Helianthus annuus (PROTA)

Ressources végétales de l'Afrique tropicale Introduction

Liste des espèces

Importance générale
Répartition en Afrique
Répartition mondiale
Oléagineux
Glucides / amidon
Médicinal
Bois de feu
Ornemental
Fourrage
Fibre
Sécurité alimentaire
Changement climatique

Helianthus annuus L.

Protologue: Sp. pl. 2 : 904 (1753).

Famille: Asteraceae (Compositae)

Nombre de chromosomes: 2n = 34

Noms vernaculaires

• Tournesol (Fr).
• Sunflower (En).
• Girassol (Po).
• Alizeti (Sw).

Origine et répartition géographique

L’espèce sauvage Helianthus annuus s’est répandue depuis le sud-ouest des Etats-Unis, dont il est originaire, à la plupart des autres régions d’Amérique du Nord en parallèle avec les migrations humaines des temps préhistoriques. D’après les restes archéologiques, les tournesols modernes à capitule unique sont dérivés de types domestiqués pour la première fois au centre de l’Amérique du Nord il y a plus de 5000 ans. Les explorateurs européens du XVI^e siècle trouvèrent des tournesols de très grande taille et à gros capitules, couramment utilisés comme aliment et comme source d’huile. Le tournesol suscita un engouement en Europe comme plante d’ornement inédite peu de temps après sa première introduction du Mexique vers 1510 dans le jardin botanique de Madrid. Son potentiel d’oléagineux pour des latitudes plus élevées devint évident au XVIII^e siècle en Russie et, vers 1880, le tournesol était alors cultivé sur quelque 150 000 ha, principalement dans les régions de l’Ukraine et du Caucase pour la fabrication d’une huile végétale comestible. Dans l’Union soviétique des années 1930, plus de 3 millions d’ha de tournesol étaient récoltés chaque année, contre 0,5 millions d’ha dans le reste de l’Europe, notamment en Hongrie et dans la péninsule Balkanique. Des programmes d’amélioration génétique en Union soviétique mirent au point des cultivars de tournesol à haut rendement et riches en huile, qui jouèrent un rôle crucial dans l’expansion de la production de tournesol en Europe et d’autres parties du monde entre 1920 et 1970. La production moderne de tournesol en Amérique du Nord et du Sud (principalement aux Etats-Unis, au Canada et en Argentine) prit son essor à partir de types de tournesol réintroduits par des immigrants d’Europe de l’Est et de Russie à la fin du XIX^e siècle et à partir de cultivars russes importés après 1960. La mise en œuvre de la technologie des semences hybrides F₁, en association avec des ports de plante nains et semi-nains, une teneur élevée de la graine en huile et une résistance aux maladies et aux ravageurs ont été des facteurs très importants, qui ont débouché sur une augmentation spectaculaire de la production de tournesol depuis 1980 en Argentine, en Inde, en Chine, en Turquie, dans l’Union européenne (par ex. la France et l’Espagne) et en Afrique du Sud. En Afrique tropicale, la production de tournesol est en expansion surtout sur les hautes terres des pays de l’est et du sud. Il arrive que le tournesol s’échappe des cultures et se naturalise, en Afrique tropicale également.

Usages

Les graines de tournesol produisent une huile alimentaire d’excellente qualité, due à une proportion élevée d’acides gras insaturés, une quasi absence de substances toxiques, une couleur claire, un bon goût et une bonne odeur. On l’utilise surtout en cuisine et dans les salades, et pour fabriquer de la margarine, parfois pure, mais plus souvent en mélange avec d’autres huiles végétales. Les huiles de tournesol de qualité inférieure trouvent une application comme siccatifs pour les peintures et les vernis, ainsi que dans la fabrication de savon. Le principal sous-produit de l’extraction d’huile est une farine riche en protéines qui sert dans l’alimentation animale. Lorsqu’il a cette destination, on le mélange couramment à du tourteau de soja. La farine de tournesol dégraissée convient aussi à la consommation humaine et dans certains cas on l’utilise en boulangerie et en pâtisserie comme substitut partiel de la farine de blé. Lorsque l’huile est extraite industriellement, les tiges et les capitules sont transformés en cellulose et en tapis de fibres. Les peuples indigènes d’Amérique du Nord ont une longue tradition dans la préparation de produits ressemblant au pain à partir de graines de tournesol moulues.

Les graines (botaniquement des fruits) des cultivars non oléagineux, plus grosses et souvent rayées de noir et de blanc, se consomment directement. En général, les graines les plus grosses (25% du total) se consomment salées et grillées en amuse-gueule, les graines moyennes (30–50%) sous forme d’amandes décortiquées entrent dans divers produits de boulangerie et de pâtisserie, et les plus petites sont destinées aux oiseaux et aux animaux de compagnie.

