Pinus patula (PROTA)

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Introduction
Liste des espèces


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Médicinal Fairytale bookmark gold.svgGood article star.svgGood article star.svgGood article star.svgGood article star.svg
Bois d'œuvre Fairytale bookmark gold.svgFairytale bookmark gold.svgFairytale bookmark gold.svgGood article star.svgGood article star.svg
Bois de feu Fairytale bookmark gold.svgFairytale bookmark gold.svgFairytale bookmark gold.svgGood article star.svgGood article star.svg
Ornemental Fairytale bookmark gold.svgFairytale bookmark gold.svgGood article star.svgGood article star.svgGood article star.svg


répartition en Afrique (cultivé)
1, port de l’arbre ; 2, rameau feuillé ; 3, bouquet de feuilles ; 4, cône femelle mûr. Redessiné et adapté par Achmad Satiri Nurhaman
port de l'arbre (Plants of Hawaii)
plantation de 22 ans, non éclaircie, Madagascar
plantation de 23 ans, éclaircie, Madagascar
plantation de 28 ans, non éclaircie, Madagascar
écorce
branche
cônes
bois
bois

Pinus patula Schltdl. & Cham.


Protologue: Linnaea 6: 354 (1831).
Famille: Pinaceae
Nombre de chromosomes: 2n = 24

Noms vernaculaires

  • Pin argenté, pin patula (Fr).
  • Patula pine, Mexican weeping pine, spreading-leaved pine, jelecote pine (En).
  • Pinho patula (Po).
  • Msindano (Sw).

Origine et répartition géographique

Pinus patula est originaire du Mexique. En 1907 il a été introduit en Afrique du Sud, où il est actuellement l’espèce de conifères la plus couramment plantée et où il est devenu envahissant dans certains endroits. Il a par la suite été introduit dans de nombreux autres pays africains et est devenu le pin le plus important d’Afrique orientale et australe. Il est également cultivé en Australie, en Nouvelle-Zélande, en Asie et en Amérique du Sud.

Usages

Le bois des jeunes arbres est principalement utilisé pour fabriquer des boîtes, et celui des arbres plus âgés sert pour la construction légère, les revêtement de sol légers, la menuiserie, les plafonds, les lambris, les bardeaux, les meubles, l’ébénisterie, les palissades, les poteaux, les récipients alimentaires, les palettes, les étais de mine, les placages et le contreplaqué. A Madagascar, le bois est très prisé pour le lamellé-collé destiné à la charpente et aux meubles, après élimination des nœuds. Il convient en outre aux panneaux durs, aux panneaux de particules et à la laine de bois. Pinus patula est une importante source de pâte à papier, par ex. pour l’impression des journaux en Afrique du Sud. Il donne un excellent bois de feu et s’emploie également pour la production de charbon de bois. Pinus patula convient à la réhabilitation des ravins, car l’épais matelas de ramilles et d’aiguilles tombées retarde le ruissellement de surface, limitant ainsi les progrès de l’érosion du sol. Il est en outre planté comme brise-vent, comme arbre d’ombrage et comme arbre ornemental.

Production et commerce international

Dans le monde entier, la superficie plantée en Pinus patula couvre environ 1 million d’ha, et les plantations d’Afrique centrale, orientale et australe représentent 95% de cette superficie. Pinus patula a surtout de l’importance au Kenya, en Tanzanie, au Malawi, au Zimbabwe, à Madagascar et en Afrique du Sud. Au Kenya, il représente environ 25% de toutes les plantations forestières. En Afrique du Sud, les pins sont cultivés sur 54% de la superficie totale de forêts, et Pinus patula qui est l’essence la plus appréciée, couvre une superficie d’environ 375 000 ha. Des plantations commerciales ont également été établies en Argentine, en Colombie, en Equateur, au Pérou et au Brésil. Les poteaux, la pâte et le papier sont au nombre des produits exportés.

Propriétés

Le bois de cœur est blanc rosé à blanc crème, et ne se démarque pas nettement de l’aubier. Le fil est droit, spiralé ou ondulé, le grain est fin. Les cernes sont distincts. Le bois contient peu de résine, bien que de nombreux canaux résinifères soient présents et proéminents sur la surface tangentielle. Il a une odeur peu prononcée.

