(Etude de cas sur Shorea leprosula et Shorea parvifolia)
par
B. Krishnapillay et M. Marzalina
Forest Research Institute Malaysia
Kepong
52109 Kuala Lumpur
Malaisie
INTRODUCTION
Pour les semences de la plupart des plantes agricoles et horticoles et de certaines essences forestières, des procédures d'échantillonnage, entre autres la taille d'échantillon pour la détermination de la teneur en humidité, ont été prescrites dans les Règles internationales pour les essais de semences (ISTA, 1976; ISTA, 1985), et dans la publication récente A Handbook on Tree and Shrub Seed Testing (1991). Toutefois, ni les règles de l'ISTA ni ce manuel n'indiquent la méthode à suivre pour les essais de graines récalcitrantes d'arbres tropicaux.
La plupart des graines forestières récalcitrantes sont de grande taille, et le nombre de graines dont on dispose pour les essais est limitée durant presque toute la période de récolte. C'est pourquoi il n'est pas possible de suivre les règles d'échantillonnage recommandées par l'ISTA pour les graines normales de petite taille. D'un autre côté, il importe que la taille des échantillons utilisés pour n'importe quel essai soit statistiquement significative, tout en restant économique.
Diverses tailles d'échantillons ont été utilisées par différents chercheurs pour la détermination de la teneur en humidité de graines de grande taille (Rees, 1963; Yap, 1986; Tompsett, 1987). Chin (1988) et Berjak (1989) proposent l'emploi d'un minimum de 20 graines, tandis que Bonner (1991) propose d'utiliser l'équivalent en poids de 5 graines entières. Ces propositions sont toutefois très arbitraires, et se rapportent à l'expérience des chercheurs concernés. Ce qu'il faudrait en réalité, c'est une détermination scientifiquement définie et éprouvée de la taille minimale d'échantillon.
L'étude rapportée dans cet article cherche à utiliser une approche statistique pour obtenir une indication précise de la taille d'échantillon requise pour la détermination de la teneur en humidité, en se basant sur la variation individuelle de cette teneur en humidité entre graines.
L'APPROCHE
L'année 1990 a été une année de fructification abondante dans les forêts de Malaisie Péninsulaire. Les graines de dix essences forestières appartenant à la famille des diptérocarpacées ont été récoltées pour cette étude. Afin d'illustrer la méthodologie utilisée pour la détermination de la teneur en humidité, nous décrirons ci-dessous le travail effectué sur deux espèces, Shorea leprosula et Shorea parvifolia.
Pour chacune de ces espèces, on sélectionna trois populations d'arbres en fructification suffisamment éloignées l'une de l'autre (> 80 km), et dans chacune d'elles on récolta 1 500 graines mûres. Ces graines furent emballées dans des sacs de polyéthylène, et transportées le jour même au laboratoire. Quatre répétitions de 25 graines chacune furent prélevées au hasard dans chaque population, et désailées. La teneur en humidité de chaque graine fut déterminée pour chaque répétition. Chaque graine était marquée, pesée, fendue en deux moitiés et séché à l'étuve à 103°C pendant 20 heures (Krishnapillay et al., 1991). Les graines séchées étaient ensuite refroidies dans un séchoir sur du gel de silice, et pesées. La teneur en humidité était exprimée en pourcentage du poids frais. La variabilité de la teneur en humidité exprimée sous la forme d'écart-type pour les trois populations fut utilisée pour déterminer la taille minimale d'échantillon.
La taille d'échantillon pour la détermination de la teneur en humidité a été calculée par la formule proposée par Cochran (1953):
dans laquelle n = nombre de graines à échantillonner; t = valeur de l'écart normal correspondant au degré de confiance désiré; s = écart-type du facteur à tester; d = niveau de précision ou marge d'erreur.
La taille d'échantillon requise à différents niveaux de confiance et différents degrés de précision a été calculée en utilisant cette formule pour des écarts-types variables. Lorsque la fraction échantillonnée du lot de graines de nombre fini utilisé était supérieure à 5% de la population (6,67% dans notre cas), une correction était appliquée à la taille de l'échantillon. On a utilisé pour cela la formule de correction suivante (d'après Cochran, 1953):
dans laquelle n' = taille d'échantillon corrigée; n = taille d'échantillon non corrigée; N = population (nombre de graines du lot).
A l'aide de ces deux formules, on a dressé un tableau indiquant les tailles d'échantillons nécessaires pour la détermination de la teneur en humidité aux niveaux de confiance et degrés de précision désirés. Une fois connu l'écart-type réel correspondant à la variabilité de la teneur en humidité dans les trois populations de l'essence, on a pu déterminer la taille d'échantillon.
