Crotalaria juncea (PROTA)

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Crotalaria juncea L.


Protologue: Sp. pl. 2: 714 (1753).
Famille: Papilionaceae (Leguminosae – Papilionoideae, Fabaceae)
Nombre de chromosomes: 2n = 16

Noms vernaculaires

  • Chanvre indien, chanvre du Bengale, crotalaire jonciforme, cascavelle (Fr).
  • Sunn hemp, Indian hemp, Madras hemp, sann hemp, sun hemp, Bombay hemp, brown hemp (En).
  • Cânhamo-da-India, cânhamo-de-bengala (Po).

Origine et répartition géographique

On considère généralement Crotalaria juncea comme originaire du Bangladesh, du Bhoutan et de l’Inde. Il est maintenant largement cultivé dans les zones sèches des régions tropicales et subtropicales et dans de nombreuses régions tempérées à été chaud. Il est souvent subspontané, se naturalise facilement et pousse dans de nombreuses régions comme plante rudérale. Crotalaria juncea est répertorié dans de nombreux pays du continent africain, des côtes atlantiques à la Mer Rouge, de la Tunisie à l’Afrique du Sud et dans les îles de l’océan Indien.

Usages

La fibre libérienne résistante est utilisée surtout pour les cordages, les ficelles, les filets de pêche, le papier à cigarette, le papier de soie, les sacs, les toiles, les semelles de chaussures et de sandales. Parmi les autres produits, on peut citer des tapis, des sangles, du linge de table et de la literie. On fabrique un substrat de culture avec les fibres.

Crotalaria juncea est un des engrais vert les plus répandus dans les tropiques, souvent en alternance ou en culture intercalaire avec le riz, le maïs, le sorgho, le tabac, le coton, la canne à sucre, l’ananas, le café et dans des vergers. Il est également cultivé pour éliminer les mauvaises herbes, pour prévenir l’érosion du sol et pour réduire le nombre de nématodes. Crotalaria juncea est un utile indicateur de carence en potassium et en calcium.

Les tiges séchées et le foin sont utilisés comme fourrage. Bien qu’on les signale comme toxiques pour le bétail, les graines servent à nourrir les chevaux en Union soviétique et les porcs au Zimbabwe. Les tiges ligneuses restant après l’extraction des fibres sont utilisées comme combustible. Les graines sont utilisées dans la production d’un adhésif pour le contreplaqué et comme substitut du café. On utilise les graines en médecine pour purifier le sang, soigner l’impétigo et le psoriasis et comme emménagogue.

Production et commerce international

Crotalaria juncea a été cultivé comme plante à fibres en Inde depuis 600 avant J.-C. et est une des premières plantes à fibres signalées dans l’histoire. La fibre a été la première introduite en Europe en 1791 par l’East India Company, à une période où le jute (Corchorus spp.) était considéré comme une plante à fibres de moindre importance. La fibre de Crotalaria juncea s’est avérée excellente et pas inférieure au chanvre (Cannabis sativa L.). Les principaux producteurs de Crotalaria juncea sont l’Inde, le Bangladesh, la Chine, le Brésil, la Corée (RDC), le Pakistan, la Roumanie et la Russie. Actuellement, la Chine est le principal producteur de Crotalaria juncea au monde. Les fibres sont exportées principalement vers les Etats-Unis, le Royaume-Uni, la France, l’Italie, la Belgique, l’Argentine, la Grèce et la Russie. Cependant, le marché de l’export à fortement chuté en raison de l’augmentation des quantités de chanvre d’Italie et de Russie disponibles sur le marché mondial. L’Inde cultive annuellement environ 360 000 ha deCrotalaria juncea, produisant entre 80 000 et 100 000 t de fibres, dont environ 20–30% sont exportées au Royaume-Uni, aux Etats-Unis et en Belgique. Les importations aux Etats-Unis et au Royaume-Uni sont principalement utilisées pour la fabrication de papier à cigarette et de papiers de soie de grande qualité.

Il n’existe aucune donnée statistique sur les volumes commercialisés en Afrique. Au Kenya et en Ouganda, la superficie cultivée est d’environ 3000–5000 ha, principalement en jardins familiaux. L’ensemble du commerce en Afrique tropicale a lieu sur les marchés locaux ou régionaux, et le commerce international est limité au marché local transfrontalier.

