne nécessitant aucun éclairement spécial peuvent être placées sur ou dans du papier plié. Le fait de plier le papier augmente la surface de contact entre les graines et la source d'humidité. Les grosses graines peuvent être enroulées dans des serviettes en papier qui sont ensuite placées en position verticale, ce qui permet aux racines de se développer vers le bas sans s'enchevêtrer (MacKay, 1972). Le papier enroulé ou plié peut être maintenu humide sans qu'il soit nécessaire d'ajouter une mèche plongeant dans l'eau. Les rouleaux de papier contenant les semences peuvent être placés sur des plaques de verre au-dessus - mais pas au contact - d'une réserve d'eau et recouverts d'une feuille de polythène (Knudsen, 1982). Il est conseillé d'asperger d'eau tout rouleau qui montre des signes de séchage. L'utilisation de papier enroulé est une méthode très rapide et commode, mais elle peut gêner le développement normal des radicules. Cela ne tire pas à conséquence si les graines germées ne sont pas récupérées après l'essai. Toutefois, lorsqu'il s'agit de faire germer de grandes quantités de semences, il est préférable d'employer la méthode légèrement plus lente du papier plié. On utilise ainsi cette dernière méthode avec succès pour faire germer les semences des genres Pinus et Eucalyptus en Thaïlande (Sirikul, 1975).

Le sable se prête mal à la germination des très petites graines difficiles à localiser, mais est largement utilisé dans le cas des graines de taille plus importante. Il peut être stérilisé, et les moisissures s'y développent donc moins librement que sur le papier. Le sable assure en outre un bon contact entre la source d'humidité et les semences, car ces dernières peuvent être enfoncées dans le substrat. Selon une règle empirique, il faut recouvrir les semences d'une épaisseur de sable égale au minimum à leur plus grande longueur (Aldhous, 1972). L'ISTA (1976) recommande une épaisseur de 1 à 2 cm selon la grosseur des graines et précise que les particules de sable doivent mesurer de 0,05 à 0,8 mm. Quant au pH, il doit se situer entre 6,0 et 7,5.

Il est préférable d'utiliser du sable comme substrat de germination dans le cas des essences dont la période germinative est particulièrement longue, comme Rosa spp., Pinus caribaea, P. elliottii et P. palustris, ou dont les graines sont relativement grosses, comme Pinus pinea et Quercus spp. (Magini, 1962). L'emploi d'un mélange de sable et de perlite permet l'élimination de l'eau par filtration, ce qui peut être positif lorsque l'essai concerne des semences à tégument imperméable à l'eau (Belcher, 1967), mais qui peut constituer un désavantage lorsque les semences à l'essai sont sensibles au dessèchement.

Humidité et aération. On a souvent avancé que le degré d'humidité du substrat était une des principales causes de la variabilité des résultats des essais de semences (Everson et Isley, 1951). Les règles de l'ISTA précisent qu'un substrat sableux doit être humidifié en fonction de ses propres caractéristiques et de la taille des semences à l'essai et indiquent que plusieurs groupes de semences agricoles s'accommodent d'un degré d'humidité correspondant à 50 à 60 pour cent du pouvoir de rétention d'eau du sable. Un substrat de papier ne doit pas être humide au point qu'une pellicule d'eau se forme à la surface des graines. Belcher (1974), après l'étude du genre Pinus, conclut que la plupart des essences manifestent une grande tolérance à l'égard du degré d'humidité et que les principales variations du taux de germination sont dues à des conditions de sécheresse. Selon lui, certaines essences sont sensibles à la sécheresse, alors que d'autres sont sensibles à une forte humidité.

De façon générale, le substrat doit être en permanence suffisamment humide pour fournir l'eau nécessaire, compte tenu du fait qu'un excès d'humidité restreint l'aération. Il faut donc s'assurer tous les jours que le degré d'humidité du substrat est proche de sa valeur optimale. L'eau doit être relativement exempte d'impuretés.

Contrôle de la température. En laboratoire, la température qui compte est celle qu'on mesure à proximité des semences. La température optimale varie selon les essences; les Règles internationales pour les essais de semences indiquent la température adéquate pour un grand nombre d'espèces arborescentes. Le tableau 9.2 de la page 267, tiré du tableau beaucoup plus complet de l'ISTA, met l'accent sur les essences tropicales et subtropicales. Outre la température, il précise la nature du substrat, le degré d'éclairement, les dénombrements et le prétraitement requis.

Il importe de contrôler régulièrement la température, car c'est un des facteurs déterminants de la germination des semences en laboratoire. Lorsque l'essai nécessite des températures alternées, les semences sont soumises à la température la plus faible pendant 16 heures par jour, et à la température la plus forte pendant 8 heures. Dans le cas des espèces arborescentes, ces température sont d'ordinaire de 20 °C et de 30 °C. Quoique les fluctuations naturelles entre les températures diurnes et nocturnes soient moins prononcées dans les forêts tropicales humides de basse altitude que dans les autres sortes de forêts, l'alternance des températures peut néanmoins influer sur la germination des essences tropicales. Ainsi, dans le cadre d'une expérience réalisée au Nigéria sur des semences de Terminalia ivorensis soumises à un éclairement continu, des températures alternées de 34 °C et de 24 °C ont permis d'obtenir un taux de germination de 93 pour cent en 41 jours, alors que 27 pour cent seulement des semences parvenaient à germe à une température constante de 30 ° C (Okoro, 1976).