Le tournesol est parfois cultivé comme fourrage. Comparé au maïs, il a besoin d’une saison de croissance plus courte, il est plus tolérant à la sécheresse, il produit des rendements inférieurs mais un ensilage de qualité souvent légèrement supérieure. Le tournesol se cultive également comme plante ornementale de jardins en en pots, et c’est aussi une importante plante mellifère.

Production et commerce international

La production mondiale moyenne annuelle de graines de tournesol entre 2002–2004 était de 26,2 millions de t environ, ce qui équivaut à 9,8 millions de t d’huile, sur 21,4 millions d’ha dans 66 pays. La Russie (4,3 millions de t) est le plus gros producteur, suivi par l’Ukraine (3,7 millions de t), l’Argentine (3,6 millions de t), la Chine (1,9 million de t), la France (1,5 million de t), la Roumanie (1,4 million de t), les Etats-Unis (1,2 million de t), l’Inde (1,1 million de t), la Hongrie (1,0 million de t), l’Afrique du Sud (800 000 t), l’Espagne (780 000 t) et la Turquie (750 000 t). Les pays d’Afrique tropicale qui ont une production de tournesol de taille notable sont la Tanzanie (28 000 t), le Soudan (18 000 t), le Kenya (12 000 t), l’Angola, le Mozambique et la Zambie (environ 11 000 t chacun).

La plus grande partie de l’huile est consommée dans les pays d’origine et seulement 30% se retrouve sur le marché international ; l’Union européenne en absorbe environ les deux tiers. Les pays exportateurs importants sont l’Argentine, les Etats-Unis et la Hongrie. Les 9–10 millions de t de tourteau de tournesol ont également une valeur commerciale considérable. L’huile représente environ 75% et la farine 25% de la valeur totale de la production de tournesol oléagineux. La plus grande partie de la farine de tournesol est vendue sur les marchés intérieurs, à l’exception des 1,0–1,5 million de t importées chaque année d’Argentine dans l’Union européenne. La production de tournesol non oléagineux ne représente que 5–10% de la production totale.

Propriétés

La composition approximative de 100 g de graines de tournesol sèches est : eau 5 g, protéines 23 g, huile 50 g, glucides 19 g, fibres alimentaires 11 g, Ca 116 mg, Mg 354 mg, P 705 mg, Fe 6,8 mg, Zn 5,1 mg, thiamine 2,3 mg, riboflavine 0,25 mg, niacine 4,5 mg, folates 22,7 μg, acide ascorbique 1,4 mg (USDA, 2005). Les cultivars de tournesol oléagineux ont une teneur élevée en huile (>50%) et une faible proportion d’enveloppe (20–25%), tandis que les cultivars non oléagineux ont une faible teneur en huile (25–30%) et une forte proportion d’enveloppe (43–52%). Environ 98% de la totalité de l’huile est contenue dans l’amande et 1–2% dans l’enveloppe. Les acides gras de l’huile de tournesol traditionnelle sont l’acide palmitique ( 5–7%), l’acide stéarique (3–6%), l’acide oléique (16–36%), l’acide linoléique (61–73%) et des traces seulement d’acide linolénique. Les cultivars de tournesol “oléique” récemment mis au point ont une composition différente : acide palmitique 3–4%, acide stéarique 4–5%, acide oléique 80–90% et acide linoléique 3–9%. Une telle huile est moins sensible à la dégradation par oxydation qu’une huile à teneur élevée en acide linoléique polyinsaturé. L’huile de tournesol non raffinée contient 630–700 mg/kg de tocophérols (vitamine E soluble dans les graisses).

La farine de tournesol a un taux de protéines de 29–45% selon le cultivar et la méthode employée pour extraire l’huile, et c’est une bonne source de Ca, de P et du complexe des vitamines B. Ces protéines, qui sont très digestes et possèdent une bonne valeur biologique, présentent toutefois une légère déficience en lysine, acide aminé essentiel. L’acide chlorogénique est le principal facteur antinutritionnel de la farine de tournesol, mais à une concentration inférieure à 6 g/kg, il reste sans effet sur sa qualité nutritionnelle. La tige et l’enveloppe sont riches en K et le fourrage contient : protéines 9%, fibres 20% et cendres 15%.