Propriétés

L’intérêt principal de Crotalaria juncea réside dans sa fibre libérienne de valeur, qui représente environ 8% du poids de la tige sèche. La fibre du commerce est constituée de brins grisâtres à jaune pâle de 75–150 cm de long. Les fibres sont enchevêtrées dans une structure en réseau, et des filaments simples sont obtenus en peignant et en divisant la structure en réseau. Les cellules de fibres ultimes font (0,5–)6–8(–20) mm de long et (10–) 25–30(–50) μm de large, avec une épaisseur de la paroi des cellules de 3–11 μm. Les cellules ont souvent des extrémités arrondies, mais elles peuvent également être obtuses ou pointues. En coupe transversale elles ont une forme polygonale ou ovale arrondie, à parois épaisses. Des dislocations, des marques transversales et des striures longitudinales sont présentes. La fibre a une résistance à la traction d’environ 73 kg/mm² et une élongation à la rupture de 5,5%. Exposée, elle est plus résistante et plus durable que le jute (Corchorus spp.), mais elle n’est pas aussi résistante que le chanvre (Cannabis sativa). La fibre est plus résistante mouillée que sèche, et est assez résistante au mildiou, à l’humidité et aux micro-organismes dans l’eau salée, la rendant particulièrement adaptée pour les filets de pêche et les cordages marins. Elle contient 10% d’humidité, 67,8% de cellulose, 16,6% d’hémicelluloses, 3,5% de lignine, 0,3% de pectine, 1,4% de composés hydrosolubles et 0,4% de lipides et de cire.

Les fibres présentent des propriétés qui en font un excellent choix pour la fabrication de papier : bons rendements en pâtes au sulfate blanchissables ; propriétés de résistance de la pâte égales ou supérieures à celles de la plupart des pâtes de bois de feuillus mélangées ; et rapport longueur / largeur de fibre supérieur à celui des fibres du bois. La forte teneur en cellulose ainsi que le degré de polymérisation rendent cette fibre idéale pour la préparation de papier spécialisé. Les pâtes préparées peuvent être utilisées pour un grand nombre d’utilisations finales. Les fibres sont particulièrement appropriées pour le papier à cigarette en raison de leur forte teneur en cellulose et de leur faible teneur en cendres.

Les tiges contiennent les principaux composants suivants : cellulose 78,3% ; pentosanes 3,6% ; anhydrite urinique 1,7% ; teneur en acétyle 1,5% et lignine 4,0%. Les composants secondaires comprennent : les lipides et la cire 0,5% ; les matières azotées 1,4% et les cendres 0,3%. Les composants monosaccharides comprennent : glucose 80,3% ; xylose 5,2% ; mannose 11,7% ; galactose 2,1% ; arabinose 1,7% et rhamnose 0,4%. Séchées pour l’alimentation du bétail, les tiges contiennent 14,4% d’humidité, 1,1% d’extrait à l’éther, 11,3% d’albuminoïdes, 35,8% de glucides, 27,4% de fibres ligneuses et 6,4% de matière minérale soluble. Le foin est modérément toxique, principalement pour les chevaux, mais le bétail peut le consommer en toute sécurité lorsqu’il ne représente pas plus de 10% de l’alimentation totale.

Les graines contiennent 8,6% d’humidité, 34,6% de protéines brutes, 4,3% de lipides, 41,1% d’amidon, 8,1% de fibres et 3,3% de cendres. Les graines contiendraient des inhibiteurs de la trypsine, et sont réputées toxiques pour le bétail. L’huile des graines contient 46,8% d’acide linoléique, 4,6% d’acide linolénique et 28,3% d’acide oléique, et, par différence, 20,3% d’acides saturés. Les graines contiennent les alcaloïdes pyrrolizidiniques toxiques suivants : la trichodesmine, la juncéine, la sénécionine et la sénéciphylline ainsi que 25,6% de galactomannane, un polysaccharide.

Falsifications et succédanés

Les plantes à fibres utilisées aux mêmes fins que Crotalaria juncea comprennent le cantala (Agave cantala Roxb.), le sisal (Agave sisalana Perrine), le chanvre (Cannabis sativa) et le jute (Corchorus spp.).

