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Semence

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En agriculture, les semences sont des graines, ou par extension d'autres organes de reproduction (bulbes, tubercules...), choisies pour être semées. C'est le premier intrant de la culture.

Sommaire

Production

Origine de la production de semence

Depuis les débuts de l'agriculture (il y a plus de 10 000 ans), les premiers agriculteurs mettaient à part les graines des plants répondant au mieux à certains critères agronomiques (grosseurs, facilité à se débarrasser de l'enveloppe, résistance, ...), ou sociaux (beauté, appétence, identité). Ils ne consommaient pas les graines ainsi sélectionnées et les replantaient la campagne suivante, c'est la sélection massale. La migration des populations agricoles, la colonisation de nouveaux espaces, le morcellement des établissements, a induit une sélection différenciée d'une région à l'autre. Les peuples agriculteurs ont en effet acclimaté les espèces aux contextes pédoclimatiques locaux. Cette acclimatation est à l'origine d'une importante création variétale qui a permis de constituer la base de la biodiversité domestique. Tout en s'étant différenciées d'autres populations, les plantes d'une même variété conservaient une variabilité interne significative.

L'efficacité de la sélection massale a été reconnue par les spécialistes de la biodiversité domestique notamment pour palier à l'érosion génétique actuelle: “Force nous est de constater que dans chaque pays la triple raréfaction génétique des agricultures, moins d’espèces cultivées (impérialisme de quelques cultures amenées à un niveau de productivité et de mécanisation rentable), moins de variétés cultivées par espèce (malgré parfois la richesse trompeuse des catalogues variétaux, les variétés ne sont souvent que des doubles légèrement modifiés d’un idéotype unique bien ajusté aux contraintes technologiques et commerciales), moins de polymorphisme génétique interne aux variétés (pour des raisons commerciales, il est plus facile d’assurer la multiplication et la protection de structures variétales simples et reproductibles). »

« le second volet des mesures pour lutter contre la raréfaction génétique, plus profond et plus efficace passera par une nouvelle délégation de la création variétale aux cultivateurs eux-mêmes, reconduisant et sélectionnant des variétés-populations polymorphes et originales. Les sociétés de production de semence auraient alors une importance accrue dans un rôle d’encadrement et de conseil et dans leur travail de création et d’introduction de géniteurs et de populations sources qui très rapidement sortiraient du ghetto des stations pour être sélectionnés par des « paysans-experts » eux-mêmes. Ce point de vue, qui fait des ressources génétiques et de l’amélioration des plantes l’affaire de tous pourra paraître utopique à ceux qui n’ont pas eu l’occasion de s’émerveiller devant le savoir-faire et la sagacité des paysans héritiers de tous les « domesticateurs de plantes » , qu’il s’agisse des cultivateurs traditionnels de maïs et de haricots du Mexique ou du Guatemala, des paysans chinois diversificateurs des blés, créateurs du millet, du riz et du soja, des paysans africains gérant les mils, les sorghos et de multiples légumes, etc... »[1].

Le caractère remarquable de cette sélection fait d'ailleurs écrire à Darwin en 1959 “On pourrait objecter que le principe de la sélection n’a été réduit en pratique que depuis trois quarts de siècle. Sans doute, on s’en est récemment beaucoup plus occupé, et on a publié de nombreux ouvrages à ce sujet ; aussi les résultats ont-ils été, comme on devait s’y attendre, rapides et importants ; mais il n’est pas vrai de dire que ce principe soit une découverte moderne. Je pourrais citer plusieurs ouvrages d’une haute antiquité prouvant qu’on reconnaissait, dès alors, l’importance de ce principe. Nous avons la preuve que, même pendant les périodes barbares qu’a traversées l’Angleterre, on importait souvent des animaux de choix, et des lois en défendaient l’exportation ; on ordonnait la destruction des chevaux qui n’atteignaient pas une certaine taille ; ce que l’on peut comparer au travail que font les horticulteurs lorsqu’ils éliminent, parmi les produits de leurs semis, toutes les plantes qui tendent à dévier du type régulier. Une ancienne encyclopédie chinoise formule nettement les principes de la sélection ; certains auteurs classiques romains indiquent quelques règles précises [...][2].

l' “invention” de la semence “administrative”

Au cours du vingtième siècle, dans une époque dominée par un souci de normalisation et de standardisation se met en place une législation dont le but est de déterminer administrativement la semence. En France cette législation se met en place progressivement: Le décret du 5 décembre 1922 (J.O du 8 décembre 1922, p. 11167 ) met en place la première version du catalogue des plantes cultivées. Ce catalogue ne concerne que «l'obtention d'une espèce ou d'une variété nouvelle» et les conditions dans lesquelles le déposant peut revendiquer «l'usage exclusif de la dénomination donnée».