La densité du bois est de (330–)430–650 kg/m³ à 12% d’humidité. Les propriétés de séchage à l’air sont bonnes, ne présentant qu’une légère déformation chez certaines planches. En Ouganda, des planches de 25 mm d’épaisseur mettent 2–3 semaines à sécher à l’air jusqu’à 20% d’humidité. Les taux de retrait du bois vert à anhydre sont de 1,8–4,8(–9,5)% radialement et de 5,2–11,2% tangentiellement. Le bois séché est moyennement stable à stable en service.

A 12% d’humidité, le module de rupture est de 47–154 N/mm², le module d’élasticité de 5100–12 800 N/mm², la compression axiale de 25–57 N/mm², le cisaillement de 4–12 N/mm², le fendage de 9–21 N/mm, la dureté Janka de flanc de 2350–2780 N, la dureté Janka en bout de 3360–3420 N et la dureté de flanc Chalais-Meudon de 1,5–3,8.

Le bois se scie facilement, mais si on le met trop vite sous la lame cela produit une surface rugueuse. Il se rabote facilement, mais les propriétés de forage, de mortaisage et de tournage sont moins bonnes. Il prend et retient bien les clous et se colle facilement. Ce n’est pas un bois durable. Il est sensible aux attaques de champignons, de scolytes, de longicornes, d’Anobium et de térébrants marins, ainsi que de termites. L’aubier n’est pas sensible aux foreurs Lyctus. Le bois de cœur et l’aubier sont faciles à imprégner avec des produits de conservation en cuve ouverte et avec des procédés d’injection à refus.

Les fibres du bois font 2,0–4,9 mm de long et 36–57 μm de large, et l’épaisseur de la paroi des cellules est de 4, 0–5,5 μm. La composition chimique du bois anhydre est la suivante : holocellulose 59–73%, α-cellulose 40–44% et lignine 26–29%. La solubilité dans l’eau froide est de 0,6–3,6%, dans l’eau chaude de 1,5–3,7%, dans l’alcool-benzène de 0,6–3,2% et dans une solution de NaOH à 1% de 10,1–14,4%. Le procédé de fabrication de pâte au sulfate (kraft) donne 43–52% de pâte blanchie, avec un indice kappa de 21–61. Les pâtes kraft ont des caractéristiques de résistance à la traction et à l’éclatement modérées à bonnes et une bonne résistance à la déchirure. Des études ont montré que la résistance à la déchirure de la pâte augmentait avec l’âge des arbres utilisés pour le pulpage, tandis que la résistance à l’éclatement et à la traction diminuaient.

Description

  • Arbre monoïque, sempervirent, de taille moyenne atteignant 30(–50) m de haut, mais généralement bien plus petit en plantation ; fût dépourvu de branches sur une hauteur pouvant atteindre 15 m, atteignant 120(–150) cm de diamètre, habituellement droit et cylindrique ; surface de l’écorce grise à brun foncé, se brisant en écailles longitudinales irrégulières dans la partie inférieure du fût, mince, papyracée et brun rougeâtre dans la partie supérieure ; cime pyramidale ; branches horizontales ou se relevant vers le haut à l’extrémité.
  • Feuilles en bouquets de (2–)3–4(–5), en aiguille, de 12–30 cm de long, retombantes, vert vif à vert jaunâtre.
  • Cônes mâles axillaires, petits, jaune-brun.
  • Cônes femelles mûrs par groupes de 2–6, à court pédoncule, ovoïdes-coniques, souvent arqués, de 4–12 cm × 2,5–4 cm, obliques à la base, gris brillant pâle ou brun, persistant sur les branches, à écailles lisses pourvues d’un minuscule piquant, à 40–80(–125) graines.
  • Graines triangulaires, de 3–5 mm de long, avec une aile de 10–20 mm de long, grises marbrées de noir.
  • Plantule à germination hypogée.

Autres données botaniques

Pinus est un vaste genre comprenant plus de 110 espèces, presque toutes limitées à l’hémisphère Nord. De nombreuses espèces de Pinus sont cultivées en dehors de leur aire de répartition naturelle, dans les régions tropicales, subtropicales et tempérées. Sous les tropiques, 2 espèces sont plus importantes que toutes les autres : Pinus caribaea Morelet dans les régions tropicales humides de basses terres et Pinus patula dans les régions tropicales et subtropicales de hautes terres froides.

