La maîtrise de la reproduction végétale est un pilier fondamental de l'agronomie moderne. Qu'il s'agisse de techniques ancestrales comme le bouturage ou de méthodes de pointe comme la culture in vitro, la gestion de la multiplication végétative permet non seulement d'assurer la pérennité des variétés, mais aussi de résoudre des enjeux sanitaires majeurs. La pomme de terre (Solanum tuberosum), originaire de la Cordillère des Andes et introduite en Europe au XVIe siècle, constitue un cas d'école exemplaire dans l'évolution de ces pratiques.
La révolution des méristèmes et la santé végétale
La culture de méristèmes a permis, dans les années 50, de guérir des plantes virosées, en particulier chez les plantes qui sont multipliées végétativement : pomme de terre, fraisier, tulipe, etc. Dans le cas de la pomme de terre, les maladies à virus ont entraîné en 1956 la perte de 15 % de la production mondiale, soit 30 millions de tonnes. Cette découverte expérimentale a eu un retentissement considérable et est appliquée aujourd’hui dans le monde entier.
Les méristèmes sont formés de cellules non différenciées qui sont présentes dans les bourgeons à l’extrémité des tiges et des racines et qui peuvent, en se multipliant, donner naissance à tous les tissus de la plante. L'intérêt des méristèmes réside dans le fait que ce sont des structures indemnes de virus. Cette découverte fut pressentie au début des années 1950 par deux chercheurs d'INRAE (P. Limasset et P. Cornuet) et confirmée par les travaux de deux autres chercheurs d'INRAE (G. Morel et C. Martin).
Microbouturage et multiplication in vitro à grande échelle
La commercialisation d’une variété nécessite de pouvoir la reproduire à l’identique et en grande quantité. À partir d’un fragment de la plante, mis en culture dans des milieux complexes appropriés, on régénère des plantes entières identiques à la plante de départ. Depuis 1980, la quasi-totalité des framboisiers cultivés en France proviennent de la multiplication in vitro réalisée dans un laboratoire d'INRAE de Dijon.
Avec le microbouturage, on peut obtenir 400 000 plants de rosiers par an à partir d’un seul bourgeon. C’est particulièrement intéressant dans le cas du rosier, qui ne peut se semer (car les caractères de couleur, parfum ne sont pas stables génétiquement) et se bouture difficilement. À INRAE, les chercheurs ont utilisé cette technique pour transférer des caractères agronomiques d’intérêt entre espèces sauvages et cultivées. Cette technique permet, pour la pomme de terre, de régénérer des variétés anciennes menacées, comme la 'Belle de Fontenay', en garantissant l'absence de pathogènes.
Le bouturage traditionnel et ses applications locales
La pomme de terre est vivace par ses tubercules qui sont des tiges souterraines, gonflées de matières nutritives, et pourvues de bourgeons. Ce sont ceux-ci qui, par un véritable bouturage, serviront à la reproduction de la plante. Si la multiplication par tubercule entier est la norme, le bouturage de tige est une technique accessible au jardinier.
Pour bouturer une pomme de terre :
- Sélectionnez un jeune plant de pomme de terre.
- Coupez nettement, sous un œil, une tige mesurant entre 5 et 10 cm et retirez les feuilles situées à la base.
- Remplissez des godets avec du bon terreau.
- Percez la terre avec un bâton pour pouvoir ensuite glisser facilement la tige de pomme de terre prélevée.
- Enfoncez la tige sur 1 à 2 cm de profondeur et tassez la terre.
Le moment idéal pour cette opération se situe au printemps, entre mars et avril, une fois les risques de gel écartés. La bouture nécessite une exposition à la lumière directe et une température comprise entre 15 et 22 °C.
Bouture de pomme de terre
Stratégies d'implantation et préparation du sol
Raisonner la date de plantation en fonction de la précocité variétale et du climat local est essentiel pour bien positionner le cycle de végétation et favoriser une levée rapide. De manière générale, les précédents céréales sont les plus favorables à la culture de pomme de terre. En effet, ces précédents n’entraînent généralement pas de grave détérioration de la structure du sol. De plus, le risque de gale commune de type « pustules » est moins important derrière une céréale que derrière un légume racine.
