Secale cereale (PROTA) : Différence entre versions

Version du 26 juin 2014 à 11:34

Ressources végétales de l'Afrique tropicale Introduction

Liste des espèces

Importance générale
Répartition en Afrique
Répartition mondiale
Médicinal
Fourrage
Auxiliaire
Sécurité alimentaire

Secale cereale L.

Protologue: Sp. pl. 1 : 84 (1753).

Famille: Poaceae (Gramineae)

Nombre de chromosomes: 2n = 14

Synonymes

Noms vernaculaires

Seigle (Fr). Rye (En). Centeio (Po).

Origine et répartition géographique

On ne connaît pas exactement le centre d’origine du seigle, mais son centre de diversité actuel se trouve dans les régions montagneuses de l’Afghanistan, de l’Iran et du Proche-Orient. C’est probablement de là que le seigle s’est diffusé vers les régions avoisinantes d’Asie, du nord de l’Afrique et plus tard, comme pour le blé, en Russie, en Europe centrale et occidentale, où il est cultivé en climat tempéré. Le seigle est une “plante cultivée secondaire” typique : c’était d’abord une adventice dans les champs de blé et d’orge, qui a ensuite été adoptée comme espèce cultivée. Il a probablement été domestiqué avant 3000–4000 av. J.-C. On a retrouvé en Turquie des grains de seigle qui remontaient à 6000 av. J.-C., mais on ignore s’il s’agissait de grains de formes cultivées ou adventices. La culture du seigle s’est répandue sur tous les continents, surtout dans les régions de climat tempéré. Il est parfois cultivé en altitude dans les régions tropicales et subtropicales. En Afrique tropicale, le seigle est cultivé sur les hautes terres d’Afrique de l’Est ; sa culture a également bien réussi au Malawi. En Ethiopie, le seigle est cultivé par endroits sur les hauts plateaux d’Arsi, où il a été introduit au cours des années 1960 grâce à des projets suédois. Sa culture a été tentée à titre expérimental en Zambie et au Mozambique, mais apparemment sans grand succès. Au Nigeria, on a essayé de le produire pour le fourrage au cours des années 1980. On trouve également des cultures de seigle au Maroc, en Algérie, en Egypte et en Afrique du Sud.

Usages

Si le grain de seigle est utilisé pour l’alimentation humaine, au niveau mondial il est plus important pour l’alimentation animale. On en fait du pain, des gâteaux, des biscuits salés, etc. Le grain entier ou brisé peut servir à la fabrication du pain ; pour les gâteaux, le grain doit être moulu. La farine de seigle est souvent mélangée à la farine de blé. En Afrique, on trouve que la farine de seigle donne une bonne bouillie avec une égale mesure de farine de maïs ; utilisée seule, elle est considérée trop sucrée. On peut faire germer le grain de seigle pour en faire du malt pour la bière ; plusieurs boissons alcoolisées sont obtenues en distillant des grains de seigle maltés, par ex. le whisky de seigle en Amérique du Nord et des vodkas en Pologne et en Russie. La farine de seigle sert d’agent épaississant pour les soupes et les sauces.

Les grains de seigle servent d’aliment du bétail, en particulier dans l’élevage des porcs. Quant à l’amidon, on l’emploie dans l’industrie pour produire de la colle, des allumettes, de la gomme pour coller le papier et des matières plastiques. La paille de seigle se récolte pour l’alimentation animale, pour la litière (dans les étables), pour les toits de chaume, le paillage, pour des applications industrielles (papier/cartonnages), comme matériau d’emballage (plants de pépinière, fromages) et comme combustible. Le seigle immature se récolte en plante entière comme fourrage, et on le cultive comme engrais vert ou comme plante de couverture. En Europe et en Inde, le seigle se cultive parfois comme plante hôte de l’ergot (Claviceps purpurea), qui s’utilise en médecine, par ex. contre la migraine. Les extraits de pollen de seigle sont homologués et se vendent dans le commerce comme remède contre l’hyperplasie de la prostate, en Europe occidentale, au Japon, en Corée et en Argentine. En Europe, des recherches sont en cours pour faire du seigle une plante productrice de biomasse pour l’énergie.