- Le décret du 26 mars 1925, ( J.O. du 29 mars 1925, p. 3189-3191 ) institue un registre des plantes sélectionnées, intitulé «Répression des fraudes dans le commerce des semences de blé». La notion de répression des fraudes consacre la semence implicitement la semence comme un produit stable et clairement identifiable.

- Le décret du 16 novembre 1932 (J.O. du 19 novembre 1932, p. 12006-12067) institue "catalogue des espèces et variétés de plantes cultivées et d'un registre des plantes sélectionnées de grande culture”. Ce décret évoque pour la première fois la protection des obtentions. Il note: «Art.12- la mention “espèce ou variété” inscrite au registre des plantes sélectionnées est la propriété exclusive de l'obtenteur de la nouveauté. Il ne pourra en faire état qu'après l'inscription définitive. Le commerce des semences, tubercules, bulbes, greffons ou boutures d'une plante inscrite est subordonné à l'autorisation expresse de l'obtenteur.»

Le 11 octobre 1941 dans la logique des corporations qui domine l'idéologie administrative du gouvernement de Vichy est créé[3] le GNIS (Groupement National Interprofessionnel des Semences).' 1961, voit la création par les semenciers professionnels de lUPOV (Union pour la Protection des Obtentions Variétales). En 1981, le Décret 81-605 du 18 mai 1981, (J.O. Du 20 mai 1981) stipule que: « Le ministre de l’agriculture tient un catalogue comportant la liste limitative des variétés ou types variétaux dont les semences et plants peuvent être “mis sur le marché” sur le territoire national. L’inscription sur le catalogue est subordonnée à la triple condition que la variété soit distincte, stable et suffisamment homogène.» Ce décret est « pris pour l'application de la loi du 1er août 1905 sur les fraudes et falsifications en matière de produits et services, en ce qui concerne le commerce des semences et des plants »[4].

La semence obéit donc désormais à une définition administrative. Seuls les semenciers sont habilités à la produire, et seules les semences issues de variétés inscrites sont commercialisables. Les pratiques antérieures de création variétale sont donc désormais interdites de fait comme de droit au profit d'une logique unique.

Aujourd'hui la semence, dans les pays développés, est un produit de haute valeur ajoutée vendu par des entreprises spécialisées, la production des semences est assurée par des semenciers, terme désignant des entreprises spécialisées dans la sélection, la production et la commercialisation de semences sélectionnées. Pour produire les semences dans les champs, ces entreprises passent des contrats avec des agriculteurs multiplicateurs, souvent spécialisés. Puis les semences sont triées, calibrées, traitées et conditionnées dans des stations de semences.

Cette spécialisation ne s'est toutefois pas faite sans effets pervers puisque l'on estime qu'elle a entraîné une disparition considérable de la biodiversité domestique. “En France par exemple, quatre variétés de blé produisent 70 % de la récolte totale [...] 95 % des variétés originelles de choux, 91% de celles de maïs, 94% de celles de petits pois et 81 % de celles de tomates ont d'ores et déjà disparu"[5]. En outre, les USA auraient perdu 97 % de ses variétés de fruits et légumes, et le moyen-orient 83 % de ses variétés de blé[6]. Pourtant en France comme à travers le monde une réaction se met en place. La FAO (Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture) a ainsi mis en place des programmes de sélection participative et de conservation in situ des variétés traditionnelles dans le cadre de son programme de conservation des ressources phytogénétiques.

Multiplication sexuée

Cela signifie que le semencier (ou jardinier, ou fermier, ...) utilise les voies naturelles pour la reproduction de ses graines sélectionnées. Les méthodes sont différentes si on travaille sur des plantes qui s'autofécondent autogame (comme le blé, le pois,..) ou dont la fécondation est croisée allogame (comme la betterave, le maïs ou le trèfle).

Pendant très longtemps ce fut la seule méthode de multiplication pour les plantes à graines.

Multiplication végétative

Cette multiplication est ancienne pour un certain nombre de plantes. C'est notamment le cas de tubercules (pomme de terre), des bulbes (oignons, tulipes), ou enfin des arbres fruitiers (greffage). On utilisait des propriété naturelles des plantes.

