Le concept de “valeur germinative”, défini par Czabator (1962), vise à combiner en un seul chiffre une expression de la germination totale à la fin de la période d'essai avec une expression de l'énergie germinative ou de la vitesse de germination. La germination totale est exprimée sous la forme de la germination journalière moyenne (finale) (GJM), calculée en divisant le pourcentage cumulé de germination des graines pleines à la fin de l'essai par le nombre de jours entre le semis et la fin de l'essai. La vitesse de germination est exprimée par la valeur de crête (VC), qui correspond à la germination journalière moyenne maximale (pourcentage cumulé de germination des graines pleines divisé par le nombre de jours écoulés depuis le semis) atteinte au cours de l'essai. La valeur germinative (VG) peut alors se calculer à l'aide de la formule:
VG = GJM finale × VC
La valeur germinative, en tant que mesure intégrée de la qualité des semences, a été utilisée par plusieurs spécialistes des semences tropicales, par exemple dans le cas de Terminalia ivorensis (Okoro, 1976) et de Pinus kesiya (Costales et Veracion, 1978).
Djavanshir et Pourbeik (1976) ont proposé une autre méthode de calcul de la valeur germinative, apparemment mieux adaptée à l'évaluation des chances de survie des plants de Pinus ponderosa et de P. eldarica dans les pépinières d'exploitation en Iran que la méthode de Czabator. Leur formule est la suivante:
| où VG | = | valeur germinative |
| PG | = | pourcentage de germination à la fin de l'essai |
| VGJ | = | vitesse de germination journalière, obtenue en divisant le pourcentage de germination cumulé par le nombre de jours écoulés depuis le semis |
| ∑VGJ | = | total obtenu en additionnant les diverses VGJ déterminées à partir des comptages journaliers |
| N | = | nombre de comptages journaliers à partir de la première germination |
Les calculs requis sont quelque peu plus longs que ceux impliqués par la méthode de Czabator. Dans la plupart des cas, la méthode la plus simple permet des comparaisons suffisamment précises entre les lots de semences. Des exemples de calcul de la valeur germinative par les deux méthodes sont présentés aux pages 292–293.
Un bon exemple de méthode adaptée aux essais de germination en pépinière consiste dans le mode opératoire recommandé dans le cas des pins tropicaux de Malaisie occidentale (Paul, 1972).
“Prélever 400 semences pures et les diviser en quatre échantillons de 100 semences chacun. Prendre quatre boîtes en bois ou en plastique (les boîtes à sandwichs en plastique souple opaque font tout à fait l'affaire) de 30 × 30 × 10 cm environ et les remplir généreusement de sable tamisé. Humecter le sable en versant 0,5 litre d'eau dans chaque boîte. Egaliser le sable et faire des trous espacés de 2,5 cm et profonds de 6 mm (ou de 3 mm dans le cas de Pinus oocarpa). Semer les 100 semences et les enfoncer légèrement dans les trous. Les recouvrir de sable d'une granulométrie comprise entre 4,76 mm (passage au tamis de maille No 12) et 3,18 mm (récupération au tamis de maille No 8). Humecter légèrement par pulvérisation. Recouvrir d'une feuille de polythène transparent de 0,2 mm d'épaisseur tendue sur le dessus d'un châssis carré en bois s'ajustant parfaitement à la boîte et haut de 5 cm. En 24 heures, la face interne de la feuille de polythène se couvre de condensation. Si l'humidité disparaît au cours des sept jours suivants, pulvériser de nouveau de l'eau et remettre le châssis en place. La germination commence d'ordinaire à partir du 7ème jour. Enlever alors le couvercle et maintenir le sable humide. Une graine est considérée comme germée lorsqu'elle a atteint une hauteur de 1 cm incluant le tégument qui enveloppe les cotylédons. Noter toutes les germinations se produisant du 7ème au 28ème jour dans chacune des quatre boîtes. Enlever les plantules dès qu'elles ont été répertoriées ainsi que les pousses malades susceptibles d'infecter les autres, même si elles n'ont pas atteint une hauteur de 1 cm.
Le 28ème jour après semis, passer la couche supérieure du sable contenu dans chaque boîte au tamis de maille No 12 (4,76 mm) et noter le nombre de graines pleines qui n'ont pas encore germé (procéder à un examen par incision).”
L'emploi de quatre répétitions lors des essais de germination permet de mesurer le degré de variation dans l'échantillon. Une méthode simple consiste à calculer l'écart entre les pourcentages de germination maximal et minimal des sous-échantillons. Cet écart peut être alors comparé aux valeurs de la table publiée par l'ISTA (1976), reproduit ici au tableau 9.3, page 273 (ces données sont applicables aux répétitions comprenant un nombre égal de semences, et non pas aux répétitions de poids égal). Si l'écart réel est inférieur à l'écart maximal indiqué dans le tableau, l'échantillon est considéré comme homogène et l'on peut utiliser la moyenne des résultats relatifs aux quatre répétitions. Si par contre l'écart réel est supérieur à l'écart maximal indiqué dans la table, il faut prélever un nouvel échantillon et recommencer l'essai. Cette situation résulte d'ordinaire de l'hétérogénéité des semences et, dans le cas des essais en pépinière, des dommages causés par les moisissures ou les insectes dans l'une ou plusieurs des répétitions (Paul, 1972). Il est également nécessaire de procéder à un nouvel essai lorsque le pourcentage de semences non germées récupérées à la fin de l'essai est anormalement élevé (Bonner, 1974). En ce cas, il convient d'appliquer un prétraitement différent, afin de mieux lever la dormance et d'améliorer la germination totale.
Tableau 9.3
Ecarts maximaux admissibles entre répétitions
(extrait du tableau 5B, ISTA, 1976)
Cette table indique l'écart maximal admissible entre les pourcentages de germination (c'est-à-dire la différence entre le pourcentage le plus élevé et le plus faible), compte tenu seulement des variations d'échantillonnage dues au hasard au seuil de probabilité de 0,025. Pour trouver l'écart maximal admissible dans un cas donné, calculer la moyenne des pourcentages propres aux quatre répétitions, en arrondissant au nombre entier le plus proche; au besoin, reconstituer des répétitions de 100 semences en combinant les sous-répétitions de 50 ou de 25 semences qui étaient les plus proches dans le germoir. Repérer cette moyenne dans la colonne 1 ou 2 de la table et lire l'écart maximal admissible dans la colonne 3.
| % de germination moyen | Ecart maximal | |
| 1 | 2 | 3 |
| 99 | 2 | 5 |
| 98 | 3 | 6 |
| 97 | 4 | 7 |
| 96 | 5 | 8 |
| 95 | 6 | 9 |
| 93 – 94 | 7 – 8 | 10 |
| 91 – 92 | 9 – 10 | 11 |
| 89 – 90 | 11 – 12 | 12 |
| 87 – 88 | 13 – 14 | 13 |
| 84 – 86 | 15 – 17 | 14 |
| 81 – 83 | 18 – 20 | 15 |
| 78 – 80 | 21 – 23 | 16 |
| 73 – 77 | 24 – 28 | 17 |
| 67 – 72 | 29 – 34 | 18 |
| 56 – 66 | 35 – 45 | 19 |
| 51 – 55 | 46 – 50 | 20 |
La plupart des lots commercialisés de semences d'Eucalyptus ne sont pas soumis à une analyse de pureté, car il est difficile ou impossible de séparer les semences de certaines espèces de la balle (Boland et col., 1980). Parmi les espèces dont les semences et la balle sont extrêmement semblables pour ce qui est de la dimension, du poids et de la couleur figurent E. cloeziana, E. regnans et E. delegatensis. Alnus, Betula, Populus et Salix sont des genres à petites graines pour lesquels la séparation des semences pures soulève également des difficultés, et même lorsque la séparation est possible, elle prend beaucoup de temps. Dans le laboratoire pour semences de Canberra, s'il faut 6–7 minutes seulement pour mettre en train un essai de semences d'eucalyptus avec quatre répétitions pesées, il faut 20 à 50 minutes pour séparer les semences pures et mettre en train un essai avec quatre répétitions de 100 semences, selon les difficultés soulevées par la séparation de la balle (Turnbull, 1983). La faible dimension des graines empêche en outre de réaliser un examen par incision à la fin de l'essai, afin de déterminer le nombre de graines pleines non germées. Pour toutes ces raisons, il vaut mieux procéder à des essais sur des répétitions pesées et noter le nombre de semences germées par unité de poids du mélange de semences pures et de matière inerte. Il est aussi possible d'obtenir une estimation approximative de la viabilité à l'aide d'un essai d'écrasement.