Anatomie

Description anatomique du bois (codes IAWA pour les bois de conifères) :

  • Cernes de croissance : (40 : limites de cernes distinctes) ; 41 : limites de cernes indistinctes ou absentes ; 43 : transition graduelle entre le bois initial et le bois final.
  • Trachéides : 44 : ponctuations des parois radiales (principalement) unisériées (bois initial uniquement) ; 54 : trachéides du bois final à parois fines (épaisseur de la double paroi inférieure au diamètre radial du lumen) ; 56 : torus présent (uniquement dans les ponctuations des trachéides du bois initial).
  • Composition des rayons : 79 : trachéides transversales normalement présentes ; 82 : parois des trachéides transversales dentées ; 85 : parois terminales des cellules du parenchyme des rayons lisses (sans ponctuations) ; 87 : parois horizontales des cellules du parenchyme des rayons lisses (sans ponctuations).
  • Ponctuation des champs de croisement trachéides-rayons : 91 : ponctuations des champs de croisement pinoïdes (ponctuations simples ou avec une aréole très étroite) ; 98 : 1–3 ponctuations par champ de croisement (bois initial uniquement).
  • Taille des rayons : 103 : hauteur des rayons moyenne (5–15 cellules) ; (104 : hauteur moyenne des rayons élevée (16–30 cellules)) ; 107 : rayons exclusivement unisériés.
  • Canaux intercellulaires : 109 : présence de canaux (résinifères) intercellulaires axiaux ; 110 : présence de canaux (résinifères) intercellulaires radiaux ; 117 : cellules épithéliales à parois fines.
(P. Baas & I. Heinz)

Croissance et développement

Pinus patula pousse très rapidement. Dans des conditions favorables, il peut atteindre une hauteur de 15 m en 8 ans et de 35 m en 30 ans. En Afrique australe, la floraison femelle débute lorsque les arbres sont âgés de 2–3 ans, et la floraison mâle 1–2 ans après. En Afrique australe, la floraison des cônes mâles et femelles a lieu en août–octobre, avec généralement une seconde vague de cônes femelles uniquement en janvier–mai. Au Kenya, il y a généralement deux vagues de cônes mâles aussi bien que femelles, en avril–mai et en octobre–novembre, coïncidant avec les saisons des pluies, mais une floraison femelle toute l’année a aussi été observée. Des études au Zimbabwe montrent que la synchronisation de la libération du pollen et de la réceptivité femelle est bonne à 1500 m d’altitude, tandis qu’à des altitudes inférieures la libération du pollen a lieu progressivement plus tard. L’allogamie est prédominante, et la pollinisation est principalement le fait du vent. Les cônes femelles mûrissent en 22–30 mois. La production de graines viables débute lorsque les arbres sont âgés de 5 ans, et devient prolifique chez les arbres âgés de 8–10 ans. L’agent de dissémination des graines est le vent, mais aussi parfois les oiseaux, les rongeurs ou les humains.

Ecologie

Pinus patula est cultivé à 1000–3300 m d’altitude, dans des régions ayant une température annuelle moyenne de 9–23°C, une température maximale moyenne du mois le plus chaud de 15–29°C, une température minimale moyenne du mois le plus froid de 6–14°C, une pluviométrie annuelle moyenne de (700–)1000–2200 mm, et une saison sèche atteignant 4 mois. Il pousse mieux à haute altitude : au-dessus de 1000 m à 18–30° de latitude, et au-dessus de 2000 m près de l’équateur ; plusieurs provenances tolèrent un gel sévère. La production de cônes est optimale à des températures annuelles moyennes de 13–16°C. Pinus patula a réussi à pousser sur des sols de toute nature, mais il préfère les sols bien drainés, neutres à acides. Il est très sensible aux incendies. Pinus patula est une essence fortement héliophile. C’est une espèce pionnière agressive qui pousse bien dans les trouées forestières crées par le feu. Au Zimbabwe, en Afrique du Sud et au Swaziland il est aujourd’hui considéré comme une adventice sérieuse, qui envahit les lisières des forêts, les savanes herbeuses humides et les déblais de routes.