Description

Plante herbacée annuelle érigée, lâchement ramifiée, atteignant 1,5(–3,5) m de haut ; tiges côtelées à courts poils couchés. Feuilles alternes, simples ; stipules de 1–2 mm de long, minces ; pétiole de 3–5 cm de long ; folioles oblongues-lancéolées, de 5–13(–18) cm × 0,5–3 cm, à pubescence finement apprimée. Inflorescence : grappe opposée aux feuilles de 10–50 cm de long, à 6–20 fleurs lâches ; bractées elliptiques, de 3–5 mm de long. Fleurs bisexuées, zygomorphes, 5-mères ; calice de 1,5–2 cm de long, couvert de poils bruns courts avec quelques poils plus longs intercalés, lobes 3–4 fois aussi longs que le tube ; corolle jaune vif, à étendard elliptique légèrement marqué ou teinté de rougeâtre, ailes un peu plus courtes que la carène, carène de 17–22 mm de long, à long bec tordu, légèrement incurvé ; étamines 10, toutes réunies dans une gaine ouverte à la base ; ovaire supère, 1-loculaire, style arqué, stigmate petit. Fruit : gousse cylindrique de 30–55 mm × 12–17 mm, courte, à poils veloutés, contenant 6–12 graines. Graines obliques-cordiformes, de 6–7 mm de long, brun foncé à noires.

Autres données botaniques

Le genre Crotalaria comprend environ 600 espèces et se rencontre partout dans les régions tropicales. Avec environ 500 espèces, l’Afrique en est de loin le continent le plus riche. Crotalaria juncea est l’espèce la plus importante du genre au niveau économique. Crotalaria spectabilis Roth. (“showy rattlepod”, “showy crotalaria”) est une autre espèce à feuilles simples importée d’Asie en Afrique de l’Ouest et à Madagascar pour l’utiliser comme plante à fibres, comme engrais vert et pour le fourrage. En Asie, il est planté comme plante ornementale et également pour lutter contre l’érosion. On décourage de procéder à d’autres introductions car cette espèce est très toxique en raison de la présence de monocrotaline, un alcaloïde pyrrolizidinique, et de l’absence apparente d’avantages par rapport à Crotalaria juncea. Egalement d’origine indienne, Crotalaria berteroana DC. (synonyme : Crotalaria fulva Roxb.), introduit à Madagascar comme plante à fibres et engrais vert, est maintenant largement naturalisé. A Madagascar, les graines réduites en poudre sont utilisées comme emplâtre pour soigner la gale. Le grand nombre d’articles scientifiques sur l’espèce a été déclenché par son utilisation en Jamaïque dans des tisanes de plantes sauvages. Cet usage semblait avoir provoqué des lésions vasculaires du foie décrites comme “maladie veino-occlusive” dans ce pays et attribué à la présence de la fulvine, un alcaloïde pyrrolizidinique hépatotoxique dans les feuilles et les graines. Crotalaria xanthoclada Bojer ex Benth. est endémique de Madagascar ; il produit une fibre textile et ses graines sont toxiques pour les volailles.

Croissance et développement

Les graines de Crotalaria juncea germent habituellement en environ 3 jours. Une trop forte humidité est nocive pendant les 2 premières semaines suivant le semis. Crotalaria juncea est une plante de jours courts, et les jours longs favorisent la croissance végétative et une fructification réduite. Il existe des sélections non-photopériodiques. Le délai entre la germination et la floraison peut être de seulement 30 jours. Les fleurs inférieures de l’inflorescence sont les premières à s’ouvrir et elles restent ouvertes pendant 2 jours. La fécondation croisée est importante et l’autofécondation a seulement lieu après stimulation de la surface stigmatique par un insecte ou par voie mécanique. La formation de graines est pratiquement nulle lorsque les fleurs sont enfermées dans des sachets de mousseline. La plante fixe l’azote atmosphérique en symbiose avec un Rhizobium. La teneur en azote des parties végétatives est élevée entre l’initiation florale et la mi-floraison, après quoi elle chute, les réserves d’azote étant alors dirigées vers la production des graines.