Lorsque les semences sont semées à la volée, le forestier est avant tout désireux de connaître le nombre de plants qu'il peut espérer obtenir à partir d'un poids donné du lot de semences qu'il reçoit. Du moment qu'il sait que 1 kg de semences “impures” peuvent produire 36 000 plants, peu lui importe que cette production résulte de la germination de 80 pour cent des semences pures constituant 90 pour cent du lot ou de 90 pour cent des semences pures constituant 80 pour cent du lot. Par conséquent, s'il s'agit d'effectuer des essais à l'échelle locale et que le personnel de laboratoire soit peu nombreux, rien n'empêche d'omettre l'analyse de pureté, même dans le cas d'espèces qui s'y prêtent. Toutefois, lorsque les graines sont semées directement dans divers récipients, il est avantageux de disposer de chiffres séparés pour la pureté et la germination, puisque l'on sème généralement un certain nombre (une ou plus) de semences par récipient plutôt qu'un certain poids de semences par m2 de planche ou de plateau.
Pour estimer le potentiel germinatif d'un lot de semences, la méthode la plus appropriée à la sylviculture d'exploitation consiste souvent à faire germer un échantillon. Toutefois, les essais durent plusieurs semaines, auxquelles viennent s'ajouter, dans le cas de certaines essences, des semaines ou des mois supplémentaires de prétraitement. C'est pourquoi l'on a cherché à mettre au point d'autres méthodes d'appréciation de la viabilité des semences, aussi précises mais beaucoup plus rapides que l'essai de germination. L'exposé qui suit s'inspire de celui de Turnbull (1975d).
Les essais rapides de viabilité ont pour objet:
de déterminer rapidement la viabilité des semences d'espèces qui normalement germent lentement ou présentent une certaine dormance lorsqu'on les soumet à des essais de germination normaux;
de déterminer la viabilité des échantillons qui comptent un fort pourcentage de graines dures ou de graines fraîches non germées à l'issue de l'essai de germination.
L'Association internationale d'essais de semences n'a longtemps reconnu officiellement que deux méthodes: l'essai topographique au tétrazolium et l'essai par excision embryonnaire. L'ISTA a récemment admis l'examen aux rayons X comme méthode de remplacement de l'essai d'incision en vue de la détection des graines vaines ou endommagées par les insectes. Selon les circonstances, il est possible d'effectuer les essais suivants:
La méthode d'appréciation de la viabilité la plus simple consiste dans l'examen direct des graines fendues au moyen d'un couteau ou d'un scalpel. Si l'endosperme est de couleur normale avec un embryon bien développé, la graine a de bonnes chances de germer. Cette méthode n'est pas très sûre. Les semences dotées d'embryons laiteux, mous, moisis, pourris, racornis ou sentant le rance peuvent être cataloguées comme non viables sans beaucoup de difficultés (Bonner, 1974). Mais il est impossible de distinguer des graines moribondes, mortes récemment ou endommagées depuis peu qui ont encore l'aspect de graines saines. L'essai d'incision, comme nous l'avons déjà mentionné, sert à déterminer la viabilité apparente des semences non germées au terme d'un essai de germination; c'est aussi un moyen utile d'évaluer l'importance et le degré de maturation de la production semencière avant la récolte (chapitre 3) et l'efficacité des méthodes de traitement.
Aux Philippines, on a constaté qu'il existait une bonne corrélation entre les essais d'incision et de germination dans le cas des essences à graines assez grosses telles que Leucaena, Intsia bijuga et Lagerstroemia speciosa (Seeber et Agpaoa, 1976), mais que le pourcentage de germination était régulièrement inférieur de 10 à 20 pour cent au pourcentage de graines saines déterminé par l'essai d'incision.
L'essai au tétrazolium est un des nombreux essais biochimiques mis au point en vue de l'évaluation des semences. Les différents essais ont été brièvement récapitulés par Moore (1969). L'essai au tétrazolium a été introduit en 1942 par G. Lakon en Allemagne.
Cette méthode consiste à colorer en rouge les cellules vivantes par réduction d'un sel de tétrazolium incolore et formation de formazan rouge. Elle met en évidence le fait qu'il est nécessaire de s'assurer de la viabilité des divers constituants de l'embryon pour être à même de prévoir sa transformation en une plantule dénombrable (Moore, 1973).
Le mode opératoire est décrit en détail dans les règles de l'ISTA (1976), qui recommandent l'emploi de cette méthode dans le cas de certaines espèces de feuillus et de conifères qui germent lentement dans des conditions normales. On procède habituellement en faisant tremper les semences dans l'eau pendant 20 heures environ, puis en sectionnant ou en piquant le tégument afin de faciliter la pénétration de la solution aqueuse à 1 pour cent de tétrazolium et en immergeant les semences dans l'obscurité pendant 48 heures (Bonner, 1974). On peut accélérer considérablement le processus en sectionnant la graine au tiers de sa longueur à partir du micropyle et en la plaçant dans un appareil à vide Vitascope pendant une demi-heure seulement. Cette méthode donne des résultats satisfaisants au Danemark, mais l'interprétation des résultats nécessite une plus grande expérience que la méthode consistant à immerger les semences, puis à exciser l'embryon coloré (Knudsen, 1982). L'essai porte sur quatre répétitions de 100 semences chacune (ISTA, 1976).
D'après Justice (1972), quoique l'essai au tétrazolium repose sur un excellent principe, son utilisation pratique sur une base régulière soulève de nombreux problèmes: difficulté de colorer certaines graines; nécessité de sectionner ou de disséquer les semences pour pouvoir observer les parties colorées; faible corrélation avec les résultats des essais de germination dans certains cas, et notamment en ce qui concerne les semences de faible faculté germinative; interprétation variable de la coloration et de ses différentes nuances; et augmentation du nombre d'heures-homme nécessaires à l'essai de 400 semences en comparaison des essais de germination ordinaires.
Moore (1973) admet d'ailleurs que seul un analyste expérimenté est en mesure de mener à bien cet “essai plein de bon sens”. Il est clair que l'essai au tétrazolium peut servir à établir la viabilité de certaines espèces, pour peu que la préparation des semences et l'interprétation des résultats soient accomplies par un personnel compétent.
Cette méthode consiste à faire tremper les semences 1 à 4 jours, à exciser les embryons et à les placer sur du papier filtre ou du papier buvard dans des boîtes de Petri. Les embryons, exposés à la lumière et soumis à une température constante de 20 °C, sont alors examinés sur une base journalière. Selon l'espèce et le lot considérés, l'essai dure plus ou moins longtemps sans excéder 14 jours et s'achève lorsqu'il est possible de distinguer sans ambiguité les embryons viables de ceux qui ne le sont pas.
L'examen des embryons excisés se rapproche des essais de germination en ce qu'il apprécie la qualité des semences en fonction de leur germination réelle. Il permet en outre de prendre jusqu'à un certain point la mesure de la dormance embryonnaire, par comptage des semences qui, sans avoir une croissance normale, se sont développées légèrement, sont restées fermes et ont conservé leur couleur pendant la période d'essai. La méthode ne convient pas aux semences déjà germées et aux échantillons qui contiennent une certaine proportion de semences sèches germées. Pour réussir, cet essai nécessite un analyste très compétent et expérimenté, et les règles de l'ISTA limitent son usage à quelques espèces seulement.