Pour les plantations de saison réalisées au Nord de la Seine, la date idéale pour la plantation s’étend généralement de fin mars à fin avril selon le type de production. Néanmoins, un décalage de quelques jours de la date de plantation pour bénéficier des meilleures conditions de ressuyage et de réchauffement du sol ne pénalise pas le potentiel de rendement. Compte tenu du besoin important en terre fine pour la constitution des buttes, la préparation du sol s’effectue après un ameublissement profond.
Techniques de plantation : buttes vs billons
Les dernières études réalisées montrent que la formation d’une butte définitive à la plantation n’a pas d’influence sur la vitesse de levée des plantes. Il s’agit d’associer les opérations de plantation, buttage et, éventuellement la préparation du sol en un même passage. Dans ce cas, les buttes définitives sont réalisées dès la plantation avec l’installation d’une cape de buttage sur la planteuse. Cette association d’outils permet de supprimer le passage d’un tracteur et d’une butteuse quelques jours après la plantation sans avoir une demande de puissance supplémentaire.
La culture en billons permet d’obtenir des tubercules de calibres petits à moyens, dans le cadre d’une culture de grenaille ou de variétés à chair ferme. Ce type de plantation permet, à densité de plantation identique, d’améliorer l’occupation du sol par les plantes par rapport à une plantation en buttes. Ceci permet de réduire la compétition entre plantes et assure l’augmentation des rendements en calibres petits et moyens tout en favorisant l’obtention de tubercules homogènes.
Gestion de la densité et du peuplement
Au-dessus d’un niveau seuil minimal, la densité de plantation a peu d’effets sur le rendement final. Son accroissement influe alors plutôt sur la répartition des calibres. Elle doit être adaptée en fonction de la variété en prenant en compte son comportement naturel en végétation (aptitude à tubériser), le calibre du plant et l’objectif de calibrage de la récolte. Dans des terres peu profondes et plus sèches, ou si l’on désire une plus grande proportion de gros tubercules (utilisation en frites), un peuplement de 150 000 à 160 000 tiges par hectare est suffisant.
Pour une plantation en buttes, leur espacement s’échelonne généralement de 75 à 90 cm. Un écartement de 75 cm limite (à densité de plantation équivalente) la compétition sur le rang entre les plantes. Il favorise ainsi une tubérisation plus importante et un calibrage plus homogène des tubercules à la récolte.
L'importance de la diversité génétique
Les grandes épidémies sur les cultures de pomme de terre par exemple sont dues au fait que toutes les cultures à travers l’Europe provenaient de clones de quelques pomme de terre mères seulement. Lorsqu'une pomme de terre s'est montrée non résistante à cette nouvelle maladie, tous les clones allaient inévitablement subir le même sort. Alors que dans une mixité génétique, il existe toujours des souches résistantes, et une capacité des plantes d'avertir leurs consœurs pour renforcer leur système de défense.
La création de lignées pures est une étape nécessaire dans les programmes d'amélioration des plantes. Elle permet de stabiliser les combinaisons génétiques favorables obtenues par sélection. Dans une lignée pure, les plantes sont "homozygotes" pour tous les caractères, c’est-à-dire que les deux lots de chromosomes homologues sont identiques. On commence par obtenir une plante haploïde par exemple en cultivant des grains de pollen isolés (une plante haploïde ne possède qu’un seul lot de chromosomes).
Adaptations biotechnologiques et avancées récentes
On obtient des protoplastes à partir de cellules végétales dont la paroi a été dégradée par des enzymes. Ces cellules peuvent non seulement fusionner entre elles mais encore régénérer des plantes entières. C’est ce qu’ont utilisé les chercheurs d'INRAE dans les années 1990 pour transférer le caractère de stérilité mâle cytoplasmique naturel du radis dans le colza, réalisant ainsi une avancée majeure. L’intérêt est d’obtenir des plantes de colza mâle stériles qui permettent la production d’hybrides à l’échelle commerciale chez cette plante qui normalement s’autoféconde.
Les embryons sont prélevés quelques jours après la fécondation et non à maturité de la graine et cela permet ainsi de réaliser plusieurs générations par an. Cette technique est très utilisée chez le tournesol et dans une moindre mesure chez le maïs. À INRAE, les chercheurs ont utilisé ces méthodes pour transférer des caractères agronomiques d’intérêt entre espèces sauvages et cultivées, ouvrant la voie à une amélioration constante de la résilience des cultures.