Ecologie

Crotalaria juncea résiste à la sécheresse et est adapté aux régions chaudes, semi-arides et arides. Il tolère un léger gel. En Inde, il est cultivé dans des régions dont la pluviométrie est de 170–200 mm pendant la période de croissance, mais ailleurs il est souvent cultivé dans des régions dont la pluviométrie est plus élevée. Il ne tolère pas le sel ou l’asphyxie racinaire. Il est adapté à une large gamme de types de sols. Il pousse sur des sols pauvres, mais la croissance sur ces sols est améliorée par la fertilisation. Un pH presque neutre s’inscrivant entre 6–7 avec une meilleure disponibilité en phosphate est souvent bénéfique à la culture.

Multiplication et plantation

Crotalaria juncea se multiplie par graines. Le poids de 1000 graines est d’environ 30–55 g. On a remarqué que plusieurs herbicides de pré-levée (par ex. la clomazone à 1,4 kg/ha) ont une phytotoxicité minimale et fournissent un désherbage efficace. L’humidité du sol ne doit pas être inférieure à 30% pour permettre une bonne germination. On recommande un semis en lignes avec une distance entre les lignes de 25–30 cm. La distance sur la ligne doit être de 5–7 cm et la profondeur de semis de 2–3 cm. En production de fibres, les graines de Crotalaria juncea sont souvent semées à la volée à une densité d’environ 100 kg/ha en culture pluviale et à une densité inférieure en culture irriguée. Au Pakistan, les graines sont semées à la volée à une densité de 120–240 kg/ha, mais lorsqu’on plante en lignes espacées de 30 cm, une quantité de 66 kg/ha peut permettre d’obtenir un rendement en fibres de 10% plus élevé qu’en utilisant la quantité plus élevée du semis à la volée. Une forte densité garantit des tiges érigées et dressées qui aident à étouffer les plantes adventices, produisent des fibres plus fines et augmentent le rendement. Les dates de plantation diffèrent selon les lieux. Une humidité du sol adéquate et des conditions météorologiques chaudes et sans gel garantissent une levée rapide et un rendement élevé.

Gestion

La terre doit être bien préparée avant le semis. On recommande d’appliquer des fumures organiques à la dose de 3–5 t/ha avant la préparation de la terre. Pour servir d’engrais vert, Crotalaria juncea est principalement cultivé pendant la saison des pluies. Pour les fibres, il est cultivé sur des limons sableux ou des sols limoneux relativement légers, bien drainés, qui retiennent assez d’humidité pendant la saison de croissance. On peut également obtenir une croissance vigoureuse sur des sols argileux ou des bas-fonds, mais les fibres seront plus grossières et le rendement inférieur. Bien que les rapports concernant les exigences en engrais varient, des ajouts de phosphore sont généralement préconisés. La qualité des fibres est améliorée en augmentant les concentrations en N, P, K, les effets étant les plus importants pour le potassium. Aucun herbicide autre que pour la pré-levée n’est actuellement homologué sur Crotalaria juncea. Il croît rapidement et élimine généralement les plantes adventices par ombrage, mais un désherbage en début de saison s’est avéré améliorer les rendements dans les cultures à fibres. Lorsqu’on irrigue, des sillons sont ouverts dans les champs, les divisant en petites parcelles. S’il n’y a aucune précipitation après le semis, le champ est irrigué le long de ces sillons à des intervalles de 10–15 jours.

En tant qu’engrais vert, il est incorporé dans le sol dans un délai de 2 mois après le semis lorsque les plantes commencent à fleurir car il se décompose plus rapidement et présente un équilibre en azote positif à ce stade. Ailleurs, on est arrivé à la conclusion que la période de jachère en engrais vert doit être au moins de 6 mois pour obtenir un effet positif sur les caractéristiques du sol. Une jachère pouvant durer jusqu’à 18 mois s’est avérée bénéfique pour la fertilité du sol, mais les conséquences économiques d’une jachère aussi longue doivent être prises en considération.