Production et commerce international

D’après les statistiques de la FAO, la production mondiale de seigle en 1999–2003 s’élevait à 20 millions de t/an sur 9 millions d’ha. Les principaux pays producteurs sont la Fédération de Russie (5,6 millions de t/an sur 3,2 millions d’ha), la Pologne (4,2 millions de t/an sur 1,9 million d’ha) et l’Allemagne (3,9 millions de t/an sur 0,7 million d’ha). On ne dispose pas de statistiques de production pour l’Afrique tropicale. Les exportations mondiales de seigle en 1998–2002 se sont élevées à près de 1,8 million t/an. Le principal exportateur était l’Allemagne (1,1 million t/an) ; les principaux importateurs étaient le Japon (360 000 t/an), la Fédération de Russie (170 000 t/an), la Corée du Sud (170 000 t/an) et la Chine (140 000 t/an).

Propriétés

Le seigle contient, par 100 g de partie comestible : eau 11,0 g, énergie 1402 kJ (335 kcal), protéines 14,8 g, lipides 2,5 g, glucides 69,8 g, fibres alimentaires 14,6 g, Ca 33 mg, Mg 121 mg, P 374 mg, Fe 2,7 mg, Zn 3,7 mg, vitamine A 11 UI, thiamine 0,32 mg, riboflavine 0,25 mg, niacine 4,3 mg, vitamine B₆ 0,29 mg, folates 60 μg et acide ascorbique 0 mg. La composition en acides aminés essentiels, par 100 g de partie comestible, est : tryptophane 154 mg, lysine 605 mg, méthionine 248 mg, phénylalanine 674 mg, thréonine 532 mg, valine 747 mg, leucine 980 mg et isoleucine 549 mg (USDA, 2004). On connaît des cultivars de seigle relativement riches en lysine. Les principaux acides gras (par 100 g de partie comestible) sont : acide linoléique 958 mg, acide oléique 280 mg, acide palmitique 271 mg et acide linolénique 147 mg. En raison d’une teneur limitée en gluten, le pain fabriqué avec la farine de seigle possède une structure compacte ; des grains ou des brisures de seigle sont généralement associés à de la farine de blé pour améliorer le volume et la texture du pain. Comme le seigle n’est pas complètement sans gluten, il est contre-indiqué dans le régime des personnes atteintes de la maladie cœliaque.

L’amidon de seigle possède une grande capacité d’absorption de l’eau, ce qui permet de l’utiliser dans les produits adhésifs. La valeur du seigle comme aliment du bétail est inférieure à celle des autres céréales, parce que les animaux en absorberaient une moindre quantité, phénomène dont les causes restent obscures. C’est pourquoi le seigle s’emploie en mélange avec d’autres céréales. La paille de seigle ne convient pas bien au fourrage parce qu’elle est dure et fibreuse. Dans une étude menée aux Etats-Unis sur la qualité du fourrage, la teneur en protéines brutes de la plante entière de seigle est tombée de 27,8% au cours du stade végétatif à 24,2% au stade de gonflement de l’épi, et à 13,4% au stade de l’épiaison ; la digestibilité de la matière sèche in vitro au cours de ces trois stades était de 79%, 81% et 70% respectivement.

Bien que les extraits de pollen soient employés pour traiter l’hyperplasie prostatique bénigne, on ne dispose pas de résultats d’études sur le long terme, et une méta-étude n’a pas fait ressortir de preuves suffisamment convaincantes.

Le seigle, ses résidus et ses extraits aqueux ont des propriétés allélopathiques, qui confortent son utilisation comme plante de couverture éliminant les mauvaises herbes. Les principaux composés allélopathiques sont la 2,4-dihydroxy-1,4(2H)-benzoxazine-3-one et son produit de décomposition, la 2(3H)-benzoxazolinone. Les effets du paillage de seigle sur les mauvaises herbes subsistent pendant 30–75 jours après la mort du seigle.

Description

Graminée annuelle, en touffe, atteignant 1,5(–3) m de haut, souvent bleu-vert ; tige (chaume) érigée, mince, creuse sauf aux nœuds, glabre mais pubescente à proximité de l’épi, produisant des talles et des racines à la base ; système racinaire étendu, pénétrant jusqu’à 2 m de profondeur. Feuilles alternes, simples ; gaine longue et lâche, à petites auricules ; ligule courte et découpée ; limbe linéaire-lancéolé, de 10–20 cm × 1–2 cm, lisse ou légèrement scabre. Inflorescence : épi terminal de 7–15 cm de long, arqué, très barbu, à épillets alternes et insérés très serré sur un long rachis en zigzag. Epillets à 2 fleurs, fleurs bisexuées ; glumes subulées, à 1 nervure, atteignant 1 cm de long ; lemme lancéolée, atteignant 2 cm de long, rétrécie en une arête de 2–8 cm de long, à 3(–5) nervures, carène distinctement munie de soies raides ; paléole à peu près aussi longue que la lemme, sans arête, scabre sur la carène ; étamines 3 ; ovaire supère, à 2 stigmates plumeux. Fruit : caryopse (grain) oblongoïde, de 4,5–10 mm × 1,5–3,5 mm, à sillon étroit, à courte pointe, brun pâle, glabre.