Description

• Plante herbacée annuelle érigée atteignant 4(–5) m de haut, garnie de longs poils ; forte racine pivotante, atteignant 3 m de profondeur, à nombreuses racines latérales de 60–150 cm de long concentrées dans les premiers 40–60 cm du sol ; tige érigée, mais légèrement à brusquement courbée en dessous du capitule floral chez les plantes adultes, de 3–6 cm de diamètre, cylindrique mais côtelée, ramifiée chez de nombreux types sauvages, non ramifiée chez la plupart des types cultivés, ligneuse et anguleuse à maturité et devenant souvent creuse.
• Feuilles opposées dans la partie inférieure de la plante, celles du haut disposées en spirale, simples ; stipules absentes ; pétiole long ; limbe des feuilles inférieures cordé, celui des feuilles supérieures ovale, de 10–30 cm × 5–20 cm, apex aigu ou acuminé, bord denté, poilu sur les deux faces à poils glandulaires et non glandulaires, nervures saillantes formant un motif réticulé.
• Inflorescence : capitule terminal de 10–50 cm de diamètre, parfois pendant à maturité ; réceptacle plat à concave, de 1–4 cm d’épaisseur ; bractées involucrales disposées en 3 rangs, ovales à ovales-lancéolées, ciliées.
• Fleurs périphériques stériles, voyantes, caduques, corolle ligulée, elliptique, d’environ 6 cm × 2 cm, habituellement jaunes ; fleurs (fleurons) du disque bisexuées, nombreuses, disposées en verticilles spiralés à partir du centre du capitule, d’environ 2 cm de long, sous-tendues par une paléole en pointe, écailles du pappus 2, papyracées, caduques, corolle tubulaire, 5-lobée, brune ou violacée, étamines 5, filets aplatis, libres, anthères allongées, réunies en tube, ovaire infère, pubescent, style allongé pourvu à la base de nectaires, stigmate à 2 lobes incurvés.
• Fruit : akène obovoïde de 7–25 mm × 4–15 mm × 3–8 mm, aplati, légèrement quadrangulaire à base arrondie et à extrémité tronquée, blanc, ivoire, brun, violet, noir ou gris-blanc rayé de noir.
• Graines à tégument mince adné à la paroi du fruit.
• Plantule à germination épigée ; hypocotyle de 6–8 cm de long, épicotyle d’environ 0,5 cm de long, poilu ; cotylédons pétiolés, foliacés, de 2,5–3 cm de long, glabres.

Autres données botaniques

Le genre Helianthus comprend environ 50 espèces, toutes originaires d’Amérique du Nord. Elles sont regroupées en 4 sections, une étant la section Helianthus, qui comporte 11 espèces diploïdes annuelles, dont le tournesol domestiqué. Les cultivars sont habituellement regroupés en fonction de la hauteur de la plante :

– Cultivars de grande taille (géants) : 2–4 m de haut, capitule de 30–50 cm de diamètre et grandes graines, tardifs, teneur en huile relativement faible ; représentant : ‘Mammoth Russian’ ;

– Cultivars standards : 1,5–2,1 m ; représentants : ‘Peredovic’, ‘VNIIMK 8931’ et ‘Progress’, d’origine russe, à teneur élevée en huile ;

– Cultivars semi-nains : 1,2–1,5 m, précoces, à entrenœuds plus courts mais avec le même nombre de feuilles que les cultivars standards ; capitules de 17–22 cm de diamètre ; représentants : ‘Pole Star’, ‘Jupiter’, la plupart des cultivars hybrides modernes ;

– Cultivars nains : 0,8–1,2 m de haut, à nœuds et à feuilles moins nombreux que les cultivars standards mais dont la longueur entre les entrenœuds est normale ; capitules de 13–17 cm de diamètre et graines petites, teneur en huile très élevée ; représentants : ‘Advance’, ‘Sunrise’.

Croissance et développement

Jusqu’à 30–50 jours après la récolte, les graines de tournesol présentent une dormance qui se surmonte facilement si on les rince à l’eau ou si on les expose à l’éthylène avant le semis. Les graines sèches conservées en dessous de 10°C à 50% d’humidité relative gardent leur viabilité pendant plusieurs années. Le cycle de croissance, habituellement d’environ 4 mois, mais varie dans une fourchette de 75–180 jours selon l’environnement et le génotype. Il faut 5–10 jours du semis à la levée, 15–20 jours de la levée à l’initiation florale, 20–90 jours de l’initiation florale à la première floraison, 5–15 jours pour la floraison elle-même, et 30–45 jours de la floraison à la maturité des graines. L’initiation florale se produit vers le stade de la 8^e feuille. Une des caractéristiques du tournesol est son héliotropisme prononcé. Les capitules et les feuilles jeunes sont tournées vers l’est le matin et suivent le mouvement du soleil, pour regarder vers l’ouest dans la soirée. Cet héliotropisme décroît progressivement pendant la floraison, et la plupart des capitules mûrs finissent tournés vers l’est. L’anthèse se propage de la périphérie du capitule vers l’intérieur, à raison de 1–4 rangs de fleurons par jour. L’anthèse d’un fleuron, qui débute en début de matinée, est protandre ; le style s’allonge dans le tube formé par les anthères, poussant le pollen à l’extérieur ; le stigmate est totalement déployé et devient réceptif le lendemain. La pollinisation est effectuée principalement par les abeilles et les bourdons. La fécondation est terminée le soir du deuxième jour. Le tournesol est allogame, avec un système assez complexe d’auto-incompatibilité sporophytique déterminé par au moins 2 loci S multialléliques. Cependant, l’autofécondation artificielle aboutit généralement à un certain degré de formation de graines et certains génotypes montrent un degré élevé d’autogamie.