Dans cette même étude, on a également déterminé la variabilité dans la taille et le poids des graines à l'intérieur des trois populations en prenant de manière aléatoire deux répétitions de 25 graines chacune dans les trois populations. Pour chaque graine, on a mis en tableau la longueur et la largeur de la graine avec ses ailes, et son poids.
RESULTATS
Les Tableaux 1 et 2 montrent les résultats des mesures faites sur des graines des trois populations de Shorea leprosula et S. parvifolia respectivement pour évaluer la variabilité de leur taille et de leur poids.
Le poids de graines intactes de S. leprosula des trois populations varie entre 0,42 et 1,10 g avec une moyenne de 0,71 ± 0,12 g, tandis que pour S. parvifolia il varie entre 0,28 et 0,52 g avec une moyenne de 0,40 ± 0,06 g. Les graines désailées des deux espèces pesaient respectivement entre 0,38 et 1,00 g et entre 0,24 et 0,46 g. On a trouvé pour S. leprosula une longueur moyenne des graines de 0,92 ± 0,13 cm et une largeur de 0,34 ± 0,04 cm au point le plus large, tandis que pour S. parvifolia la longueur était de 0,97 ± 0,09 cm et la largeur de 0,47 ± 0,04 cm.
Tableau 1. Poids et taille moyens de graines de Shorea leprosula provenant de trois populations différentes
| Population | Poids (g) | Taille (cm) | |||||
| Graine | Ailes | Graine + ailes | Graine | Ailes | |||
| Longueur | Largeur | Longueur | Largeur | ||||
| 1 | 0.38±0.05 | 0.04±0.01 | 0.42±0.06 | 0.43±0.13 | 0.06±0.01 | 6.61±0.69 | 0.87±0.10 |
| 2 | 1.00±0.18 | 0.10±0.03 | 1.10±0.21 | 0.74±0.11 | 0.12±0.03 | 6.97±0.46 | 0.85±0.11 |
| 3 | 0.55±0.10 | 0.06±0.10 | 0.61±0.10 | 1.58±0.16 | 0.83±0.06 | 6.45±0.54 | 1.36±0.17 |
| Moyenne | 0.64±0.11 | 0.07±0.02 | 0.71±0.12 | 0.92±0.13 | 0.34±0.04 | 6.68±0.56 | 1.03±0.13 |
Tableau 2. Poids et taille moyens de graines de Shorea parvifolia Provenant de trois populations différentes
| Population | Poids (g) | Taille (cm) | |||||
| Graine | Ailes | Graine + ailes | Graine | Ailes | |||
| Longueur | Largeur | Longueur | Largeur | ||||
| 1 | 0.36±0.06 | 0.05±0.01 | 0.41±0.06 | 0.47±0.07 | 0.07±0.02 | 8.29±0.70 | 0.20±0.05 |
| 2 | 0.46±0.07 | 0.06±0.01 | 0.52±0.07 | 1.35±0.12 | 0.68±0.06 | 9.16±0.55 | 1.06±0.10 |
| 3 | 0.24±0.05 | 0.04±0.01 | 0.28±0.06 | 1.10±0.09 | 0.65±0.04 | 5.11±0.34 | 0.84±0.06 |
| Moyenne | 0.35±0.06 | 0.05±0.01 | 0.40±0.06 | 0.97±0.09 | 0.47±0.04 | 7.52±0.53 | 0.70±0.07 |
Le Tableau 3 montre la taille calculée d'échantillon requise pour contrôler la teneur en humidité de graines à différents niveaux de probabilité et degrés de précision. Ce tableau pourrait être étendu à l'aide des formules de Cochran ci-dessus si l'on rencontrait un écart-type de la teneur en humidité plus grand.
Les Tableaux 4 et 5 indiquent la variabilité de la teneur en humidité exprimée par l'écart-type pour les trois populations avec quatre répétitions pour S. leprosula et S. parvifolia respectivement.
Le Tableau 4 relatif à S. leprosula montre que l'écart-type exprimant la variabilité de la teneur en humidité varie entre 2,34 et 2,52. Si l'on se réfère au Tableau 3, pour cette valeur de la variation, à un niveau de précision de 0,5% et à un degré de confiance de 0,95, il faudrait pour le test d'humidité entre 94 et 112 graines, tandis qu'à un niveau de précision de 1,0% et au même degré de confiance il n'en faudrait que 25–30. De même, le Tableau 5 pour S. parvifolia montre que l'écart-type de la teneur en humidité varie entre 2,38 et 2,57 dans les trois populations étudiées. Dans ce cas également, à un niveau de précision de 0,5% il faudra entre 94 et 112 graines, tandis qu'à un niveau de précision de 1,0% un échantillon de 25–30 graines sera suffisant (Tableau 3).