Autres données botaniques

Le genre Secale, qui comprend 3 espèces, est réparti de l’Europe orientale à l’Asie centrale ; une espèce est présente également en Afrique du Sud. Secale cereale est la seule espèce cultivée. Secale strictum (C.Presl) C.Presl subsp. africanum (Stapf) K.Hammer (synonyme : Secale africanum Stapf) est présent dans un seul endroit en Afrique du Sud. Des sources indiquent qu’il y est consommé comme céréale. Il est apprécié par le bétail et la volaille, et est considéré comme une espèce potentielle de pâturage.

La littérature distingue 2 sous-espèces au sein de Secale cereale : subsp. cereale (qui comprend les types cultivés à rachis solide) et subsp. ancestrale Zhuk. (qui comprend les types sauvages et adventices, à rachis plus ou moins fragile et que l’on trouve surtout en Asie occidentale). Mais l’on a distingué également des sous-espèces en plus grand nombre. Au sein du seigle cultivé, il y a de nombreuses variétés locales (généralement à chaumes longs et à petits grains) et de nombreux cultivars.

Des hybrides de seigle et de blé, appelés triticale (× Triticosecale) ont été mis au point, qui présentent un mélange des caractéristiques de leurs parents, combinant la rusticité du seigle avec la forte productivité et la qualité du blé. Le triticale n’est pour le moment cultivé que très localement en Afrique tropicale, par ex. en Ethiopie, au Kenya, en Tanzanie et à Madagascar, ainsi qu’au nord de l’Afrique et en Afrique du Sud. Cette nouvelle plante alimentaire n’a pas été à la hauteur des attentes, mais elle est de plus en plus appréciée comme plante fourragère.

Croissance et développement

Le seigle germe en 4 jours à une température du sol de 4–5°C, et plus rapidement à des températures plus élevées. A l’émergence de la quatrième feuille, des talles et des racines se forment pour permettre l’ancrage de la plante. L’initiation des pousses cesse lorsque la plante atteint le stade reproductif. Ensuite, l’élongation de la tige démarre, puis l’initiation et la différenciation de l’inflorescence. Sur chaque épi sont produits 40–45 épillets, dont 30–35 portent 1–2 grains, ce qui donne 45–55 grains par épi. La floraison dure 3–5 jours pour un épi et 8–12 jours pour un champ. Le vent assure la pollinisation croisée du seigle. La période post-florale correspondant au remplissage du grain est de 4–5 semaines. Il s’écoule 4–10 mois du semis à la récolte. La durée de la croissance dépend largement de la température lors du développement reproductif. Dans les régions tempérées, on distingue le seigle d’hiver, qui se sème en automne de manière à recevoir suffisamment de jours froids et courts pour induire la vernalisation et la croissance reproductive ; et le seigle de printemps, qui se sème au début du printemps et peut se récolter au bout de 4–6 mois.

Ecologie

Le seigle est une culture de climats tempérés ; dans les tropiques, sa culture se pratique à des altitudes élevées, comme en Ethiopie à 3000–3900 m. Les jeunes plantes peuvent supporter le gel jusqu’à –25°C. Le tallage, la croissance des pousses et l’initiation florale exigent des températures assez basses (10–15°C) ; pour une bonne croissance au cours du développement reproductif, la température journalière moyenne ne doit pas dépasser 20°C. Le seigle tolère la sécheresse. La floraison est favorisée par un temps sec et ensoleillé. Des pluies incessantes, une humidité élevée et des températures basses freinent la pollinisation, ce qui empêche en partie la formation des grains. Le seigle d’hiver est une plante de jours longs ; le développement reproductif est stimulé par des journées qui rallongent et passent de 14 à 20 heures. Par conséquent, le seigle d’hiver se cultive surtout à des latitudes comprises entre 40–65°N. Des cultivars de seigle de printemps sont parfois cultivés en haute altitude dans les régions subtropicales et tropicales. Ils sont moins sensibles à la longueur du jour et ne nécessitent pas de vernalisation. Leur floraison et la formation de leurs grains sont satisfaisantes à des durées de jour de 12–13 heures. La culture du seigle peut se pratiquer sur des sols bien aérés de tous types dont le pH est de 5–7,5, mais c’est principalement sur des sols légers sableux et tourbeux qu’il est cultivé.