Dans une étude détaillée, Schubert (1965) compare l'examen des embryons excisés et l'essai au tétrazolium pour ce qui est de la détermination de la viabilité des semences d'arbres dormantes. D'après lui, l'essai au tétrazolium est préférable à la méthode d'excision des embryons, mais doit être améliorée de façon à permettre l'utilisation de bactéricides et de solutions réductrices plus fortes et à lever ainsi les doutes concernant les tissus faiblement teintés.
Cela fait plus de 70 ans qu'on a pour la première fois eu recours à la radiographie pour évaluer la qualité des semences (Lundstrom, 1903, cité par Kamra, 1964). Les travaux de Simak et Gustafsson (1953) ont mis en lumière l'examen aux rayons X en tant que méthode de diagnostic en vue de l'analyse des semences d'arbres. La méthode d'examen aux rayons X par contraste, qui utilise diverses substances contrastantes ou opaques aux radiations a été mise au point et appliquée avec succès aux espèces de Pinus et de Picea (Simak, 1957; Kamra, 1963a, 1963b).
L'examen aux rayons X permet de détecter les graines vaines, les dommages mécaniques et le développement anormal des organes internes de la graine, de mesurer l'épaisseur du tégument et d'apprécier la viabilité des semences par l'intermédiaire d'une substance contrastante.
La méthode d'examen aux rayons X par contraste est fondée sur le principe de semi-perméabilité. Lorsque les semences sont traitées avec une substance contrastante, par exemple BaCl2 aqueux ou CHCl3 gazeux, leurs tissus vivants peuvent s'opposer à la pénétration de cette substance en raison de leur semi-perméabilité, alors que les tissus morts s'en imprègnent. Les tissus imprégnés absorbent davantage les rayons X que ceux qui ne le sont pas et apparaissent ainsi plus clairs sur les clichés. Le contraste permet donc de distinguer les tissus vivants des tissus morts et d'évaluer le degré de viabilité des semences (Kamra, 1964). Il est maintenant possible de remplacer BaCl2 et CHCl3, qui sont des substances toxiques, par de l'eau (Simak, 1982).
9.15 Radiographie aux rayons X de fruits de tecks illustrant la variabilité du nombre des loges (deux à six) (S.K. Kamra).
9.16 Radiographies aux rayons X montrant diverses catégories de semences de conifères (M. Simak).
| 0 | Ni embryon, ni endosperme (graine vaine). |
| I | Endosperme, cavité embryonnaire développée, mais aucun embryon observable. |
| IIP | Endosperme, un ou plusieurs petits embryons de longueur et de largeur égales (“embryons ponctuels”). |
| II | Endosperme, et un ou plusieurs embryons, dont aucun n'est plus long que la moitié de la cavité embryonnaire. |
| III | Endosperme, et un ou plusieurs embryons, dont la longueur se situe entre la moitié et les trois quarts de celle de la cavité embryonnaire. |
| IV | Endosperme, avec un embryon parfaitement développé remplissant entièrement ou presque la cavité embryonnaire. Embryons minuscules rarement présents. |
| A | L'endosperme remplit presque entièrement l'espace déterminé par le tégument et absorbe facilement les rayons X. |
| B | L'endosperme remplit imparfaitement l'espace déterminé par le tégument et est souvent ratatiné ou déformé. L'absorption des rayons X est moins bonne que dans le cas de la catégorie A. |
| Ab | Graine avec endosperme ou embryon anormalement développé. |
| J | Graines endommagées par les insectes, contenant une larve (Jl) ou ses excréments (Je). |
La mise au point d'appareils à rayons X mous a considérablement simplifié le processus (Belcher, 1973). Il n'est plus nécessaire de disposer d'un matériel photographique compliqué, et l'on peut obtenir des radiographies claires et détaillées sur film polaroïd (Edwards, 1973).
L'examen aux rayons X a été utilisé avec succès pour déterminer le nombre de graines présentes dans les fruits de tecks (Tectona grandis) et pour étudier leur degré de développement (Kamra, 1973). La technique a été appliquée aux fruits ou aux graines de soixante essences forestières tropicales, et les résultats se sont avérés très satisfaisants (Kamra, 1974, 1976, 1980).
Kamra, Meyer et Wegelius (1973) ont mis au point une technique de stéréoradiographie servant de complément à l'examen aux rayons X par contraste en vue de l'appréciation de la qualité des semences. La stéréoradiographie a le grand avantage de permettre à l'observateur de voir l'objet en trois dimensions à partir de deux radiographies. Il est ainsi possible de déterminer l'emplacement topographique exact de la substance contrastante à l'intérieur de la graine. Cela augmente donc la quantité des informations obtenues par examen aux rayons X et améliore la précision analytique.
L'examen aux rayons X des semences est une technique utile, qui jouera probablement un rôle de plus en plus important à l'avenir. Si les premiers appareils à rayons X coûtaient fort cher, les modèles récents, en particulier ceux qui proviennent du Japon, sont bien meilleur marché et coûtent moins cher qu'une armoire de germination. Les améliorations apportées au papier et aux films photographiques ont accéléré le processus et simplifié l'interprétation, de sorte que les techniciens peuvent être facilement formés à produire des résultats cohérents. L'ISTA a admis la méthode comme solution de rechange de l'essai d'incision en vue de la détection des graines vaines ou endommagées par les insectes. La technique s'avère également très prometteuse pour la distinction, parmi les graines pleines, des graines viables et non viables (Simak, 1980; Simak et Sahlén, 1981). Pour certains conifères des régions tempérées, on a obtenu une bonne corrélation entre la catégorie de développement des semences, déterminée par le degré de développement de l'embryon et de l'endosperme, et leur faculté germinative. La figure 9.16 illustre les catégories de développement définies pour les conifères et le tableau 9.4 précise la faculté germinative correspondant à chaque catégorie pour Pinus sylvestris et Picea abies (Simak, 1980).
Tableau 9.4
Faculté germinative (en %) de semences récemment récoltées et non endommagées appartenant à différentes catégories de développement (choix consécutif à un examen aux rayons X)
(Matériel: échantillons de graines très communes provenant de toute la Suède. Essai de germination: appareil de Jacobsen, température constante de 23 °C, éclairement de 1 000 lux pendant 8 heures par jour).
| Espèce | Catégorie de développement | |||||||
| IA | IIA | IIIA | IVA | IIP | IIB | IIIB | IVB | |
| Pinus sylvestris | 0 | 50 | 88 | 99 | 0 | 5 | 43 | 68 |
| Picea abies | 0 | 36 | 82 | 97 | 0 | 15 | 71 | 92 |
Pour la définition des catégories de développement, voir figure 9.16.
L'eau oxygénée (H2O2) a un effet stimulant sur la germination des semences. Cette propriété a permis de mettre au point un essai de germination rapide, auquel ont été soumis plusieurs conifères dans l'Ouest des Etats-Unis (Bonner, 1974). Les semences sont mises à tremper pendant la nuit dans une solution de H2O2 à 1 pour cent. On sectionne alors le tégument afin d'exposer le bout de la radicule et l'on remet les semences dans de l'eau oxygénée à 1 pour cent, en les maintenant à l'obscurité et en faisant alterner la température de 20 °C à 30 °C. On procède à un premier comptage et au renouvellement de l'eau oxygénée au bout de 3 ou 4 jours et au dénombrement final au bout de 7 ou 8 jours. Une croissance de 5 mm ou plus de la radicule est considérée comme le signe d'une germination “certaine” et une croissance de 0 à 5 mm, comme le signe d'une germination “légère”; l'absence de toute croissance indique qu'on a affaire à une graine non viable ou vide (Danielson, 1972, cité par Bonner, 1974). L'essai à l'eau oxygénée est plus rapide mais moins fiable qu'un essai de germination normal (la germination est généralement plus rapide et plus abondante), alors qu'il est plus lent mais plus simple à effectuer que l'examen des embryons excisés et plus facile à interpréter que l'essai au tétrazolium.