Tableau 3. Tableau permettant de déterminer la taille d'échantillon requise pour contrôler la teneur en humidité de graines de Shorea leprosula et S. parvifolia à différents niveaux de confiance et de précision (basé sur un lot de 1 500 graines)
| Précision désirée (%) | Probabilité | Ecart-type de la teneur en humidité des graines | ||||||||
| 1.00 | 1.25 | 1.50 | 1.75 | 2.00 | 2.25 | 2.50 | 2.75 | 3.00 | ||
| Taille de l'échantillon (nombre de graines) | ||||||||||
| 0.5 | 0.90 | 11 | 17 | 24 | 32 | 42 | 53 | 65 | 78 | 92 |
| 0.95 | 16 | 25 | 35 | 47 | 61 | 77 | 94 | 112 | 132 | |
| 0.99 | 42 | 64 | 90 | 121 | 154 | 189 | 227 | 267 | 307 | |
| 1.0 | 0.90 | 3 | 4 | 6 | 8 | 11 | 14 | 17 | 20 | 24 |
| 0.95 | 4 | 6 | 9 | 12 | 16 | 20 | 25 | 30 | 35 | |
| 0.90 | 11 | 17 | 24 | 32 | 42 | 52 | 64 | 77 | 90 | |
| 1.5 | 0.95 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 9 | 11 |
| 0.99 | 2 | 3 | 4 | 5 | 7 | 9 | 11 | 13 | 16 | |
| 0.99 | 5 | 7 | 11 | 14 | 19 | 24 | 29 | 35 | 42 | |
| 2.0 | 0.90 | 1 | 1 | 2 | 2 | 3 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 0.95 | 1 | 2 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 8 | 9 | |
| 0.99 | 3 | 4 | 6 | 8 | 11 | 13 | 17 | 20 | 24 | |
Tableau 4. Variation de la teneur en humidité dans les trois différentes populations de Shorea leprosula
| Population | Teneur en humidité (%) et (écart-type) | |||
| R1 | R2 | R3 | R4 | |
| 1 | 34.6344 | 33.1053 | 31.9407 | 33.2593 |
| (2.370) | (2.345) | (2.012) | (2.487) | |
| 2 | 32.7143 | 32.7143 | 33.0660 | 31.5703 |
| (2.144) | (2.529) | (2.504) | (2.281) | |
| 3 | 35.9849 | 35.4211 | 32.5897 | 33.4492 |
| (2.144) | (2.689) | (2.714) | (2.703) | |
| Moyenne | 34.2005 | 33.7469 | 32.5321 | 32.7596 |
| (2.342) | (2.5210 | (2.410) | (2.490) | |
Notes: a) R1–R4 = répétitions
b) teneur en humidité exprimée en pourcentage de poids humide
c) les valeurs entre parenthèses représentent l'écart-type de la teneur en humidité
Tableau 5. Variation de la teneur en humidité dans les trois différentes populations de Shorea parvifolia
| Population | Teneur en humidité (%) et (écart-type) | |||
| R1 | R2 | R3 | R4 | |
| 1 | 18.8721 | 18.5427 | 18.8601 | 33.2593 |
| (2.335) | (2.737) | (2.184) | (2.186) | |
| 2 | 25.9665 | 25.7617 | 24.2169 | 25.0959 |
| (2.532) | (2.498) | (2.846) | (2.636) | |
| 3 | 16.5160 | 16.4202 | 14.7039 | 16.0416 |
| (2.288) | (2.259) | (2.682) | (2.463) | |
| Moyenne | 20.4515 | 20.2415 | 19.2603 | 20.0380 |
| (2.385) | (2.497) | (2.571) | (2.428) | |
Notes: a) R1–R4 = répétitions
b) teneur en humidité exprimée en pourcentage de poids humide
c) les valeurs entre parenthèses représentent l'écart-type de la teneur en humidité
DISCUSSION
La teneur en humidité des graines est l'un des facteurs les plus importants qui influent sur leur viabilité et leur facilité de conservation. Il est donc essentiel de mettre au point des méthodes appropriées suffisamment précises pour contrôler les semences. Il n'a à ce jour été réalisé que très peu de travaux pour établir des normes concernant les graines de grande taille d'essences tropicales. Les informations et directives que l'on utilise sont généralement celles qui ont été conçues pour des graines normales (ISTA, 1976; 1985; Gordon et al., 1991).