Dans le cas des graminée ont été développées des techniques artificielles de multiplication végétatives. On exploite un certain nombre de propriétés propres aux plantes comme la totipotence cellulaire. A la différence de la multiplication sexuée, qui entraîne pour les plantes allogames des modifications génétiques dans les descendances, dès lors que l'on cultive plusieurs variétés ensemble, la multiplication végétative conserve identique l'ensemble de l'information génétique du végétal de départ. Pour les espèces cultivées, on parle de clones.

Vitro plan

Cette technique est utilisée aujourd'hui par les semenciers sur certaines espèces (graminées fourragères par exemple).

Elle consiste à cloner de très nombreuses fois les plantes repérées comme intéressantes agronomiquement.

Avec des cultures in-vitro les clones de plant ne prennent pas beaucoup de place (éprouvettes, boîte de Petri) et il est possible d'en produire de très grandes quantités à relativement bas coût.

Cette technique présente le désavantage suivant : il faut attendre que les plants arrivent en maturité pour qu'ils produisent leurs graines, graines qui seront vendues. Ce temps d'attente pourra peut-être être supprimé en produisant des semences dites artificielles.

En outre la pratique clonale représente un risque en terme de production, pour peu que se développe un virus ou un champignon pour lequel le clone ne présente pas de tolérance ou de résistance. On l'a vu dans l'histoire passée dans le cas des pommes de terre dont le développement végétatif (donc plutôt clonal) a été une des causes agronomiques de la grande famine irlandaise. Le clonage contribue à réduire dramatiquement la biodiversité intraspécifique et donc la résilience d'une population.

Semences artificielles

Les semences artificielles sont des semences produites directement et artificiellement à partir d'une cellule du végétal à multiplier (cloner). L'objectif est de produire directement des pseudo-graines en évitant de passer par la phase de production de végétaux producteurs de graines.

On utilise le phénomène de la totipotence végétale en dédifférenciant les cellules d'un explant prélevé sur la plante mère. On met en culture in vitro les cals obtenus, pour en obtenir un très grand nombre, après une dispersion des cellules on déclenche l'embryogénèse avec un jeu d'hormones végétales. Un fois l'embryon formé, il faut le stabiliser et mettre en place un enrobage nutritif et une protection appropriée.

Cette technique n'est pas encore au point aujourd'hui, notamment à cause des problèmes de stabilisation de l'embryon. Mais, dans la perspective clonale, elle est très prometteuse, car toutes les graines sont des clones produit directement sans plante : on s'affranchit donc du temps nécessaire à une plante (clonée) pour pousser et produire ses graines (méthode utilisée aujourd'hui). Cette étape serait l'aboutissement d'une recherche tendant à faire de la semence un produit technologique entièrement normés et standardisés et permettant un contrôle juridique par le biais du brevet ou d'autres formes inspirées du copyright. Il s'agit d'une étape essentielle de la réification du vivant, puisque leur reproduction serait entièrement artificielle, les graines issues de ces plantes n'étant pas destinées être replantées. L'étape ultérieure serait que les graines issues des plantes soient elles-mêmes stériles afin de découpler complètement la fructification de la reproduction.

Critères de qualité des semences

On juge la qualité d'un sac/lot de semences grâce à quatre critères : la pureté spécifique, la pureté variétale, la faculté germinative et l'état sanitaire.

La pureté spécifique

Il s'agit de mesurer dans les lots la présence de graines de plantes d'autres espèces en général adventices (spécifique = de l'espèce)

  1. Prélèvement d'échantillons représentatifs de l'ensemble du lot de semence.
  2. Dénombrement et identification des graines d'espèces étrangères (autres espèces cultivées, mauvaises herbes...). Cette étape est difficile à réaliser si les graines se ressemblent, par exemple entre le colza et la moutarde.
  3. Les résultats sont exprimés en pourcentage du poids des semences pures dans l'espèce indiquée d'un lot concerné. Ils sont comparés avec les normes officielles. Par exemple, on ne doit pas trouver plus de 10 graines étrangères aux 500g dans le cas des céréales à paille.
  4. Refus ou acceptation des lots pour la certification de la semence. Par exemple, le blé de prébase et base doit avoir 99% de pureté et le blé certifié 98%. Matériel de départ G 0 -> Semence de prébase G1 G2 G3 -> Semence de base G 4 -> Semence certifiée R 1 -> Agriculteur
Pureté spécifique exigée
Céréales prébase et base : 98 %
certifiées : 93 %
Tournesol certifiées : 97 %
Maïs certifiées : 97 %
Soja certifiées : 98 %

La pureté variétale

Il s'agit de mesurer au sein du lot de graines le taux de graines s'écartant de la plante modèle de la variété. Elle ne peut être réalisée en observant directement les semences au mois dans les cas où il n'y a pas de différences phénotypique (d'aspect) entre deux variétés de graines . On peut la mesurer en observant les résultats d'un semis au bout d'un an (long et coûteux), en regardant dans le champ à l'épiaison en observant et le port de la plante et son épi ou encore en effectuant l'électrophorèse des gliadines pour une plante comme le blé (très cher).