9.17 Radiographie de semences de Pinus caribaea. La plupart des graines ont un gamétophyte et un embryon très mal developpés et sont mortes. Les quelques graines susceptibles de germer sont entourées d'un trait noir (M. Simak).
 | 9.18 Semences de Quercus coupées en deux en vue du séchage à l'étuve dans le cadre de la détermination de leur teneur en eau (USDA Forest Service). |
 |  |
| 9.19 Appareil électrique Dole servant à mesurer la teneur en eau des semences aux Etats-Unis (USDA Forest Service). | |
 |  |
| 9.20 Appareils électriques servant à mesurer la teneur en eau en usage au Danemark: (A) appareil infrarouge de Jacobi; (B) Super-matic; (C) Mettler (Centre des semences forestières de la DANIDA). |
Au chapitre 7, nous avons souligné l'influence déterminante de la teneur en eau des semences sur leur durée de conservation. Pour contrôler les opérations de séchage (ou d'humidification) des semences avant entreposage ou s'assurer de la stabilité de leur teneur en eau pendant l'entreposage, il est absolument essentiel de disposer de méthodes de mesure précises du degré d'humidité d'un échantillon donné.
Justice (1972) a classé les méthodes de détermination de la teneur en eau des semences en deux catégories: (a) les méthodes de base, consistant à chasser l'humidité des semences par chauffage et à déterminer la teneur en eau en évaluant la perte de poids du matériel d'origine ou encore le poids ou le volume de l'humidité condensée; et (b) les méthodes pratiques destinées aux travaux courants effectués rapidement, normalisées par rapport à l'une ou plusieurs des méthodes de base. Il n'est généralement pas possible de chasser toute l'humidité des semences sans expulser de petites quantités d'autres constituants volatils ou sans modifier la composition chimique du matériel, ce qui entraîne des changements pondéraux. Quelque soit la méthode appliquée, il est par conséquent nécessaire de suivre scrupuleusement le mode opératoire prescrit, de manière à pouvoir comparer les résultats de tous les essais effectués selon cette méthode.
Jusqu'à ces derniers temps, l'ISTA prescrivait trois méthodes possibles: (1) le séchage en étuve pendant 17 heures à 103 °C, (2) le séchage en étuve pendant 1 à 4 heures à 130 °C et (3) la distillation au toluène. La méthode (2) ne convient qu'à certaines semences agricoles et la méthode (3), précédemment employée pour Abies, Cedrus, Fagus, Picea, Pinus et Tsuga, a été depuis abandonnée pour cause de mise en pratique insuffisante (ISTA, 1981c). En conséquence, seule la méthode (1), c'est-à-dire la méthode en étuve à température basse constante, est applicable aux semences forestières.
L'essai nécessite deux échantillons d'environ 5 g chacun, prélevés dans l'échantillon de travail non débarrassé de ses impuretés, et non pas dans la fraction “semences pures”. Les grosses graines doivent être broyées, brisées ou coupées en petits fragments afin de faciliter le séchage; une règle empirique efficace consiste à broyer toutes les semences dont la longueur ou le diamètre moyen est supérieur à 10 mm (Bonner, 1981). Les échantillons sont pesés, puis placés dans des récipients métalliques que l'on introduit dans une étuve en les espaçant suffisamment pour permettre une bonne circulation de l'air. L'étuve est ensuite maintenue à une température de 103 ± 2 °C pendant 17 ± 1 heures. Une fois cette période écoulée, les semences sont refroidies dans un dessicateur pendant 30 à 45 minutes, puis pesées de nouveau. L'humidité relative de l'air ambiant du laboratoire où a lieu la pesée finale doit être inférieure à 70 pour cent, afin d'empêcher une réabsorption rapide de l'humidité. La différence entre les teneurs en eau des deux échantillons ne doit pas excéder un niveau de tolérance déterminé. Dans le cas contraire, il faut procéder à un nouvel essai avec deux autres échantillons. Le résultat final consiste en la moyenne des deux teneurs. L'ISTA a longtemps prescrit une tolérance de 0,2 pour cent pour toutes les espèces; toutefois, Gordon (1979) et Bonner (1981) ont démontré que le niveau de tolérance pouvait varier selon les espèces. Le Congrès ISTA qui s'est tenu à Ottawa en 1983 a donc adopté, à propos de la détermination de la teneur en eau des semences d'arbres, les niveaux de tolérance suivants:
| Caractéristiques des semences | Tolérance (%) |
| Petites semences, teneur en eau < 12% (Picea, Alnus, etc.) | 0,3 |
| Grosses semences, teneur en eau < 12% (Carya, etc.) | 0,4 |
| Petites semences, teneur en eau > 12% | 0,5 |
| Grosses semences, teneur en eau de 12 à 25% | 0,8 |
| Grosses semences, teneur en eau > 25% (Quercus, etc.) | 2,5 |
Cet assouplissement des tolérances a grandement facilité la tâche des laboratoires d'essais de semences d'arbres tropicaux désireux de se conformer aux règles de l'ISTA.
La teneur en eau doit être exprimée en pourcentage du poids frais ou du poids humide (voir pages 148–150):
Quoique l'ISTA prescrive d'exprimer la teneur en eau en pourcentage du poids frais et que cette façon de faire tende à se généraliser, elle n'est pas encore universellement adoptée. Pour lever toute incertitude, la méthode de détermination de la teneur en eau doit être indiquée explicitement sur tout certificat ou relevé de résultats.
Comme l'expliquent Gordon et Rowe (1982), une fois le poids frais initial d'un lot de semences connu et la teneur en eau initiale (exprimée en pourcentage du poids frais) calculée après séchage à l'étuve d'un échantillon, il est possible de déterminer directement toute nouvelle valeur de la teneur en eau résultant d'un séchage (ou d'une humidification) à partir du nouveau poids du lot, sans qu'il soit nécessaire d'étuver de nouveau des échantillons jusqu'à obtention de la nouvelle teneur en eau. On peut aussi calculer le nouveau poids que l'on obtiendra par séchage (ou humidification) en multipliant le poids initial du lot de semences par le pourcentage initial de matière sèche et en le divisant par le pourcentage de matière sèche désiré.
Illustrons cela par un exemple:
Si le poids frais initial d'un lot de semences est de 50 kg et que la teneur en eau (exprimée en pourcentage du poids frais), déterminée par étuvage d'un échantillon, soit de 25 pour cent, le poids sec à l'étuve = 75 pour cent du poids frais = 37,5 kg.
Si une période de séchage ramène le poids frais à 46,5 kg, la nouvelle
teneur en eau (exprimée en pourcentage du poids frais) =
Si l'on désire ramener la teneur en eau (exprimée en pourcentage du
poids frais) à 10 pour cent, le poids sec à l'étuve désiré représentera
donc 90 pour cent du nouveau poids frais, et il faudra faire sécher le
lot de semences jusqu'à ce que son poids frais soit égal à:
Les appareils de mesure d'humidité électriques permettent une évaluation rapide de la teneur en eau des semences, mais l'on considère qu'ils sont trop imprécis pour servir à des essais officiels. Leur fonctionnement rapide les rend très utiles dans certaines circonstances, par exemple lorsqu'il s'agit de contrôler la teneur en eau des semences d'arbres avant entreposage (Bonner, 1974, 1981). Les mesures indiquées par ces appareils sont converties en teneurs en eau à l'aide de tables fournies par le fabricant ou établies à partir de courbes d'étalonnage réalisées en laboratoire pour l'espèce en question. La plupart des appareils ne mesurent pas une humidité supérieure à 15–20 pour cent et nécessitent au minimum 90 à 100 g de semences par essai (Bonner, 1981). En Thaïlande, un appareil électrique bon marché, portatif et de fabrication locale a été utilisé avec succès pendant plusieurs années pour mesurer la teneur en eau des grains de riz (Kosol, 1984) et pourrait servir à mesurer la teneur en eau de semences d'arbres de grosseur comparable. Cet appareil mesure la capacitance électrique et est alimenté par une batterie de 9 volts.