Maladies et ravageurs

Bien que de nombreuses maladies et de nombreux ravageurs aient été répertoriés pour Crotalaria juncea en Inde et aux Etats-Unis, aucun problème grave n’a été répertorié pour l’espèce en Afrique tropicale. S’il doit être cultivé à une plus grande échelle à l’avenir, des problèmes de maladies et de ravageurs surviendront certainement. Il est sujet à de nombreuses maladies et de nombreux ravageurs qui affectent également des cultures telles que le niébé, le soja, l’arachide et le pois cajan. Bemisia tabaci (mouche blanche) est un vecteur important de maladies virales. Crotalaria juncea est résistant aux nématodes Meloidogyne javanica et Pratylenchus sp. et est utilisé avec succès en rotation pour réduire l’infestation du sol par ces nématodes. Il peut cependant augmenter les populations des nématodes libres Xiphimena elongatum et Helicotylenchus sp. Il est immun à l’adventice parasitaire Alectra vogelii Benth. et pour cette raison utile en rotation partout où cette adventice est un problème.

Récolte

La plupart des cultivars sont prêts pour la récolte 120–150 jours après le semis. Une récolte au bon moment est très importante pour garantir un rendement optimal ainsi qu’une qualité de fibres optimale. Il vaut souvent mieux récolter la culture à 50% de la floraison ou au stade des jeunes gousses afin d’obtenir un compromis entre rendement et qualité. Au Zimbabwe, la culture est coupée lorsque les tiges deviennent jaunes sur la majeure partie de leur longueur. Si elles sont cultivées pour les graines, les plantes sont récoltées une fois celles-ci bien formées, et avant que les gousses soient sèches, de sorte qu’aucune graine ne soit perdue pendant la coupe et la mise en bottes avant le battage. La récolte au stade de la floraison donne une fibre plus fine, mais la rentabilité de la récolte des graines est alors perdue.

La récolte est effectuée manuellement à l’aide de faucilles et de couteaux au niveau du sol. Les tiges sont triées par longueur et épaisseur et les tiges de même taille sont attachées en bottes de 20–25 cm de diamètre qui restent sur le champ pendant 2–3 jours pour faire tomber les feuilles. On trie les tiges coupées en retirant les plus longues et les moyennes, respectivement. Un fauchage direct avec des ensileuses a été mené à bien, mais une coupe précise est difficile à obtenir et les matériaux fauchés se sont avérés trop volumineux pour la manipulation. En Europe et aux Etats-Unis, Crotalaria juncea est déjà récolté mécaniquement : il est coupé, mis à sécher en andains dans le champ pendant quelques semaines, enfin pressé et mis en balles en une seule opération.

Rendement

Les rendements en matière sèche varient énormément selon des facteurs tels que l’épandage d’engrais et l’intensité de désherbage, et peuvent atteindre 14 t/ha. Les rendements moyens en fibres sont de 560–900 kg/ha, alors qu’au Zimbabwe le rendement moyen est d’environ 330 kg de fibres par ha. Les rendements en graines sont de 500–1000(–2500) kg/ha.

Traitement après récolte

Une fois que les tiges coupées ont suffisamment séché et ont perdu leurs feuilles, les bottes sont rouies. Le nombre de jours nécessaire pour le rouissage dépend de facteurs tels que la température, le lieu, l’épaisseur des tiges et le volume de tiges par rapport au volume d’eau. Au Zimbabwe, il faut 10–14 jours pour rouir en juillet, 8–9 jours en août et 5–8 jours en septembre–octobre. On préfère des cuves en ciment pour le rouissage, mais des fosses dans la terre, des barrages, des bordigues, des cours d’eau et des bassins de retenue d’eau de rivière sont également utilisés. Une eau peu profonde de 1–1,3 m est satisfaisante. Si plus d’un rouissage doit être effectué dans un bassin, un courant d’eau suffisant doit être maintenu pour éviter l’encrassement de l’eau et la décoloration des fibres. Quatre ou cinq hommes sont nécessaires pour retirer et empiler une tonne de paille par jour. Les bottes sont placées debout (15–20 tiges placées la base au sol à un angle suffisant pour permettre la circulation de l’air dans toutes les directions). De cette manière, la paille sèche en 1–2 semaines. La station debout de chaque botte et la position en éventail des pieds permet de réduire le temps de séchage à 4 jours. En inclinant les bottes sur chaque côté d’un support, le temps de séchage est réduit à 3–4 jours. Une fois la fibre retirée manuellement des tiges, elle est lavée et pendue sur des perches en bambou pour sécher au soleil. La paille coupée d’une nuance jaunâtre exige 10–21 jours pour blanchir suffisamment de sorte à obtenir une fibre d’une couleur satisfaisante. Les tiges coupées alors qu’elles sont vertes blanchiront une fois exposées directement à la lumière du soleil mais doivent être tournées au moins deux fois. Des précautions doivent être prises contre le sur-rouissage ou le sous-rouissage de la fibre. En cas de sous-rouissage, l’extraction des fibres sera une tâche difficile car l’écorce adhérera à la fibre extraite. Cependant, en cas de sur-rouissage, des micro-organismes dégraderont les tissus entourant la fibre, entraînant son affaiblissement. La finesse de la fibre et sa propreté, ou son degré de rouissage, sont décisifs pour sa transformation en cordes et en textiles. Une meilleure qualité peut être obtenue par cottonisation, impliquant l’aiguilletage chimique ou mécanique de la fibre libérienne. Ceci permet de transformer les fibres de Crotalaria juncea sur des machines de filature du coton. En adoptant un équipement de filature du lin, il est possible de produire des textiles grossiers pour des tuyaux, des courroies et des toiles.