Multiplication et plantation

Le seigle est reproduit par graines. Le poids de 1000 graines est de 20–40 g. En Europe, le moment le plus favorable au semis du seigle d’hiver se situe habituellement entre la mi-septembre et la mi-octobre. Les graines peuvent se semer manuellement à la volée, mais elles ont besoin d’être recouvertes pour permettre une germination correcte. Les conditions les plus favorables sont obtenues en plantant au semoir mécanique à une profondeur homogène de 2–4 cm sur des lignes espacées de 10–25 cm. Les densités de semis varient de 100–150 kg/ha, pour obtenir une densité optimale de 200–300 plantes/m². Le seigle de printemps demande à être semé le plus tôt possible, si nécessaire même en hiver si les conditions du sol sont réunies pour préparer le lit de semis. Le seigle de printemps, qui ne talle pas beaucoup, exige une densité de semis plus importante (150–200 kg/ha) que le seigle d’hiver.

Gestion

Il existe une forte compétition entre le seigle et les adventices, mais celles-ci peuvent causer des problèmes lors de la moisson. On peut procéder à leur élimination de façon mécanique, par hersage ou par binage, ou au moyen d’herbicides lors du tallage. La verse peut entraîner des dégâts considérables. La quantité d’engrais nécessaire est en grande partie liée au rendement espéré ; environ 20 kg de N, 4 kg de P et 13 kg de K sont absorbés du sol pour chaque t de grain produite. Près de 75–80% du N et du P sont exportés par les grains, tandis que 75% du K reste dans la paille. L’azote est souvent le nutriment le plus limitant pour le rendement. Pour des rendements supérieurs à 5 t/ha, il est préférable de fractionner l’apport d’azote.

Maladies et ravageurs

Le seigle a la réputation d’être assez tolérant aux maladies. Quoi qu’il en soit, après la germination, la fusariose (Fusarium nivale) peut provoquer des pertes en plantes considérables, et la rouille brune (Puccinia recondita f.sp. secalis) peut endommager gravement les feuilles et les tiges. La maladie la plus remarquable est l’ergot (Claviceps purpurea), qui contamine les grains, en particulier lorsqu’ils se forment mal ; il produit des sclérotes qui contiennent des alcaloïdes. Les grains touchés par l’ergot sont toxiques ; ils provoquent un ergotisme gangréneux ou convulsif, et peuvent rendre un lot de seigle impropre à la consommation humaine et animale. Aucune source de résistance à cette maladie n’a encore été identifiée chez le seigle. Parmi les autres maladies figurent le piétin-verse (Pseudocercosporella herpotrichoides), le rhizoctone (Rhizoctonia solani), l’oïdium (Erysiphe graminis), la rouille noire (Puccinia graminis), la septoriose (Septoria nodorum) et la maladie des taches brunes (Rynchosporium secalis). On peut lutter contre la plupart des maladies fongiques au moyen de fongicides, mais les dégâts causés par la fusariose, le rhizoctone et l’ergot ne peuvent être limités qu’en recourant à des semences saines et traitées. On trouve de nombreux cultivars de seigle offrant une résistance à la rouille brune et la rouille noire, et la résistance à ces maladies a été transférée du seigle au blé au moyen de croisements intergénériques. Les dégâts occasionnés pas les virus ne sont pas importants. Le nématode Ditylenchus dipsaci peut affecter le seigle, mais il est peu fréquent. Il y a peu d’insectes ravageurs dans les cultures du seigle.

Récolte

Le moment de la récolte du seigle en Europe se situe au milieu de l’été, lorsque la teneur en humidité du grain est inférieure à 15%. La récolte peut s’effectuer à la main ; on peut utiliser les mêmes méthodes que celles utilisées pour le sorgho et les millets pour la moisson, le battage, le ramassage et le stockage. Pour moissonner mécaniquement, il vaut mieux attendre que la teneur en humidité soit descendue en dessous de 16%. Cependant, pour empêcher une perte de qualité due à une germination sur l’épi, la culture peut être moissonnée à une teneur en humidité plus élevée (18–20%), surtout si le temps reste pluvieux et retarde la maturation. Un séchage sera ensuite nécessaire, soit en gerbes au champ, soit mécaniquement pendant le stockage.

Rendement

Les rendements en seigle varient considérablement ; de moins de 1 t/ha en Afrique, en Amérique latine et en Australie, ils passent à plus 5 t/ha dans certains pays occidentaux européens. Le rendement mondial moyen est d’environ 2 t/ha.