Les appareils de mesure d'humidité électriques donnent de bons résultats avec les petites graines, mais sont inutilisables dans le cas des grosses graines telles que celles des genres Juglans ou Quercus et donnent de mauvais résultats dans le cas des graines ailées, comme celles du genre Fraxinus (Bonner, 1978). Les grosses graines ou les graines ailées peuvent être séchées rapidement dans un four à micro-ondes. Si le four est préchauffé, le séchage peut être achevé en 5 minutes; quant à la pesée, elle prendra 6 minutes si elle est effectuée immédiatement après séchage au moyen d'une balance électronique, et 30 à 45 minutes de plus - le temps requis pour refroidir les semences dans un dessicateur - si l'on utilise une balance ordinaire (Bonner et Turner, 1980). A un seuil de probabilité de 0,05, les résultats obtenus sont d'ordinaire précis à 7 pour cent près dans le cas des grosses graines à forte teneur en eau, comme celles de Quercus, et à 2 pour cent près dans le cas de Fraxinus et de Carya; les méthodes classiques, plus lentes, donnent toutefois des résultats plus précis.
Une façon simple et bon marché de faire sécher rapidement des semences consiste à utiliser une lampe à infrarouges (Gordon et Rowe, 1982). Un échantillon, pesé au préalable, est exposé à la chaleur d'une lampe à infrarouges, réglée de sorte que les semences perdent toute leur humidité, sans brûler, en 20 minutes environ. Une fois que la perte de poids a cessé, on détermine le nouveau poids et l'on calcule la perte en pourcentage.
Un exposé à jour de la mesure de la teneur en eau des semences d'arbres a été récemment publié (Bonner, 1981).
Il est possible, au besoin, de procéder à d'autres observations ou essais qualitatifs, qui ne requièrent cependant pas de prescriptions détaillées. Dans de nombreux cas, ces essais peuvent être combinés avec l'analyse de pureté.
Il existe plusieurs moyens de déterminer si les semences appartiennent bien à l'espèce considérée:
L'identification positive des arbres mères et leur certification, de préférence à partir d'échantillons d'herbier.
L'identification des graines au moyen d'une clé analytique ou par comparaison avec une collection de référence.
L'identification des plantules. C'est parfois le seul moyen utilisable, lorsque le lot de semences est contaminé par des hybrides ou si l'on a affaire à un mélange de deux ou plusieurs espèces dont les graines présentent des caractéristiques semblables. Une clé analytique et une collection de référence facilitent l'identification (Turnbull, 1975d).
Quoique, dans la plupart des cas, il soit impossible d'authentifier la provenance des semences, certains progrès ont été enregistrés dans ce domaine en ce qui concerne Pseudotsuga et Abies (Bonner, 1974); de plus, l'emploi des techniques fondées sur les iso-enzymes pourraient offrir de nouvelles possibilités (Burley, 1976).
Lors de l'analyse de pureté, il faut prêter une attention particulière à la présence de dommages mécaniques et d'infestations pathogènes, qui sont souvent le signe d'une inadéquation des méthodes de transport et de traitement en vigueur.
Les exemples suivants illustrent les calculs requis aux différents stades des essais de semences.
| Poids de l'ensemble de l'échantillon de travail | 62,52 g |
| Poids des semences pures | 56,89 g |
 = | 91 % |
Le poids de 1 000 semences se calcule de l'une ou l'autre des façons suivantes:
Détermination de poids des semences à partir de 8 × 100 semences prélevées dans la fraction “semences pures” obtenue à l'occasion de l'analyse de pureté.
| Répétition No | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | total moyenne | |
| Poids (g) | 3,81 | 3,69 | 3,75 | 3,79 | 3,82 | 3,72 | 3,71 | 3,79 | 30,08 | 3,76 |
Cette valeur étant nettement inférieure au maximum de 4,0 prescrit par l'ISTA, l'échantillon peut être considéré comme homogène, ce qui rend inutile tout échantillonnage supplémentaire.
poids de 1 000 semences = 3,76 × 10 = 37,6 g
ou
Détermination du poids des semences à partir de 1 000 semences prélevées dans la fraction “semences pures” obtenue à l'occasion de l'analyse de pureté, sans répétition.
poids de 1 000 semences = 37,6 g
Le nombre de semences par unité de poids se calcule comme suit:
L'essai porte sur quatre répétitions de 100 graines chacune, prélevées dans la fraction “semences pures” de l'analyse de pureté.
| Répétition No | 1 | 2 | 3 | 4 | total | moyenne |
| Nombre de graines germées à la fin de l'essai | 79 | 85 | 76 | 88 | 328 | 82 |
| Nombre de graines saines à l'essai d'incision | 4 | 3 | 6 | 3 | 16 | 4 |
L'écart maximal entre les répétitions en ce qui concerne le nombre de graines germées est de 88 – 76 = 12. D'après la table 9.3 de la page 273, l'écart maximal admissible pour une germination moyenne de 82 pour cent est de 15. Comme l'écart réel est inférieur à cette valeur, l'échantillon est considéré comme homogène.
pourcentage de germination = 82%
pourcentage de viabilité = 82 + 4 = 86%
Nombre de graines viables par unité de poids. En combinant le pourcentage de viabilité et le poids des semences pures, on obtient le nombre probable de graines viables par unité de poids de semences pures, alors que si l'on utilise le pourcentage de germination, on obtient le nombre de graines susceptibles de germer. L'introduction d'un facteur de pureté permet d'obtenir le nombre de graines viables ou susceptibles de germer par unité de poids de semences “impures”.
| Semences pures | ||
| par g | par kg | |
| Nombre de graines viables | 26,6 × 86 ÷ 100 = 22,9 | 22 900 |
| Nombre de graines susceptibles de germer | 26,6 × 82 ÷ 100 = 21,8 | 21 800 |
| Semences impures | ||
| par g | par kg | |
| Nombre de graines viables | 22,9 × 91 ÷ 100 = 20,8 | 20 800 |
| Nombre de graines susceptibles de germer | 21,8 × 91 ÷ 100 = 19,8 | 19 800 |
Dans le cas des espèces à très petites graines impropres à l'analyse de pureté, l'essai permet de déterminer directement le nombre de graines germées par unité de poids de semences impures, car il est impossible d'obtenir le nombre de semences pures par unité de poids. Quoiqu'on parle généralement du “nombre de graines viables par gramme”, il faut savoir que ces petites graines ne peuvent être soumises à un essai d'incision et que, stricto sensu, ce nombre se réfère en fait aux graines susceptibles de germer. Par exemple:
Poids d'une répétition de semences impures (E. grandis) = 0,10 g
| Répétition No | 1 | 2 | 3 | 4 | total | moyenne |
| Nombre de graines germées à la fin de l'essai | 65 | 73 | 63 | 71 | 272 | 68 |
nombre de graines susceptibles de germer (“viables”) par g = 680
nombre de graines susceptibles de germer (“viables”) par kg = 680 000