Si les sociétés papetières avaient des équipements de coupe appropriés, des moissonneuses-lieuses ou des presses à balles pourraient probablement être modifiées pour traiter les tiges entières. Le produit fini influence le type de coupe nécessaire. Par exemple, les pâtes pour cartons et les pâtes mécaniques nécessitent une coupe plus courte, plus précise qu’une pâte chimique dans laquelle il y a une séparation de la fibre ultime.

Ressources génétiques

Crotalaria juncea est largement réparti mais n’est pas connu dans la nature, et la diversité génétique dépend principalement de sa préservation dans les champs cultivés. Des collections de ressources génétiques importantes sont entretenues par l’Institute of Crop Germplasm Resources (CAAS), en Chine, l’Institut Vavilov (VSRI), en Russie, le Plant Genetic Resources Conservation Unit (PGRCU) aux Etats-Unis et le Centre de recherche sur le chanvre (Sunnhemp Research Station) en Inde.

Sélection

La variabilité génétique est relativement élevée. En Europe, le travail d’amélioration des plantes a pour objectif d’obtenir une fibre de grande qualité. De nombreux cultivars existent dont les suivants : ‘Madaripur’, ‘Seraganj’ (Pakistan) ; ‘Somerset’ (Afrique du Sud) ; KRC-1 (Brésil) ; ‘Tropical sun’ (Hawaï, Etats-Unis) ; ‘Kharif-sunn’, ‘Chindwara’, ‘Bellary, ‘Jabalpur’, ‘Belgoan’ (Inde).

Perspectives

Dans le monde entier, la demande en fibres naturelles augmente et les offres actuelles en fibres ne peuvent plus satisfaire les demandes du marché. Crotalaria juncea est potentiellement cultivable à une grande échelle commerciale et peut contribuer à répondre à la demande croissante en fibres naturelles. Il a une importance économique dans les régions tropicales et subtropicales, et de grandes avancées ont été faites dans le développement de Crotalaria juncea en tant que culture à fibres pour les régions tempérées. La demande dépend du prix de la fibre par rapport au tarif de produits alternatifs et, par le passé, tant l’offre que le prix ont considérablement varié. Grâce à la recherche pour développer de nouveaux produits, la demande va augmenter bien plus à l’avenir. Comparée à d’autres plantes à fibres libériennes, Crotalaria juncea a l’avantage de pouvoir fixer l’azote atmosphérique et d’être résistant à la sécheresse et aux nématodes à galles. Il est adapté à de nombreuses conditions écologiques et peut servir à la réhabilitation et à la protection des sols. La recherche doit se concentrer sur le développement de produits, sur les équipements de récolte et de transformation et sur des stratégies efficaces de conduite de la culture.

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Auteur(s)

  • A. Maroyi, Department of Biodiversity, School of Molecular and Life Sciences, University of Limpopo, Private Bag X 1106, Sovenga 0727, South Africa

Citation correcte de cet article

Maroyi, A., 2011. Crotalaria juncea L. [Internet] Fiche de PROTA4U. Brink, M. & Achigan-Dako, E.G. (Editeurs). PROTA (Plant Resources of Tropical Africa / Ressources végétales de l’Afrique tropicale), Wageningen, Pays Bas. <http://www.prota4u.org/search.asp>.

Consulté le 1 avril 2025.


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