A maturité physiologique (30–40 jours après la dernière anthèse), le capitule jaunit, les bractées brunissent et environ 75% des feuilles se dessèchent. Pendant les 10 jours suivants, les graines vont se dessécher pour arriver à 10–12% d’humidité et commencent à s’égrener, tandis que le réceptacle peut encore contenir plus de 30% d’eau.

Ecologie

Le tournesol est cultivé surtout entre 20–55°N et 20–40°S, depuis des climats tempérés relativement frais jusqu’à des climats subtropicaux chauds. Dans les régions tropicales, on peut le cultiver dans les régions sèches, jusqu’à 1500(–2500) m d’altitude, mais le tournesol ne convient pas aux climats humides. Pour une croissance optimale, les températures sont de 23–27°C. Lorsqu’il est cultivé sous des climats chauds, sa teneur en huile est moins élevée et la composition de l’huile est différente : elle a moins d’acide linoléique et plus d’acide oléique. Les températures de germination ne doivent pas être inférieures à 4–6°C et les températures maximales pendant la croissance ne doivent pas dépasser 40°C. Les jeunes plantes de tournesol possédant 4–6 feuilles peuvent supporter de courtes périodes de gel atteignant –5°C. La réaction de la plupart des cultivars de tournesol à la photopériode est soit neutre soit quantitative de jours longs. Des photopériodes longues font croître la plante en hauteur. Les besoins en eau sont de 300–700 mm pendant la période de croissance, en fonction du cultivar, du type de sol et du climat. Une pluviosité supérieure à 1000 mm augmente le risque de verse et la fréquence des maladies. Le tournesol est capable d’extraire plus d’eau du sol que la plupart des autres cultures de plein champ. Un temps sec après la formation des graines est important pour que la maturation s’effectue correctement. Toutes sortes de sols conviennent à la culture du tournesol, des sols sablonneux aux terres argileuses, à condition d’être profonds, bien drainants et non acides ; les pH qui conviennent vont de 5,7 à 8,1. La tolérance du tournesol à la salinité des sols n’est que légèrement supérieure à celle du soja et comparable à celle du blé.

Multiplication et plantation

Le tournesol se sème directement au champ à une profondeur de 3–8 cm. Il exige un lit de semis moyennement fin, débarrassé des mauvaises herbes. Le poids de 1000 graines est de 40–60 g pour les cultivars oléagineux et de 80–110 g pour les cultivars non oléagineux. En semis mécanique, les densités de semis sont de 3–8 kg/ha, en fonction de la taille des graines et de l’espacement (60–75 cm entre les lignes et 20–30 cm sur la ligne). A la fin, les densités de peuplement optimales varient selon l’environnement et le cultivar : 15 000–30 000 pieds/ha pour les cultures sèches et 40 000–60 000 pour les cultures irriguées. Avec des semences de bonne qualité, on peut atteindre une levée supérieure à 80%. Le tournesol a une capacité à compenser une faiblesse de densité ou une culture irrégulière par une augmentation de sa biomasse totale, de la taille des graines et du nombre de graines par pied, à condition que les autres facteurs de croissance comme l’humidité ou les nutriments ne soient pas limitants.

Les petits exploitants cultivent souvent le tournesol en association avec de l’arachide, des légumes secs et divers mil et millets, ils le cultivent sur les talus autour des champs irrigués ou s’en servent comme tuteurs vifs pour les haricots et les gourdes.

Gestion

Les semis de tournesol concurrencent mal les plantes adventices. La lutte contre celles-ci se fait par un travail du sol entre les lignes et par des herbicides. On a recours à des herbicides avant le semis, ou en pré- et post-levée, mais il faut les choisir soigneusement, car le tournesol est extrêmement sensible aux herbicides à base d’hormones. Le travail du sol mécanisé demande aussi du soin, car il faut éviter d’endommager le vaste réseau de racines qui s’étend sous la surface du sol. Une irrigation en complément des précipitations jusqu’à 600–750 mm peut donner lieu à des rendements considérablement plus élevés, mais elle peut aussi augmenter le risque de verse, en particulier pour les cultivars de grande taille et dans les régions où les vents forts sont courants. C’est également pour cette raison qu’on privilégie l’irrigation en surface.