Energie germinative. Le calcul de l'énergie germinative et de la période énergétique dépend des critères utilisés pour définir ces paramètres. Le tableau 9.5 présente un exemple réel tiré de Paul (1972). Comme nous l'avons mentionné précédemment, la période énergétique, quoiqu'on puisse la définir arbitrairement à l'avance, est normalement bien plus courte que la durée totale de l'essai. En ce cas, une seule évaluation suffit. Dans l'exemple qui nous occupe, si la période énergétique a été fixée à 12 jours, alors:
période énergétique = 12 jour
Tableau 9.5 Feuille de résultats d'essai de germination (extrait de Paul, 1972)
| Espèce: Pinus caribaea var. hondurensis | Essai No 26/72 |
| Lot de semences No 85/71 | |
| Date de semis: 2/11/72 | Lieu: pépinière Mantin |
| Essai terminé le 30/11/72 | Pourcentage de germination: 64% |
| Nombre de jours après semis | Sous-échantillons (4 × 100 graines) | Total journalier | Total cumulé | Total cumulé en % du nombre total de graines | Pourcentage de germination journalier moyen | Total journalier en % du nombre de graines susceptibles de germer | Total cumulé en % du nombre de graines susceptibles de germer | |||
| A | B | C | D | |||||||
| 1 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 2 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 3 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 4 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 5 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 6 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 7 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 8 | 6 | 8 | 7 | 8 | 29 | 29 | 7,25 | 0,91 | 12 | 11 |
| 9 | 5 | 9 | 9 | 8 | 31 | 60 | 15,00 | 1,67 | 12 | 23 |
| 10 | 10 | 11 | 13 | 10 | 44 | 104 | 26,00 | 2,60 | 17 | 40 |
| 11 | 9 | 8 | 10 | 9 | 36 | 140 | 35,00 | 3,18 | 14 | 54 |
| 12 | 6 | 5 | 7 | 5 | 23 | 163 | 40,75 | 3,40 | 9 | 63 |
| 13 | 3 | 5 | 6 | 4 | 18 | 181 | 45,25 | 3,48 | 7 | 71 |
| 14 | 5 | 3 | 2 | 3 | 13 | 194 | 48,50 | 3,46 | 5 | 75 |
| 15 | 4 | 2 | 1 | 3 | 10 | 204 | 51,00 | 3,40 | 4 | 79 |
| 16 | 2 | 4 | 2 | 4 | 12 | 216 | 54,00 | 3,38 | 5 | 84 |
| 17 | 2 | 1 | 1 | 1 | 5 | 221 | 55,25 | 3,25 | 2 | 86 |
| 18 | 1 | 2 | 2 | 3 | 8 | 229 | 57,25 | 3,18 | 3 | 89 |
| 19 | 2 | - | - | 1 | 3 | 232 | 58,00 | 3,05 | 1 | 90 |
| 20 | 2 | 1 | 2 | - | 5 | 237 | 59,25 | 2,96 | 2 | 92 |
| 21 | - | 1 | 1 | - | 2 | 239 | 59,75 | 2,85 | 1 | 93 |
| 22 | 2 | 1 | 2 | - | 5 | 244 | 61,00 | 2,77 | 2 | 95 |
| 23 | 2 | - | 1 | 1 | 4 | 248 | 62,00 | 2,70 | 2 | 97 |
| 24 | - | 1 | 1 | 1 | 3 | 251 | 62,75 | 2,61 | 1 | 98 |
| 25 | 1 | 2 | - | - | 3 | 254 | 63,50 | 2,54 | 1 | 99 |
| 26 | - | - | - | - | - | 254 | 63,50 | 2,44 | - | 99 |
| 27 | - | - | - | - | - | 254 | 63,50 | 2,35 | - | 99 |
| 28 | 1 | - | 1 | - | 2 | 256 | 64,00 | 2,29 | 1 | 100 |
| Totaux | 63 | 64 | 68 | 61 | 256 | 100 | ||||
| Essai d'incision | 5 | 2 | 4 | 5 | 16 | |||||
Par ailleurs, si la période énergétique est censée se prolonger jusqu'au jour de germination maximale, une évaluation journalière est alors nécessaire, comme cela apparaît dans le tableau. En ce cas:
période énergétique = 10 jours
L'examen de la courbe de germination laisse à penser que le rejet de toutes les graines germant après le jour de germination maximale conduirait à l'élimination d'une trop grande proportion (60 pour cent) des graines susceptibles de germer, alors que la prise en considération de toutes ces graines prolongerait inutilement la durée de l'essai et permettrait probablement l'inclusion de quelques plantules d'une vigueur fort médiocre. Une règle empirique, applicable à l'exemple qui nous occupe, consiste à prolonger la période énergétique jusqu'à ce que la germination journalière tombe à moins de 25 pour cent de la germination maximale. En ce cas:
période énergétique = 16 jours
Pourcentage du nombre total de graines susceptibles de germer qui germent pendant la période énergétique = 84 pour cent
Tableau 9.6 Calcul de la valeur germinative (selon les méthodes de Czabator1 et de Djavanshir et Pourbeik2)
| Nombre de jours depuis semis | Pourcentage de germination journalier | Pourcentage de germination cumulé | Vitesse de germination journalière (ou germination moyenne) (col. 3 ÷ col. 1) | ∑ VGJ | Nombre de comptages | ∑ VGJ/N (col. 5 ÷ colonne 6) |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 8 | 7,25 | 7,25 | 0,91 | 0,91 | 1 | 0,91 |
| 9 | 7,75 | 15,00 | 1,67 | 2,58 | 2 | 1,29 |
| 10 | 11,00 | 26,00 | 2,60 | 5,18 | 3 | 1,73 |
| 11 | 9,00 | 35,00 | 3,18 | 8,36 | 4 | 2,09 |
| 12 | 5,75 | 40,75 | 3,40 | 11,76 | 5 | 2,35 |
| 13 | 4,50 | 45,25 | 3,48 | 15,24 | 6 | 2,54 |
| 14 | 3,25 | 48,50 | 3,46 | 18,70 | 7 | 2,67 |
| 15 | 2,50 | 51,00 | 3,40 | 22,10 | 8 | 2,76 |
| 16 | 3,00 | 54,00 | 3,38 | 25,48 | 9 | 2,83 |
| 17 | 1,25 | 55,25 | 3,25 | 28,73 | 10 | 2,87 |
| 18 | 2,00 | 57,25 | 3,18 | 31,91 | 11 | 2,90 |
| 19 | 0,75 | 58,00 | 3,05 | 34,96 | 12 | 2,91 |
| 20 | 1,25 | 59,25 | 2,96 | 37,92 | 13 | 2,92 |
| 21 | 0,50 | 59,75 | 2,85 | 40,77 | 14 | 2,91 |
| 22 | 1,25 | 61,00 | 2,77 | 43,54 | 15 | 2,90 |
| 23 | 1,00 | 62,00 | 2,70 | 46,24 | 16 | 2,89 |
| 24 | 0,75 | 62,75 | 2,61 | 48,85 | 17 | 2,87 |
| 25 | 0,75 | 63,50 | 2,54 | 51,39 | 18 | 2,86 |
| 26 | 0,00 | 63,50 | 2,44 | 53,83 | 19 | 2,83 |
| 27 | 0,00 | 63,50 | 2,35 | 56,18 | 20 | 2,81 |
| 28 | 0,50 | 64,00 | 2,29 | 58,47 | 21 | 2,78 |
Une autre mesure empirique de l'énergie germinative, utilisée au Zimbabwe (Seward, 1980), consiste dans le pourcentage de germination lorsque la germination journalière moyenne (germination cumulée divisée par le temps écoulé depuis semis) atteint son maximum. Dans le présent exemple (tableau 9.5), le pourcentage de germination journalier moyen maximal est de 3,48 pour cent, ce qui limite la période énergétique à 13 jours. En ce cas:
Le pourcentage du nombre total de graines susceptibles de germer qui germent pendant la période énergétique définie de cette façon est égal à:
Valeur germinative. Le tableau 9.6, établi à l'aide des données du tableau 9.5, présente le calcul de la valeur germinative selon les méthodes de Czabator (1962) et de Djavanshir et Pourbeik (1976).
Il faut utiliser les mêmes méthodes que dans le cas des essais de germination (4 répétitions), s'assurer de l'homogénéité des résultats et exprimer le nombre moyen de graines pleines apparemment saines (essai d'incision) ou d'embryons colorés (essai au térazolium) en pourcentage du nombre total de semences pures à l'essai.
| Poids initial | Poids sec à l'étuve | Différence = teneur en eau | Teneur en eau exprimée en % du poids frais | |
| (g) | (g) | (g) | ||
| Echantillon 1 | 5,65 | 5,14 | 0,51 |  |
| Echantillon 2 | 4,92 | 4,47 | 0,45 |  |
L'écart entre échantillons (0,12 pour cent) est inférieur à la valeur de 0,3 pour cent prescrite par l'ISTA, ce qui dispense de tout échantillonnage supplémentaire.