Traitement après récolte

Une faible teneur en humidité du grain de seigle et des températures de stockage basses sont souhaitables pour assurer une conservation à long terme. La teneur en humidité du grain doit être inférieure à 13% si on veut que le seigle se conserve 6 mois (sans aération) à 15°C. S’il y a une bonne aération, une teneur en humidité de 14–15% reste acceptable. Dans les régions tempérées, ces teneurs basses en humidité ne sont souvent pas atteintes au moment de la moisson, et le grain nécessite un séchage à l’air chaud. Le nettoyage se fait généralement avant ou pendant le stockage. Après séchage au champ, la paille est habituellement mise en bottes et entreposée dans les granges ou empilée en vue d’un usage ultérieur.

Ressources génétiques

De vastes collections de ressources génétiques sont conservées en Fédération de Russie (Institut Vavilov, St. Petersbourg ; 2635 entrées), en Allemagne (à l’Institute for Plant Genetics and Crop Plant Research (IPK) de Gatersleben ; 1990 entrées), aux Etats-Unis (à l’USDA-ARS National Small Grains Germplasm Research Facility d’Aberdeen, Idaho ; 1823 entrées) et en Pologne (1366 entrées au Plant Breeding and Acclimatization Institute (IHAR) de Radzikow, Blonie ; 1362 entrées aux Botanical Gardens of the Polish Academy of Sciences, Varsovie). Les seules collections de ressources génétiques de seigle répertoriées en Afrique par l’IPGRI se trouvent en Afrique du Sud (178 entrées à la Division of Plant and Seed Control, Department of Agriculture Technical Service de Pretoria ; 52 entrées au Small Grain Institute, Bethlehem).

Sélection

Les programmes d’amélioration génétique du seigle ont donné la priorité aux types d’hiver, et on a accordé beaucoup d’attention à des aspects tels que la rusticité en hiver, la rigidité de la paille, la résistance aux maladies et la résistance à la germination sur l’épi. Ces travaux d’amélioration ont débouché sur une augmentation considérable des rendements et de la régularité de la production, des plantes plus courtes, moins de verse et un indice de récolte accru. ‘Petkus’, ‘Pearl’, ‘Steel’ et ‘King II’ comptent parmi les cultivars les plus connus. Des tentatives d’exploitation de l’hétérosis afin d’accroître les rendements en grain ont donné lieu à des hybrides qui sont utilisés en production commerciale faisant appel à de forts intrants. Le rendement de ces hybrides est supérieur de 10–20% à celui des cultivars conventionnels, mais ils réclament davantage d’intrants (semences, produits phytosanitaires). Des cultivars tétraploïdes ont été mis au point dont la croissance est plus vigoureuse et les grains plus gros. Secale cereale a été croisé avec Secale strictum avec l’objectif d’améliorer la rusticité en hiver et la résistance à la sécheresse et aux maladies. Des cultivars de seigle vivaces, destinés à la production fourragère, ont été également mis au point par croisement de ces deux espèces. Pour la production d’ergot, on utilise des lignées mâle-stériles, qui facilitent l’inoculation par le champignon.

Le seigle est considéré comme l’une des plantes les plus récalcitrantes à la culture de tissus et aux transformations génétiques. Toutefois, des systèmes destinés à obtenir une transformation génétique stable du seigle au moyen d’Agrobacterium tumefaciens ou de méthodes biolistiques ont été développées. Il est possible d’obtenir de grandes quantités de plantes génétiquement identiques par régénération in vitro en recourant à des explants d’inflorescences immatures. Des cartes de liaisons génétiques du seigle, sur la base des différents types de marqueurs (RFLP, AFLP, RAPD et marqueurs microsatellites) ont également été construites. Des gènes conférant la résistance à la rouille brune ont été identifiés.

Perspectives

Il se peut que par bien des aspects, le seigle soit inférieur aux autres céréales qui prédominent dans le monde (blé, riz et maïs), mais il restera une culture importante en raison de sa rusticité en hiver, de sa tolérance à la sécheresse, de son aptitude à croître sur des sols pauvres, et de la demande des consommateurs pour des produits de boulangerie qui possèdent son incomparable saveur. Les rendements restent largement à améliorer. L’emploi de semences de haute qualité, de nouveaux cultivars (hybrides) et de pratiques culturales de pointe peut augmenter les niveaux de rendement dans le court terme. En Afrique tropicale, les perspectives semblent limitées pour le seigle. On l’a essayé dans divers pays, mais sa culture n’a pas connu d’essor.

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Sources de l'illustration

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Auteur(s)

• M. Brink

PROTA Network Office Europe, Wageningen University, P.O. Box 341, 6700 AH Wageningen, Netherlands

Consulté le 23 décembre 2024.

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