Les besoins en engrais dépendent des rendements et des nutriments contenus dans le sol. On peut observer l’état des nutriments de la plante grâce à l’analyse foliaire, en échantillonnant la feuille déployée la plus jeune. Les macronutriments prélevés par une tonne de graines récoltées sont d’environ 25 kg N, 4 kg P, 17 kg K, 2 kg Ca, 3 kg Mg et 2 kg S. Des quantités considérables de ces éléments, K en particulier, restent également immobilisées dans les restes de la plante (la tige et le réceptacle), ce qui fait que l’efficacité du recours aux engrais est relativement faible. Les applications d’engrais recommandées sur les cultures de tournesol dont on espère des rendements en graines de 1,5–2,5 t/ha varient : 50–120 kg N, 20–30 kg P et 40–80 kg K. La teneur en huile des graines a tendance à baisser et la teneur en protéines à augmenter avec des quantités élevées d’engrais azotés. Le tournesol est particulièrement sensible à une déficience en bore, que l’on peut rectifier par une application sur le sol ou sur le feuillage. Un épandage au sol de 1–4 kg de B par ha convient en général. Il faut éviter de cultiver le tournesol deux fois de suite pour empêcher l’accumulation des maladies et ravageurs. La rotation avec des céréales et des légumes secs est une pratique courante.

Maladies et ravageurs

Le tournesol est l’hôte de plus de 30 agents pathogènes, dont environ la moitié ont une importance au niveau mondial et entraînent régulièrement des pertes considérables sur le plan économique. La maladie la plus grave et la plus limitante est le flétrissement ou la pourriture blanche dont est responsable Sclerotinia sclerotiorum, qui affecte les racines, les tiges, les bourgeons et les capitules. L’étendue du spectre des hôtes et la longévité des sclérotes compliquent la lutte, mais des semences propres, une rotation des cultures étendue (3–4 années) avec des plantes non hôtes et le recours à des cultivars moins sensibles aident à réduire la fréquence de la maladie. Des maladies fongiques tout aussi courantes sont : la rouille (Puccinia helianthi) formant de petites pustules brun foncé sur la face inférieure des feuilles, qui finissent par brunir, et dans les cas graves entraîner la mort de la plante ; l’alternariose (Alternaria helianthi et espèces voisines) provoquant la fonte des semis, des taches sur les feuilles et les tiges et la pourriture du capitule ; et la septoriose (Septoria helianthi). Le mildiou (Plasmopara halstedii), responsable de fonte des semis et d’un jaunissement des feuilles qui part des nervures médianes et donne au capitule une orientation verticale caractéristique, a moins d’importance en Afrique orientale et australe qu’en Europe ; il se produit principalement chez les variétés-populations traditionnelles. Il arrive que des maladies fongiques graves se déclarent, dont font partie l’oïdium (par ex. Erysiphe cichoracearum), un flétrissement provoqué par Verticillium dahliae, la pourriture charbonneuse (Macrophomina phaseolina), la pourriture du pied ou du collet (Sclerotium rolfsii) dans les climats chauds, la pourriture du capitule (Botrytis cinerea) par conditions froides et humides, et la rouille blanche (Albugo tragopogonis). On peut lutter contre certaines de ces maladies par des fongicides ou par l’usage de cultivars résistants. Il existe en outre une maladie foliaire bactérienne provoquée par Pseudomonas syringae ; le tournesol peut également être infecté par des maladies virales (virus de la mosaïque du tournesol (SuMV) et virus de l’enroulement de la feuille de tabac (TLCV)) et être attaqué par des nématodes (par ex. Meloidogyne spp., Rotylenchus spp.).

Les insectes ravageurs sont nombreux, et beaucoup sont propres à un continent ; ceux qui provoquent le plus de dégâts étant ceux qui attaquent les boutons et capitules floraux et les graines en formation. Une cause très importante de mauvaise levée et de médiocres peuplements sont les larves de différents vers gris (Agrotis spp.), de vers fil-de-fer (Gonocephalum spp.) et les courtilières (Gryllotalpa spp.). D’autres ravageurs importants du tournesol en Afrique sont les scarabées (Schizonycha spp.), les criquets (Zonocerus spp.), les noctuelles des feuilles (Spodoptera spp.), les mineuses des feuilles (Liriomyza spp.) et les insectes suceurs comme Aphis gossypii et Bemisia tabaci, les foreurs de tiges (Heteronychus spp.), la noctuelle (Helicoverpa armigera), qui endommage les capitules et les graines en formation, la pyrale du tournesol (Homoeosoma spp.), la punaise bleue (Calidea spp.) et la punaise verte (Nezara viridula). Il faut veiller à ce que les insecticides utilisés pour lutter contre les ravageurs du tournesol ne soient pas toxiques pour les abeilles pollinisatrices pendant la période de floraison. La rotation des cultures, les cultures piège, la lutte biologique et l’usage de cultivars résistants font partie des moyens de lutte. Les cultivars dont les graines ont une couche de phytomélanine dans le péricarpe sont moins attaqués par les insectes ravageurs des graines. L’orobanche (Orobanche cernua Loefl.) est une plante parasite qui se nourrit des racines de tournesol et peut faire des dégâts considérables. C’est une plante contre laquelle il est difficile de lutter, mais l’intégration d’un agent de lutte biologique avec une substance chimique qui induit une résistance offre de nouvelles perspectives. Les oiseaux et les rongeurs peuvent provoquer des pertes considérables pendant la maturation de la culture et il faut prendre des mesures de lutte (par ex. répulsifs chimiques, canons à oiseaux et récolte précoce).