Il est essentiel que les résultats des essais entraînent des décisions et des actions. Ainsi, un degré de pureté anormalement faible peut inciter une organisation qui récolte, traite et entrepose ses propres semences à mieux les nettoyer; il peut aussi justifier certaines contestations si les semences sont achetées et que la pureté ne corresponde pas à celle indiquée par le vendeur. Il est indispensable de déterminer la teneur en eau avant de décider si un lot de semences peut être entreposé sans délai ou s'il faut le faire sécher davantage.
Les résultats les plus importants consistent dans les diverses mesures de la faculté germinative et du nombre de plants qui peuvent être produits à partir d'une unité de poids de semences. Ils influent à la fois sur la gestion des pépinières et sur la réalisation des objectifs de boisement, car ils permettent de compléter les estimations relativement brutes des besoins moyens présentées au tableau 3.1 (page 33) à l'aide des données plus précises sur les lots de semences utilisés pendant une année donnée.
Les résultats des essais de semences approuvés par l'ISTA ne comportent aucune prévision concernant la survie et la mortalité après le stade de la germination. L'énergie germinative est la seule mesure qui renseigne un peu sur ce point, mais elle dépend entièrement du choix subjectif du critère servant à définir la période énergétique. Quoique l'extrapolation des résultats de l'appréciation des semences à la gestion des pépinières dépasse, à strictement parler, le cadre du présent ouvrage, ce sujet mérite cependant qu'on l'aborde brièvement ici, car il est tout à fait essentiel de considérer la manipulation des semences comme une étape d'un processus continu incluant la production végétale, l'implantation des peuplements et la gestion des plantations, et non pas comme une fin en soi.
Lorsqu'il applique les résultats des essais de semences à la production en pépinière, le pépiniériste doit tenir compte des facteurs suivants:
La germination dans une pépinière opérationnelle diffère souvent de la germination observée durant les essais. Elle peut être considérablement moindre que dans les conditions idéales d'un essai en laboratoire et un peu inférieure à celle obtenue dans une pépinière de recherche. Elle ne doit cependant guère différer de la germination observée lors d'un essai réalisé dans la même pépinière avant le semis principal. Wunder (1966) s'est intéressé aux écarts entre les pourcentages de germination en laboratoire et en pépinière à l'occasion d'essais réalisés au Soudan. Ces écarts varient selon les essences et, dans certains cas, concernent plus la vitesse de germination que le nombre final de graines germées. Par exemple:
| Espèce | Germination en laboratoire % en n jours | Germination en pépinière % en n jours | Prétraitement | ||
| Acacia albida | 76 | 60 | 70 | 60 | |
| Cedrela odorata | 100 | 3 | 85 | 18 | |
| Prosopis chilensis | 100 | 15 | 79 | 38 | 2 min. dans H2SO4 concentré |
| Acacia raddiana | 100 | 3 | 30 | 4 | 60 min. dans H2SO4 concentré |
Les variations entre pépinières sont souvent associées à un certain nombre de facteurs climatiques, pédologiques ou culturaux différents. Ainsi, Roney et Brown (1978) ont constaté que la germination de Pinus ponderosa s'améliorait de 38 pour cent si les semences étaient recouvertes d'une couche de 1,5 cm de sable plutôt que d'une couche de 0,4 cm. La fréquence des arrosages a aussi une influence importante sur la germination (Costales et Veracion, 1978).
Certaines pertes peuvent se produire dans les planches de semis.
Certaines pertes peuvent se produire pendant le repiquage.
Certaines pertes peuvent se produire dans les planches de repiquage.
Certains des plants survivants les moins vigoureux peuvent être éliminés au moment de la plantation.
Tous ces facteurs se combinent entre eux, de sorte que le nombre de plants propres à la plantation produits par unité de poids de semences est bien inférieur au nombre de graines germées obtenues au cours des essais. Le pépiniériste doit donc prévoir une augmentation équivalente de la quantité de graines semées. On emploie souvent l'expression “pourcentage de plants” ou “pourcentage d'arbres” pour combiner ces facteurs. D'après Ford-Robertson (1971), il s'agit du “pourcentage de semences d'un échantillon donné qui atteignent le stade du jeune plant au terme d'une période donnée, généralement la première période de végétation”. Bonner (1974) précise qu'il doit s'agir de “jeunes plants propres à la plantation”, ce qui introduit les importants concepts d'utilité et d'aptitude à simplement survivre. En pratique, il est préférable d'étendre cette définition à l'ensemble de la période passée en pépinière, de sorte qu'il s'agisse du “pourcentage de semences qui parviennent au stade du plant propre à la plantation (repiqué ou non) au terme d'une période donnée, qui coïncide généralement avec la fin de la période passée en pépinière et le moment de la plantation en pleine terre”. Cette définition convient beaucoup mieux aux conditions propres aux régions tropicales, où beaucoup d'essences sont repiquées dans la semaine qui suit leur germination et passent 6 à 12 mois supplémentaires dans les planches de repiquage.
En pratique, le registre des rendements déjà obtenus dans une pépinière constitue la meilleure source de renseignements en vue de l'évaluation de la production future en cet endroit (Aldhous, 1972). Les données sur la production obtenue sur d'autres sols ou dans des conditions climatiques différentes présentent peu d'intérêt. En l'absence de tels renseignements, par exemple dans les premières années d'activités des nouvelles pépinières, il faut se contenter d'estimations approximatives. En Zambie, on utilise un facteur de réduction de 20 pour cent correspondant à l'écart entre la germination en laboratoire et la germination sur le terrain, tant pour les pins que pour les eucalyptus (Allan et Endean, 1966); ainsi, si les essais réalisés en laboratoire indiquent qu'on peut obtenir 100 000 plants avec 1 kg de semences, on suppose qu'on obtiendra seulement 80 000 plants en pépinière. On utilise en outre un autre facteur de réduction de 10 pour cent dans le cas des pins et de 15 pour cent dans le cas des eucalyptus pour les pertes encourues au moment du repiquage ainsi que des facteurs de correction supplémentaires, quoique non précisés, pour les pertes ultérieures. Paul (1972) propose d'adopter un facteur de correction de 20 pour cent pour les pertes encourues dans les planches de semis et un facteur de correction supplémentaire de 15 pour cent pour les pertes subies au moment du repiquage et ultérieurement. Le facteur de récupération en pépinière, qui permet de convertir le pourcentage de germination obtenu lors des essais en pourcentage de plants propres à la plantation, varie énormément en fonction de l'essence, du lot de semences et de l'année considérés. Au Zimbabwe, on a adopté à titre provisoire un facteur de récupération en pépinière de 70 pour cent dans le cas des pins et de 25 pour cent dans le cas des eucalyptus, ce qui équivaut à des pertes en pépinière de respectivement 30 pour cent et 75 pour cent (Seward, 1980). Seeber et Agpaoa (1976) ont constaté que, dans le cas de Pinus kesiya, plus le pourcentage de germination est faible, plus l'écart entre la proportion de graines qui germent et la proportion de graines qui se développent jusqu'au stade du plant propre à la plantation est grand.
| Lot de semences No 1 | Lot de semences No 2 | |
| Nombre de semences pures par litre | 30 000 | 30 000 |
| Degré de pureté (%) | 95 | 95 |
| Pourcentage de germination | 90 | 60 |
| Pourcentage de plants | 60 | 30 |
| Facteur de récupération en pépinière (%) |  |  |
| Nombre de plants propres à la plantation par litre de semences | 30 000 × 0,95 × 0,60 = 17 100 | 30 000 × 0,95 × 0,30 = 8 550 |
Dans le cas de Pinus patula, Wormald (1975) signale qu'une étude entreprise dans un certain nombre de pays cultivant cette essence en grandes quantités indique un pourcentage de plants d'environ 33 pour cent, comparé à un pourcentage de germination moyen de 80 pour cent lors des essais, ce qui correspond à un facteur de récupération d'environ 45 pour cent. Il fait la remarque suivante: “Ces chiffres semblent indiquer qu'on obtient un plant utilisable pour environ trois graines semées. Ce résultat se compare bien à ceux obtenus par la British Forestry Commission qui, au cours des quinze dernières années, a ramené son taux de récupération de jeunes plants de 10 pour cent à 25 pour cent (Gordon et Tee, 1973)”. Cela confirme l'opinion de Goor et Barney (1976), qui estiment “qu'en fait, dans le cas d'un semis en pépinière comme dans celui d'un semis direct, il faudrait doubler ou tripler cette quantité (la quantité de semences requise d'après les essais de germination) pour compenser les pertes de plants au cours des toutes premières années”. Le facteur de récupération en pépinière doit être fondé sur l'expérience personnelle; cependant, par suite des caprices du temps, des différences entre lots de semences, etc., il ne peut jamais être très précis. En conséquence, il existe une limite à la précision que l'on peut obtenir à partir d'essais courants (et non pas d'essais de recherche) en laboratoire.