Eclairement. La germination de la plupart des semences d'arbres requiert de la lumière. Les essais s'effectuent généralement sous un éclairage fluorescent, aussi efficace que la lumière du jour et dont la longueur d'ondes et l'intensité peuvent être, dans une certaine mesure, normalisées. On recommande d'employer des lampes fluorescentes à lumière blanche, à cause de la qualité de leur lumière et de leur faible émission de chaleur. La lumière doit être uniformément répartie sur les semences à l'essai, avec une intensité variant de 750 à 1 250 lux. Les semences doivent être éclairées pendant une partie seulement de la période d'essai; l'éclairement dure d'ordinaire 8 heures par jour, mais les semences de certaines espèces réagissent favorablement à un éclairement plus long ou plus court.

Mesures prophylactiques contre la prolifération des moisissures pendant les essais de germination. Parmi les mesures qui restreignent la prolifération des moisissures en laboratoire figurent l'espacement adéquat des semences, le contrôle de la température, l'élimination des graines pourries, une bonne aération et une humectation du substrat juste suffisante pour permettre la germination. La stérilisation du matériel de laboratoire et la désinfection périodique des armoires de germination et des autres appareils jouent aussi un rôle essentiel. En règle générale, on ne désinfecte pas les semences, car celles qui pourrissent sont généralement de médiocre qualité. Magini (1962) a établi qu'un certain nombre d'expériences consistant à désinfecter les semences juste avant ou pendant la germination n'avaient mis en évidence aucune amélioration notable du pourcentage de germination. L'addition d'une petite quantité de fongicide à l'eau servant à humecter les rouleaux de papier s'est cependant avérée positive dans le cas d'essais de semences de conifères réalisés au Danemark (Knudsen, 1982). En Australie, la pulvérisation de Karathane, dilué à raison de 0,8 g par litre d'eau distillée, s'est avérée efficace dans le cas des essais de semences d'eucalyptus sur papier filtre humide posé sur de la vermiculite (Boland et col., 1980).

Conditions de germination des semences de diverses essences

Les conditions prescrites par le CSIRO et l'ISTA pour les essais de germination de diverses essences tropicales, subtropicales et tempérées sont présentées respectivement aux tableaux 9.1 (page 265) et 9.2 (page 267).

Remarques concernant le tableau 9.1:

1. La mention de plusieurs températures séparées par un point-virgule indique que ces températures (constantes) se sont avérées satisfaisantes. Il n'est pas nécessaire d'avoir recours à des températures alternées.

2. Sauf indication contraire, la Division of Forest Research du CSIRO, à Canberra, a utilisé comme substrat de la vermiculite recouverte de papier filtre humide et placée dans une boîte de Petri. La mention “vermiculite seule” signifie qu'il ne faut pas mettre de papier filtre.

3. La mention d'une température entre parenthèses, par exemple (25), indique que des résultats satisfaisants ont été obtenus avec cette température, sans toutefois que les autres températures aient été soumises à des essais concluants.

Tableau 9.1       Données sur la viabilité des semences et recommandations pour les essais de divers eucalyptus (adapté de Boland et col., 1980)

Tableau 9.2

Extrait du Tableau 5A de l'ISTA (1976), 2ème partie, Semences d'arbres (compte tenu des modifications apportées par l'ISTA en 1978)

Ce tableau indique les substrats et températures autorisés, la durée des essais ainsi que d'autres directives, y compris les traitements particuliers recommandés pour les échantillons dormants. Pour les espèces de la section 1, les méthodes indiquées dans les colonnes 2 à 6 sont obligatoires et aucune autre ne peut être utilisée.

La mention de deux chiffres, par exemple 20–30, dans la colonne des températures indique une alternance journalière des températures. Durant chaque période de 24 heures, la température la plus basse doit être maintenue pendant 16 heures et la température la plus élevée, pendant 8 heures.

Pour les espèces de la section 2, d'autres méthodes peuvent être utilisées, pourvu que la méthode soit indiquée sur le Bulletin international d'analyse.

Pour certaines espèces indiquées dans la colonne 7, des essais doubles (avec et sans prérefroidissement) sont nécessaires; les phases de germination doivent alors coïncider.

Les méthodes les moins souhaitables sont mises entre parenthèses.