Multiplication et plantation

Pinus patula se multiplie principalement par graines. Le poids de 1000 graines est de 6–11 g. Les graines sont extraites par séchage à l’air ou au four des cônes, qui s’ouvrent au bout de 2–7 jours. Au Zimbabwe, les cônes sèchent au soleil dans des hangars à ouvertures latérales et toiture plastique, parfois complété d’un séchage au four à une température maximale de 60° C. Les graines se conservent 5–10 ans à 2–8°C et à 6–10% de teneur en eau. La germination débute 7–10 jours après le semis, et le taux de germination des graines fraîches ou correctement stockées est habituellement supérieur à 85% au Zimbabwe et en Afrique du Sud. Aucun traitement préalable n’est nécessaire, mais la germination peut être améliorée par un trempage dans l’eau froide pendant 1–8 jours ou dans l’eau oxygénée pendant 1–4 jours. La terre du semis doit être inoculée avec des mycorhizes, ce qui s’obtient en ajoutant de la terre recueillie sous des pins adultes. Les semis se repiquent en principe à 4–12 mois et quand ils font 10–30 cm de haut. On peut aussi utiliser des sauvageons comme matériel de plantation. Les espacements sont en principe de 2,4–3 m × 2,4–3 m. Bien que la régénération naturelle soit souvent abondante, le semis direct ne donne pas souvent de bons résultats, probablement parce que le système racinaire des semis n’est pas assez profond pour survivre à la première saison sèche. Pinus patula ne doit pas être planté près des cultures en raison de la superficialité de son système racinaire.

La multiplication végétative par greffage ou marcottage aérien est possible, et des pinèdes clonales ont été implantées au moyen de ces méthodes. L’utilisation de boutures pour la multiplication clonale est cependant limitée par la survenue d’un rapide vieillissement ontogénétique des plants, qui se caractérise par le démarrage précoce de la maturité reproductrice et qui donne lieu à des variations du mode d’enracinement, de croissance, de floraison, et de morphologie foliaire. Des protocoles de multiplication in vitro ont été mis au point.

La régénération naturelle est souvent prolifique, comme par ex. au Malawi, au Zimbabwe, en Afrique du Sud et à Madagascar, mais peu fréquente en Afrique de l’Est. Les graines germent abondamment après un incendie.

Gestion

Au cours de la première année après le repiquage, 2–3 désherbages sont nécessaires. La réponse de Pinus patula aux engrais dépend de l’endroit. Pinus patula a un auto-élagage médiocre, et les arbres sont donc ébranchés jusqu’à 2,5 m de haut à l’âge de 4–6 ans pour réduire les risques d’incendie et faciliter l’accès (“élagage à hauteur d’homme”). Dans les plantations destinées à la pâte à papier, on ne taille pas davantage, mais cependant un élagage jusqu’à 6 m de haut a été conseillé pour réduire le risque d’incendie. Pour la production de bois d’œuvre scié, on ôte les branches mortes autant que vives jusqu’à 7(–12) m de haut pour produire du bois sans nœuds (“élagage élevé”).

L’éclaircie dépend de l’espacement initial, de la qualité du site et de la production envisagée. Pour la production de grumes sciées au Zimbabwe et en Afrique du Sud, l’objectif recherché est un peuplement de 400 arbres/ha ayant un diamètre de fût d’environ 45 cm, ce qui implique des rotations de 25–35 ans. Au Zimbabwe, les plantations d’une densité de 1100 arbres/ha (espacement de 3 m × 3 m) peuvent être ramenées à 650 arbres/ha au bout de 6–8 ans, et à 400 arbres/ha après 12–15 ans. A Madagascar, une éclaircie drastique est recommandée pour arriver à une densité finale de 200–250 arbres/ha quand les arbres atteignent l’âge de 15 ans. Pour la production de pâte à papier, on pratique en principe des rotations de 15–25 ans, ce qui donne des arbres d’un diamètre de fût d’environ 30 cm.

La densité du bois peut être augmentée en plantant les arbres plutôt à basse altitude et en laissant les arbres pousser plus longuement avant la récolte. En Tanzanie, on s’est aperçu que la densité à 12% d’humidité passait de 380 kg/m³ pour des arbres âgés de 12 ans à 510 kg/m³ pour des arbres de 30 ans.

Maladies et ravageurs

Planté dans des conditions chaudes et humides, Pinus patula est sensible aux infections de Sphaeropsis sapinea (synonyme : Diplodia pinea) après les dégâts causés par la grêle. En Afrique du Sud, Pinus patula est menacé par le chancre dû au champignon Fusarium circinatum, qui a été observé pour la première fois dans ce pays dans les années 1990. Dans les pépinières, il peut y avoir une fonte des semis, principalement due aux Fusarium, Pythium et Rhizoctonia spp. En Ethiopie, la pourriture des racines due à Armillaria est fréquente. Au Zimbabwe, le criquet Mecostibus pinivora fait partie des ravageurs. Pinus patula est attaqué par le puceron noir Cinara cronartii, le scolyte Hylastes angustatus et plusieurs insectes défoliateurs.