A l'aide des données fournies aux pages 287–288, on peut calculer le pourcentage de plants de la façon suivante:
| Facteur de récupération en pépinière | Pourcentage de germination | Pourcentage de plants susceptibles de germer par kg | Nombre de graines propres à la plantation par kg | Nombre de plants | |
| Pépinière 1 | |||||
| De nombreuses années d'expérience dans la sylviculture | 0,65 | 82 | 53 | 19 800 | 12 900 |
| Pépinière 2 | |||||
| Nouvellement établie sur un site difficile, sans expérience de la sylviculture | 0,33 | 82 | 27 | 19 800 | 6 500 |
En supposant que les deux pépinières doivent produire 500 000 plants, la pépinière 1 a besoin de:
et la pépinière 2, de:
Si les graines doivent être semées sur des planches de semis en vue d'un repiquage ultérieur (et non pas directement dans des pots), le pépiniériste doit non seulement calculer la quantité totale de graines à semer, mais aussi le poids de graines à semer par planche de semis. En supposant que:
| Dimensions d'une planche de semis = 10 × 1 m | = 10 m2 |
| Densité finale désirée des plants | = 2 400/m2 |
| Nombre de semences par kg de semences pures | = 26 600 |
| Degré de pureté | = 91% ou 0,91 |
| Pourcentage de germination | = 82% ou 0,82 |
| Taux de récupération prévu sur la planche de semis (rapport du nombre de plants qui survivent jusqu'au repiquage au nombre de graines germées obtenu lors des essais) | = 0,65 |
alors le taux de semis requis est:
La pépinière 2 devrait par conséquent disposer de:
C'est en planifiant les programmes d'ensemencement et en calculant les prix des semences qu'on s'est aperçu de l'intérêt que présentait le concept de “kilogramme efficace” (Aldhous, 1972). Le “kilogramme efficace” est défini comme le poids de semences de n'importe quel lot particulier susceptible de produire le même nombre de graines viables (Royaume-Uni) ou de plants propres à la plantation (Zimbabwe) qu'un kilogramme de semences standard; ce nombre est déterminé pour chaque espèce à partir de la moyenne des résultats obtenus antérieurement. Au Zimbabwe, des normes de récupération de plants ont été établies indépendamment pour (a) les graines de vergers et (b) les graines de premier choix et ordinaires. Ainsi, dans le cas de Pinus elliottii, la norme de récupération de plants (correspondant au nombre de plants propres à la plantation obtenus par kg de semences) est de 15 500 dans le cas des graines de vergers et de 14 500 dans le cas des graines de premier choix et ordinaires (Seward, 1980).
Le facteur kilogramme efficace (KEF) est le rapport de la norme de récupération de plants au nombre de plants réellement récupérés à partir d'un lot de semences donné. Ce facteur se calcule à l'aide de l'équation suivante:
En utilisant les données de l'exemple précédent (26 600 semences pures/kg, degré de pureté de 91 pour cent, soit 0,91, pourcentage de germination de 82 pour cent, soit 0,82, et facteur de récupération en pépinière de 65 pour cent, soit 0,65) et en supposant que la norme de récupération de plants est de 15 000/kg, on obtient:
Le KEF, conjointement avec la norme de récupération de plants, peut servir à calculer le poids de semences requis pour obtenir un nombre donné de plants, conformément à l'équation:
Ainsi, pour obtenir 1,5 million de plants à partir du lot ci-dessus, il faut:
Le poids de semences réel de 116 kg équivaut à 100 kg efficaces ou 100 kg de semences standard. Les poids de semences réels et efficaces sont identiques uniquement lorsque KEF = 1,0.
Dans le cas des eucalyptus et des autres essences à petites graines impropres à l'analyse de pureté, l'équation du KEF est modifiée de la façon suivante:
Dans le cas d'E. grandis, le KEF d'un lot de semences particulier pourrait être:
et la quantité de semences requise pour obtenir 1,5 million de plants serait de:
L'appréciation d'un lot de semences a généralement lieu après traitement et avant son entreposage ou son expédition immédiate aux pépinières. Toutefois, si ce lot reste entreposé pendant un certain temps, il est indispensable de vérifier de nouveau sa faculté germinative ou sa viabilité au moindre signe de détérioration. De nombreux centres de semences procèdent à de nouveaux essais chaque année; à cet effet, ils mettent de côté un échantillon représentatif du lot de semences dans un petit récipient, de manière à ne pas avoir à ouvrir trop souvent les récipients contenant les semences en vrac. Il n'est pas nécessaire de s'assurer de nouveau du degré de pureté; quant à la teneur en eau, il faut la mesurer de nouveau uniquement si l'on doute de l'herméticité des récipients fermés.
On a suggéré de prendre des mesures spéciales en vue de l'appréciation fréquente des semences agricoles entreposées dans le but d'une préservation à long terme des ressources génétiques (Ellis et col., 1980). D'après les auteurs, étant donné la grande valeur du matériel génétique entreposé et la nécessité d'en gaspiller le moins possible en le soumettant à des essais, un système d'échantillonnage séquentiel conviendrait mieux que la méthode standard des 4 × 100 répétitions préconisée par l'ISTA. Il s'agit en fait de détecter la perte de viabilité dans les premiers stades du vieillissement, c'est-à-dire dès que la viabilité tombe au-dessous de 80–90 pour cent de sa valeur initiale, et d'opérer un rajeunissement en faisant germer les semences afin d'obtenir une nouvelle génération. La méthode proposée est également applicable à la préservation des ressources génétiques forestières, quoiqu'en raison de la durée bien supérieure du cycle de croissance des arbres, la préservation sous la forme de plantes plutôt que de graines joue alors un rôle plus important que dans le cas des semences agricoles.
Pour que les essais indiqués dans le présent chapitre aient toute leur utilité, il est indispensable que l'ensemble des semences restent en vie pendant que ces essais ont lieu. Or, les graines de la plupart des essences forestières tropicales sont récalcitrantes et perdent toute viabilité si rapidement qu'un certificat de qualité est déjà périmé au moment où il est émis. En règle générale, on sème les graines récalcitrantes en pépinière le plus tôt possible après la récolte (Ng, 1983).
A titre documentaire, on tient d'ordinaire un registre de germination, fondé sur un échantillonnage aléatoire des graines à semer. L'échantillon (constitué généralement de 50 à 100 graines) est semé séparément du reste du lot dans un enclos protégé des oiseaux, des rats et des autres ravageurs par un grillage. Le substrat (d'ordinaire de la terre) doit être identique à celui où sont semées le reste des graines.
Il faut contrôler la germination chaque jour, jusqu'à ce qu'aucune nouvelle pousse ne lève; il est alors satisfaisant de constater que toutes les graines non germées sont pourries. En ce qui concerne la plupart des semences forestières tropicales, le processus de germination s'étale généralement sur quelques semaines, quoiqu'il existe de nombreuses exceptions. Etant donné la rareté des informations à ce sujet, il est souhaitable de suivre l'évolution de la germination du début à la fin du processus, sans considération du temps écoulé. Toute interruption arbitraire au bout de 21 ou 28 jours, par exemple, serait trop restrictive dans la phase exploratoire actuelle des recherches sur les semences forestières tropicales.