Récolte

Le tournesol est prêt à être récolté lorsque les capitules ont viré au brun-jaune et que la teneur en humidité des graines est de 10–12%, environ 120–160 jours après le semis pour les cultivars de grande taille et 80–110 jours pour les petits. Une récolte manuelle, comme la pratiquent les petits exploitants, implique de couper les capitules et de les faire sécher au soleil sur des plates-formes ou des aires de battage pendant 6–7 jours avant un battage et un vannage manuels ou mécanisés. Les graines nettoyées sont à nouveau mises à sécher au soleil pendant quelques jours avant le stockage. La maturation ftrès uniforme des hybrides de petite taille permet une récolte mécanisée avec des moissonneuses-batteuses adaptées. Dans ce cas, le moment de la récolte intervient généralement plus tôt, lorsque l’humidité des graines est d’environ 20%, pour éviter des pertes de rendement dues à l’égrenage au cours de la moisson. Avant stockage, on nettoie les graines récoltées et on les fait sécher à 8% d’humidité dans des sacs ouverts sous abri par temps chaud et sec, ou bien dans des séchoirs artificiels.

Rendement

La moyenne de rendement mondiale est de 1,2 t/ha. En Afrique, les moyennes nationales vont de 0,4 t à 1,3 t/ha, par ex. en Tanzanie 0,4 t par ha, en Zambie 0,6 t, au Soudan 0,8 t, au Kenya 1,0 t et en Afrique du Sud 1,3 t. L’Europe et les Etats-Unis obtiennent des rendements élevés de 2–4 t/ha (1–2 t/ha d’huile) avec des cultivars hybrides modernes et une grande quantité d’intrants. Lors d’essais au champ, des rendements maximaux de 5–6 t/ha de graines ont été obtenus.

Traitement après récolte

De petites quantités de graines séchées peuvent être conservées à l’abri de l’humidité et des insectes dans des récipients placés dans un endroit frais. Le stockage des graines de tournesol à grande échelle nécessite des silos bien aérés pour maintenir la teneur en humidité des graines à 8% environ. Une inspection régulière avant et pendant le stockage est nécessaire pour éviter les insectes ravageurs des greniers similaires à ceux d’autres grains. Une fumigation permet de lutter contre les infestations.

L’extraction et la transformation de l’huile a lieu dans des usines pour les oléagineux. On nettoie les graines et on les fait sécher à 7% d’humidité avant de les débarrasser de leur enveloppe (décorticage), ce qui suppose de briser et d’enlever la paroi du fruit. Il y a trois méthodes pour l’extraction industrielle de l’huile : l’expulsion mécanique par presse à vis, l’extraction avec des solvants organiques comme l’hexane, ou une combinaison d’extraction mécanique et aux solvants. La pression mécanique laisse un résidu farineux à 5–6% d’huile, tandis que l’extraction aux solvants forme des résidus contenant 0,5–1,5% d’huile. L’huile brute est ensuite nettoyée par filtrage, raffinée (chimiquement ou à la vapeur) pour diminuer sa teneur en acides gras libres, décolorée (à la terre décolorante) pour enlever les caroténoïdes et autres pigments, et finalement désodorisée (extraction à la vapeur) pour produire une huile de table et de cuisson incolore. La stabilité de l’huile est améliorée par l’addition d’antioxydants. La fabrication de margarine nécessite un processus supplémentaire, l’hydrogénation partielle de l’huile de tournesol et, en général, son mélange avec d’autres huiles végétales pour produire la dureté et la consistance en bouche recherchées.

Ressources génétiques

La plupart des espèces sauvages d’Helianthus constituent des ressources génétiques potentielles pour l’amélioration du tournesol cultivé, en raison de la relative facilité d’introgression par hybridation interspécifique. Le sauvetage d’embryons et la culture in vitro sont des méthodes qui donnent d’assez bons résultats pour réussir les hybridations interspécifiques difficiles chez le tournesol. Les types sauvages d’Helianthus annuus et plusieurs autres espèces ont contribué à l’amélioration du tournesol cultivé par d’importants caractères, comme la stérilité mâle (nucléaire et cytoplasmique), la restauration de la fertilité, la résistance à plusieurs maladies et quelques ravageurs, l’amélioration de la tolérance à la sécheresse et au sel, ainsi qu’une modification de la composition en acides gras.