Récolte

A Madagascar, les arbres sont abattus quand le diamètre de fût fait 60 cm.

Rendement

L’accroissement annuel moyen en volume est de 10–40 m³/ha, en Afrique australe de 18–28 m³/ha. En Afrique de l’Est, les rendements peuvent être supérieurs à ceux d’Afrique australe en raison d’une saison sèche plus courte. Le rendement total (éclaircies comprises) dans des conditions favorables peut être de 630–700 m³/ha.

Traitement après récolte

Pour éviter le bleuissement, les grumes doivent être traitées aux extrémités immédiatement après l’abattage, puis débardées et transformées dès que possible. Un trempage antitache est fortement recommandé immédiatement après le sciage.

Ressources génétiques

Différentes collections de provenances ont été effectuées au Mexique depuis 1947, et des essais de provenances et de descendances ont démarré dans de nombreux pays, notamment le Kenya, le Malawi et le Zimbabwe. On pense que les plantations d’Afrique orientale et australe seraient nées d’une source de matériel génétique très restreinte.

Pinus patula figure sur la Liste rouge de l’UICN, mais il est classé dans la catégorie “à faible risque”, c’est-à-dire considéré comme non préoccupant.

Sélection

Pinus patula donne de très bons résultats lorsqu’on l’améliore génétiquement en vue d’une croissance plus rapide, de la forme de la tige et de la ramification. Des programmes poussés d’amélioration génétique ont été mis en place au Zimbabwe et en Afrique du Sud. Les travaux ont surtout porté sur la forme et la taille de la tige, des branches et de la cime, et ont abouti à un accroissement considérable des rendements en bois d’œuvre. Des hybrides de Pinus patula avec Pinus oocarpa Schiede ex Schltdl., Pinus radiata D.Don et d’autres Pinus spp. ont été créés. Les programmes d’amélioration forestière ont également pour objectif l’accroissement de la productivité, une vigueur accrue obtenue grâce à la modification du système racinaire et du fonctionnement des feuilles, ainsi que la tolérance aux contraintes biotiques et abiotiques. La sélection visant une meilleure croissance et forme de l’arbre a donné lieu à une plus faible incidence du bois de réaction, de la moelle excentrée et des défauts liés aux nœuds. Des protocoles biotechnologiques ont été élaborés pour l’embryogenèse somatique, la cryopréservation et les marqueurs moléculaires RAPD. Plus récemment, des protocoles de génie génétique, dont la transformation génétique de tissu embryogène à l’aide de méthodes biolistiques et utilisant Agrobacterium, ont été mis au point.

Perspectives

Pinus patula est et restera une importante source de bois d’œuvre et de pâte à papier en Afrique tropicale, en particulier dans les régions froides des hautes terres. Sur les sites chauds et secs à basse altitude, Pinus kesiya Royle ex Gordon et Pinus oocarpa sont plus aptes à supporter les contraintes de sécheresse, et sur les sites chauds et humides Pinus caribaea et Pinus elliottii Engelm. viennent mieux. Le principal problème lié à Pinus patula réside dans son caractère agressif et adventice. L’amélioration du rendement et de la qualité du bois sont nécessaires pour répondre à la demande croissante en bois d’œuvre. Des recherches s’imposent pour améliorer la qualité du bois d’œuvre en réduisant sa teneur en lignine et en augmentant sa teneur en cellulose ; cela faciliterait la transformation du bois en pâte et en produits papetiers et devrait améliorer sa durabilité, sa dureté et sa stabilité.

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Sources de l'illustration

  • Farjon, A., 1984. Pines: drawings and descriptions of the genus Pinus. E.J. Brill, Leiden, Netherlands. 220 pp.

Auteur(s)

  • S.A. Nigro, Research Centre for Plant Growth and Development, School of Biological and Conservation Sciences, University of KwaZulu-Natal, Private Bag X01, Scottsville 3209, South Africa

Citation correcte de cet article

Nigro, S.A., 2008. Pinus patula Schltdl. & Cham. In: Louppe, D., Oteng-Amoako, A.A. & Brink, M. (Editors). PROTA (Plant Resources of Tropical Africa / Ressources végétales de l’Afrique tropicale), Wageningen, Netherlands. Consulté le 13 avril 2019.


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