Les abréviations ont les significations suivantes:

Evaluation

La germination se définit comme l'apparition et le développement, à partir de l'embryon, des organes essentiels qui révèlent la capacité des semences de produire une plantule normale dans des conditions favorables. Les plantules anormales ne sont pas incluses dans le décompte des semences germées, car elles parviennent rarement à poursuivre leur développement. D'après les règles de l'ISTA (ISTA, 1976), il existe quatre catégories de plantules anormales: (a) les plantules endommagées, (b) les plantules déformées, (c) les plantules pourries et (d) les plantules présentant un développement inhabituel de l'hypocotyle. Ces catégories et leurs caractéristiques sont définies en détail dans les règles de l'ISTA. Au cours d'essais en laboratoire, si la majorité des plantules normales sont d'ordinaire enlevées à l'occasion des comptages intermédiaires, il faut attendre la fin des essais pour se prononcer sur beaucoup de plantules douteuses ou anormales, de sorte que des plantules à croissance lente mais par ailleurs normales ne soient pas incorrectement classées.

Dans la plupart des cas, le premier dénombrement a lieu une semaine après le début de l'essai, et les dénombrements suivants s'effectuent à une semaine d'intervalle jusqu'à la fin de l'essai. Il faut procéder à des dénombrements plus fréquents si l'on désire se faire une idée plus précise de la vitesse de germination. A la fin de la période d'essai, il convient d'inciser et d'examiner toutes les semences non germées et de faire le compte des semences fraîches, fermes et potentiellement viables (Bonner, 1974). Il faut aussi observer l'état des semences non saines et non germées; c'est ainsi qu'une proportion anormalement élevée de semences endommagées par les insectes ou ayant subi des dommages mécaniques est l'indice d'un état sanitaire non satisfaisant ou de méthodes de traitement inadéquates. Parmi les résultats des essais de germination, le pourcentage de graines germées et le pourcentage de graines non germées mais apparemment saines sont indiqués séparément, comme l'illustre l'exemple suivant:

9.13 Glands de Quercus alba germant sur Kimpak aux Etats-Unis. Remarquer l'espacement entre les semences (USDA Forest Service).

9.14 Germination de semences de sapins de Douglas et de pins lodgepole sur Kimpak (A; vue de gauche) et sur papier buvard/Kimpak (A; vue de droite) dans des boites de Petri (A) et dans des boites de germination transparentes canadiennes (B et C) (Service canadien de foresterie).

Comme on peut le voir dans les tableaux 9.1 et 9.2, un essai dure en général deux à cinq semaines, mais cela ne tient pas compte de la durée du prétraitement destiné à lever la dormance (voir chapitre 8). De nombreuses essences ne requièrent aucun prétraitement et certaines sortes de dormance tégumentaires se traitent avec succès en quelques heures. Par contre, le prétraitement recommandé des semences de Tectona dure 18 jours, et certains traitement de prérefroidissement durent 3 à 9 mois. Pour planifier un programme d'essais, il est indispensable de prendre en considération aussi bien la durée des essais que celle du prétraitement. Dans certains cas exceptionnels, il est même nécessaire de remplacer l'essai de germination par l'un des essais de détermination de la viabilité décrits ci-après.

Energie germinative

Il existe plusieurs définitions de l'énergie germinative (Ford-Robertson, 1971): (1) pourcentage de semences (en nombre) d'un échantillon donné qui germent pendant une période déterminée (définie comme la période énergétique), par exemple 7 ou 14 jours, dans des conditions optimales ou strictement définies, ou encore (2) pourcentage de semences (en nombre) d'un échantillon donné qui germent jusqu'au moment de germination maximale, correspondant généralement à la période de 24 heures où se produisent le plus grand nombre de germinations.

Quelle que soit la définition adoptée, la durée de la période énergétique est considérablement moindre que celle de l'essai dans son ensemble, prescrite par l'ISTA. L'énergie germinative sert à mesurer la vitesse de germination et donc, suppose-t-on, la vigueur de la graine et de la plantule qu'elle produit. L'intérêt de cette mesure est fondé sur la théorie voulant que les semences qui germent rapidement et énergiquement dans les conditions favorables du laboratoire sont en général les seules susceptibles de produire des plantules vigoureuses sur le terrain, où une germination médiocre ou lente est souvent fatale (Aldhous, 1972). Il existe peu de preuves expérimentales publiées à l'appui de cette théorie, mais les semences qui germent avec un retard excessif doivent être éliminées automatiquement de la pépinière, soit parce qu'elles sont étouffées par des plants concurrents plus vieux et plus vigoureux, soit, si le repiquage a déjà eu lieu, parce qu'elles ne valent pas la peine occasionnée par un repiquage supplémentaire. Un exemple de calcul de l'énergie germinative est donné aux pages 289–292.

Une méthode de comparaison de l'énergie germinative de différents lots de semences consiste à déterminer la “cadence de germination”, c'est-à-dire le nombre de jours requis pour atteindre 50 pour cent de la faculté germinative (Allen, 1958). Plus ce délai est court, plus l'énergie germinative est grande. Une autre méthode consiste à évaluer le stade de développement des graines germées et à les classer en un certain nombre de catégories de développement ou de vigueur. Ainsi, Wang (1976) utilise sept catégories pour les semences germées normales de Picea glauca, outre les catégories propres aux semences non germées et aux semences germées anormales; cela va des plantules à racine saine, à hypocotyle entièrement développé et à tégument complètement détaché aux semences à tégument rompu, mais sans radicule visible.