D’importantes collections de ressources génétiques de tournesol et d’Helianthus spp. sauvages sont maintenues par l’Institute of Crop Science (CAAS) de Pékin, en Chine (2250 entrées), l’INRA de Montpellier, en France (2500 entrées), l’Institut national d’information et documentation de Bucarest, en Roumanie (1125 entrées), l’Institut Vavilov (VIR) de St.Petersbourg, en Russie (3055 entrées), le Research Institute for Field and Vegetable Crops de Novi Sad, en Serbie et Montenegro (5150 entrées), et la USDA North Central Regional Plant Introduction Station, d’Ames IA, aux Etats-Unis (3814 entrées, dont plus de 1000 Helianthus sauvages).

Sélection

Des hybrides F₁ homogènes ont presque complètement remplacé les variétés-populations mises au point par sélection massale et de familles, comme ‘Peredovik’ en Russie (mis sur le marché en 1930). Les cultivars hybrides précoces basés sur l’auto-incompatibilité comme ‘Advance’ au Canada (1946) ou sur la stérilité mâle nucléaire comme ‘INRA 651’ en France (1969) comprenaient encore 30–50% de plantes consanguines. La découverte en France en 1968–1970 de la stérilité mâle cytoplasmique (CMS) chez les descendants d’un croisement interspécifique de Helianthus petiolaris Nutt. × Helianthus annuus, alliée à des gènes mainteneurs et restaurateurs, a rapidement débouché sur une nouvelle génération d’hybrides F₁ dotés d’un potentiel d’exploitation maximale de la vigueur hybride : aucune plante consanguine et des rendements de 100–150% supérieurs à ceux des variétés-populations. Depuis lors, plus de 70 nouvelles sources de CMS ont été détectées dans le pool génique d’Helianthus, mais la plupart des hybrides F₁ cultivés aujourd’hui proviennent toujours de la première source de CMS, en partie parce que l’introgression dans des lignées pures et la recherche des gènes restaurateurs correspondants prennent du temps. La sélection contre l’auto-incompatibilité pendant la mise au point des lignées pures donne lieu à des hybrides F₁ autofertiles capables d’avoir une bonne production de graines, même lorsque les insectes pollinisateurs sont moins abondants. Des lignées mâles ramifiées sont couramment utilisées pour améliorer la pollinisation et la formation de graines dans le cadre d’une production à grande échelle de semences. Ce caractère est conditionné par un gène récessif, et les hybrides F₁ seront non ramifiés.

Les objectifs de sélection portent notamment sur un rendement et une teneur en huile plus élevés, la précocité, une diminution de la hauteur des plantes et un indice de récolte élevé. Il existe généralement une corrélation positive entre le rendement en graines, la hauteur de la plante, le diamètre du capitule et le poids d’une graine, tandis que de son côté, la teneur en huile a un rapport négatif avec l’épaisseur du péricarpe. La résistance aux maladies et ravageurs, à la sécheresse, aux basses températures, à la salinité et à la verse constituent d’autres objectifs. De nombreux tournesols hybrides sont résistants au mildiou (Plasmopara halstedii) et à la rouille (Puccinia helianthi), ces deux résistances étant conditionnées par des gènes majeurs dominants, mais spécifiques à la race du pathogène, et on a vu des effondrements de résistance se produire à l’apparition de nouvelles races virulentes. La résistance au sclérotinia (Sclerotinia sclerotiorum) est difficile à réaliser en raison de sa complexité et de son hérédité polygénique. La résistance à l’orobanche existe, mais là aussi, des races virulentes sont capables de la contourner. Les dégâts des oiseaux semblent moins importants chez les tournesols à capitules concaves qui se tiennent parallèles au sol à maturité.

Perspectives

Il y a encore énormément à faire pour accroître les rendements du tournesol, bien que les limites supérieures de la sélection pour la teneur en huile ne dépassent probablement pas de beaucoup les 60%. Une exploitation plus poussée des ressources génétiques considérables présentes dans le pool génique des Helianthus sauvages devrait contribuer à augmenter la sécurité de la culture en améliorant sa résistance aux maladies et aux ravageurs, qui représentent encore aujourd’hui la destruction de 40–50% de la production de tournesol dans le monde. Les récentes avancées de la biotechnologie du tournesol, comme la sélection assistée par marqueurs et les transformations génétiques, contribueront considérablement à rendre plus efficace l’amélioration du tournesol, en particulier dans les cas où la sélection classique n’a donné aucun résultat. Par exemple, des progrès importants ont déjà été accomplis dans la mise au point d’un tournesol transgénique doté d’une résistance partielle à Sclerotinia sclerotiorum qui repose sur l’expression d’un gène qui détoxifie l’acide oxalique sécrété par l’agent pathogène.

Le tournesol produit une excellente huile végétale, mais il sera difficile d’étendre sa culture au-delà des hautes terres de l’est et du sud de l’Afrique tropicale, car il n’est pas adapté aux climats chauds et humides. De nombreux maladies et ravageurs, ainsi que des risques importants de dégâts par les oiseaux et les rongeurs sont également des facteurs limitants dans la culture de cette plante à petite échelle et à faibles intrants.