Pureté variétale exigée
Céréales prébase : 99,9 %
certifiées : 99,7 %
Tournesol prébase : 99 %
certifiées : 95 %
Soja prébase : 97 %
certifiées : 95 %

La faculté germinative

C'est le nombre de germes viables obtenus dans un délai de n jours (différent selon les espèces) et dans des conditions de température et d'hygrométrie optimales. Un germe est considéré comme viable si la graine a germé et que son phénotype correspond à une certaine norme. Pour les semences forestières, le test au tétrazolium permet de savoir si la semence est vivante sans avoir à attendre qu'elle germe.

Espèce Faculté germinative exigée
Céréales 85 % à 8 jours
Betterave 90 % à 7 jours
Maïs 80 % à 14 jours

L'état sanitaire

Les graines doivent être indemnes de maladies.

Limites

Pour un agriculteur, il est primordial d'avoir des semences de qualité, mais il existe des phénomènes compensateurs : par exemple, une mauvaise levée, dans le cas des graminées comme le blé ou l'orge, peut être compensée par un tallage meilleur qui sera dû à une faible compétition pour la lumière, ... De plus, la logique clonale qui sous-tend la démarche et qui néglige les facteurs épigénétiques est mise en échec. Deux semences génétiquement identiques, mise dans des conditions de culture voisines ne donneront pas forcément la même plante. En effet, il existe de nombreux facteurs variant au sein d'une même parcelle de culture qui influeront sur la croissance et le développement des plantes : le sol n'a pas partout la même structure et la même profondeur, les maladies ne colonisent jamais une parcelle de façon homogène. C'est ce qui valide a contrario le souci de promouvoir une diversité intravariétale à l'opposé de la logique clonale afin d'améliorer la résilience des cultures.

Classification

Il y a différents critères pour classer des graines.

En fonction de la teneur en eau

Semences sèches Semences aqueuses
12 à 15 % d'eau 75 à 90 % d'eau
peu d'eau
> réactions enzymatiques ralenties
> vie "ralentie"
ne se désique pas
> réactions enzymatiques normales
> vie "normale"
bonne conservation conservation limité
céréales fruits des arbres, légumes, ...

En fonction de la proportion et la répartition des tissus

Les principaux tissus d'une graine sont le périsperme, l'albumen et l'embryon.

Graines à périsperme Graines à albumen Graines sans albumen
Schéma Schéma Schéma
Les tissus de réserve sont peu développés. Les deux cotylédons sont de vraies feuilles et permettent à la plante d'être autotrophe. Les tissus de réserves sont riches en éléments nutritifs mais ces plantes ne peuvent commencer la photosynthèse qu'au stade 3 feuilles. Les tissus de réserves sont directement dans les cotylédons de l'embryon.
L'avantage est qu'elles peuvent être repiquées facilement puisqu'il n'y a pas de dépendance à un réservoir. L'inconvénient est qu'en cas de problème cultural, comme de la battance, le taux de survie est faible. Ces riches graines présentent l'inconvénient d'être sujettes aux attaques d'animaux comme le ver jaune, le taupin ou les oiseaux. Ces graines sont convoitées par les animaux et doivent germer le plus vite possible.
betterave, laitue blé, maïs, pois soja, haricot, tournesol, lupin

En fonction des enveloppes

En agriculture l'enveloppe, d'un certain point de vue est rarement avantageuse, certes elle offre une protection à l'embryon lui assurant une certaine pérennité dans le sol et sa capacité de conservation, mais elle est parfois considérée comme un frein alimentaire (les monogastriques comme les humains ne digérant pas la cellulose, toutefois il est désormais reconnu qu'il est essentiel pour tous les animaux de manger des fibres alimentaires ce qui devient même désormais un argument de vente. Toutefois dans une logique de productivité maximum qui ne se préoccupe pas de la santé ni de la durée de vie des animaux, ces fibres sont considérées comme sans intérêt ) et un frein à la germination en étanchéifiant la graine à l'eau et à l'oxygène qui y est dissout (des composés phénoliques contenus dans les glumelles et l'enveloppe réagissent avec l'oxygène, l'empêchant d'arriver jusqu'à l'embryon), ce qui est la contrepartie de la capacité de conservation. En effet, si les graines étaient sensibles à de très faibles quantités d'oxygène et d'eau, elles germeraient dans des conditions non propices au développement de la plante. Ce mécanisme est donc un mécanisme qui, dans la nature, garantit que la germination ne se produira que si certaines qualités de développement sont réunies. On peut donc y voir en terme de sélection naturelle un avantage comparatif qui s'est imposé au cours du temps.

Graines nues Fruits simples nus Fruits simples vêtus Fruits composés
Enveloppe de l'ovule
Nues mais protégées par un fruit, une gousse, …
Enveloppe de l'ovule
+ péricarpe du fruit
Enveloppe de l'ovule
+ péricarpe du fruit
+ glumelles
+ glumes
-
Colza, haricot, Lin cultivé Blé, maïs Orge, Avoine , vulpin, houlque Betterave

Composition

Réserves de l'amande de différentes semences (% MS)
Glucide Protide Lipide
Pois 60-75 20-35 5-6
Blé 70-80 9-14 1-2
Colza 14-22 17-20 35-45

Réglementation

Commercialisation

Propriété intellectuelle

Contrairement à certains pays tels que les États-Unis où les variétés végétales peuvent être brevetées, en Europe et dans de nombreux autres pays, le certificat d'obtention végétale (COV) a été conçu pour s’appliquer à une matière vivante. Ce système permet de protéger la variété tout en préservant le libre accès à la ressource génétique pour les autres entreprises semencières. Il ne résout pas par contre l'interdiction faites aux agriculteurs de procéder à leur propre création variétale, serait-ce même en partant de lignées traditionnelles sur lesquelles aucune entreprise de semences ne peut faire valoir de droits.

Arche de Noé végétale

Sur l'île norvégienne du Spitzberg a commencé la construction d'un coffre-fort destiné à protéger les graines des plus importantes semences de la planète contre les ravages potentiels de la guerre, des maladies ou des cataclysmes. Creusée dans la roche, sous la couche de permafrost de cette île arctique, et conçue pour résister entre autres aux catastrophes nucléaires, cette "banque" renfermera jusqu'à 3 millions de graines. L'inauguration est prévue en 2008. Le projet est conduit par le Fonds mondial pour la diversité des cultures et financé par la Norvège. Des pays du monde entier y déposent des graines de leurs cultures locales qui seront conservée dans le froid, au cas où... Comme le nom d'arche de Noé l'indique, il s'agit, d'un point de vue scientifique, d'une démarche prédarwinienne et fixiste qui suppute que les variétés sont invariantes au cours du temps ce qui est contradictoire avec les connaissances actuelles sur l'évolution des espèces. Rien ne garantit que ces variétés si elles conservent un pouvoir germinatif suffisant, se montreront adaptées aux besoins et conditions de demain. C'est pourquoi un organisme comme la FAO lui préfère des projets de développement in situ et mutualiste des semences[7]. Ces projets sont élaborés au sein de réseaux de paysans et de communauté paysannes qui poursuivent le cheminement millénaire conjoint de l'homme et des variétés domestiques, si différentes de leurs ancêtres sauvages et destinées à évoluer encore.


Notes et références de l'article

  1. Gestion des ressources génétiques des plantes, Tome 2, J. Pernes, A. Charrier, D. Combes, J.L. Guillaumet, J.M. Leblanc, M. Lourd, E. Nguyen Van, Y. Savidan, G. Second
  2. Darwin, De l'origine des espèces
  3. Loi n°14194, loi complétée par la loi n° 383 du 2 août 1943
  4. http://www.kokopelli.asso.fr/
  5. Bruno Parmentier,nourrir l'humanité,éditions La Découverte,2007
  6. L'atlas de l'alimentation dans le monde, éditions autrement, 2003
  7. http://www.fao.org/french/newsroom/news/2002/11140-fr.html
    http://www.fao.org/french/newsroom/news/2003/24148-fr.html
    ftp://ftp.fao.org/docrep/fao/010/a0503f/a0503f00.pdf


Voir aussi

Liens internes


Liens externes

Bibliographie

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