Références principales

• Atlagic, A., 2004. Roles of interspecific hybridization and cytogenetic studies in sunflower breeding. Helia 27 (41): 1–24.

• Fick, G.N., 1989. Sunflower. In: Röbbelen, G., Downey, R.K. & Ashri, A. (Editors). Oil crops of the world. McGraw-Hill Publishing, New York, United States. pp. 301–318.

• Ragavan, G.M., 1993. Sunflower in Africa. Istituto Agronomico per l’Oltramare, Florence, Italy. 110 pp.

• Rogers, C.E., 1992. Insect pests and strategies for their management in cultivated sunflower. Field Crops Research 30: 301–332.

• Schneiter, A.A., Seiler, G.J., Miller, J.F., Charlet, L.D. & Bartels, J.M. (Editors), 1997. Sunflower technology and production. Agronomy Series 35. American Society of Agronomy, Madison, Wisconsin, United States. 834 pp.

• Skoric, D., 1992. Achievements and future directions of sunflower breeding. Field Crops Research 30: 231–270.

• van der Vossen, H.A.M. & Soonthorn Duriyaprapan, 2001. Helianthus annuus L. In: van der Vossen, H.A.M. & Umali, B.E. (Editors). Plant Resources of South-East Asia No 14. Vegetable oils and fats. Backhuys Publishers, Leiden, Netherlands. pp. 101–107.

• Vear, F., 1992. Le tournesol. In: Gallais, A. & Bannerot, H. (Editors). Amélioration des espèces végétales cultivées. Institut National de la Recherche Agronomique, Paris, France. pp. 146–160.

• Vranceanu, A.V, Stoenescu, F.M. & Pirvu, N., 1988. Genetic progress in sunflower breeding in Romania. In: Proceedings 12th International Sunflower Conference, Novi Sad, Serbia and Montenegro, 25–29 July, 1988. International Sunflower Association, Paris, France. pp. 25–29.

• Weiss, E.A., 2000. Oilseed crops. 2nd Edition. Blackwell Science, London, United Kingdom. 364 pp.

Autres références

• Brenes, A., Jansman, A.J.M. & Marquardt, R.R., 2004. Recent progress on research on the effect of antinutritional factors in legume and oil seed in monogastric animals. In: Muzquiz, M., Hill, G.D., Cuadrado, C., Pedrosa, M.M. & Burbano, C. (Editors). Recent advances of research in antinutritional factors in legume seeds and oilseeds. EAAP publication 110. Wageningen Academic Publishers, Netherlands. pp. 195–217.

• Fagbayide, J.A., 1995. Growth and yield responses of sunflower to applied phosphorus in a humid tropical environment. PhD thesis, University of Ibadan, Ibadan, Nigeria. 215 pp.

• Lu, G., 2003. Engineering Sclerotinia sclerotiorum resistance in oilseed crops. African Journal of Biotechnology 2(12): 509–516.

• Müller-Stöver, D., Buschmann, H. & Sauerborn, J., 2005. Increasing control reliability of Orobanche cumana through integration of a biocontrol agent with a resistance-inducing chemical. European Journal of Plant Pathology 111: 193–202.

• Nel, A.A. & Loubser, H.L., 2000. The yield and processing quality of sunflower seed as affected by the amount and timing of nitrogen fertiliser. South African Journal of Plant and Soil 17(4): 156–159.

• Seiler, G.J. (Editor), 1992. Sunflower. Field Crops Research 30(3-4), Special Issue. 258 pp.

• USDA, 2005. USDA national nutrient database for standard reference, release 18. [Internet] U.S. Department of Agriculture, Agricultural Research Service, Nutrient Data Laboratory, Beltsville, Maryland, United States. http://www.nal.usda.gov/ fnic/foodcomp. December 2005.

Sources de l'illustration

• Hess, H.E., Landolt, E. & Hirzel, R., 1972. Flora der Schweiz und angrenzender Gebiete. Band 3: Plumbaginaceae bis Compositae. Birkhäuser Verlag, Basel, Switzerland. 876 pp.

• Mansfeld, R., 1986. Verzeichnis landwirtschaftlicher und gärtnerischer Kulturpflanzen (ohne Zierpflanzen). 2nd edition, revised by J. Schultze-Motel. 4 volumes. Springer Verlag, Berlin, Germany. 1998 pp.

• Vaughan, J.G. & Geissler, C.A., 1997. The new Oxford book of food plants. Oxford University Press, Oxford, United Kingdom. 239 pp.

Auteur(s)

• H.A.M. van der Vossen, Steenuil 18, 1606 CA Venhuizen, Netherlands

• J.A. Fagbayide, Department of Agronomy, University of Ibadan, Ibadan, Nigeria

Consulté le 17 décembre 2024.

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