La taille et le poids moyens des graines récalcitrantes sont généralement très supérieurs à ceux des graines normales (Roberts et al., 1984). Le poids de 1 000 graines récalcitrantes excède en général 500 g (Chin et al., 1984). Ce poids élevé est dû à la fois à la teneur en humidité élevée de ces graines, qui varie entre 20% et 70% (à l'état frais) et à leur grande taille. Dans la présente étude le poids de 1 000 graines intactes de S. leprosula était d'environ 710 g, et pour S. parvifolia il était de 400 g. On a généralement observé qu'il y avait une lage variation de taille et de poids entre populations et à l'intérieur d'une même population. Les variations de l'écart-type montrent que pour ces deux essences il n'y a pas uniformité de taille ou de poids sur une même station ou entre stations (Tableaux 1 et 2). En revanche, tout en variant entre populations, la teneur en humidité montre des écarts-types assez uniformes à l'intérieur d'une même essence (Tableaux 4 et 5). Cette uniformité de l'écart-type est très importante, parce qu'elle permet de définir une taille d'échantillon bien déterminée pour le contrôle de la teneur en humidité dans une essence donnée.
Cette étude sur la taille minima d'échantillon requise pour la détermination de la teneur en humidité a montré que dans les trois populations de S. leprosula l'écart-type variait entre 2,34 et 2,52, tandis que pour S. parvifolia il variait entre 2,38 et 2,57. Dans cette fourchette, pour un niveau de précision de 1,0% à un degré de confiance de 0,95, une taille d'échantillon de 25–30 graines s'avère suffisante pour déterminer avec précision la teneur en humidité chez ces deux essences. En prenant la limite supérieure de l'écart pour les deux espèces (soit 2,75, voir Tableau 3), on peut recommander un échantillon de 30 graines pour chacune d'elles. On adopte un niveau de précision de 1,0% car le test d'humidité entraîne une destruction de graines et qu'il suffit de 30 graines à ce niveau. Si l'on adoptait un niveau de précision de 0,5%, on détruirait 112 graines, ce qui peut être peu souhaitable avec des essences tropicales pour lesquelles la faible disponibilité de graines est une contrainte majeure. Bonner (1982), travaillant sur des graines récalcitrantes d'essences tempérées, estime qu'une tolérance de 2,5% dans la mesure de l'humidité reste acceptable pour des graines de grande taille de teneur en humidité supérieure à 12%. C'est pourquoi, dans la présente étude, un niveau de précision de 1,0% est considéré comme suffisant pour la taille d'échantillon de S. leprosula et S. parviflora.
Mok (1972), travaillant sur des graines de palmier à huile, Chin et Lassim (1987), travaillant sur des graines récalcitrantes d'arbres fruitiers, et Krishnapillay et al. (1991) avec des essences forestières, ont pu établir la taille minimale d'échantillon pour les essences qu'ils étudiaient en utilisant une approche statistique analogue à celle expérimentée dans la présente étude.
CONCLUSION
Cette étude indique que l'on peut utiliser, pour une détermination précise de la teneur en humidité de graines de Shorea leprosula et S. parvifolia, 30 graines désailées en trois échantillons de dix graines ou six échantillons de cinq graines, en fendant chaque graine en deux avant séchage.
REMERCIEMENTS
Les auteurs expriment leurs remerciements au Directeur général de l'Institut de recherche forestière de Malaisie qui a autorisé la publication de cet article, et à M. Louis Retnam qui en a relu le manuscrit.
Note des auteurs
Les auteurs seront heureux d'accueillir toutes suggestions et critiques susceptibles d'améliorer la méthode esquissée dans cet article.
Références
Berjak, P. (1989). International Seed Testing Association. Working Group on Recalcitrant Seeds of The Seed Storage and Moisture Committee. A Communicae, 8 p.
Bonner, F.T. (1982). Measurement and Management of Tree Seed Moisture. Danida Forest Seed Centre, Technical Note. 1, 28pp.
Bonner, F.T. (1991). Measurement of Moisture Content. In: Tree Shrub Seed Handbook. A.G. Gordon, P. Gosling and B.S.P. Wang eds. Chapter 12. International Seed Testing Association, Zürich, Switzerland.
Chin, H.F. (1988). Recalcitrant Seeds - A Status Report. International Board for Plant Genetic Resources (IBPGR), Rome, 28 pp.
Chin, H.F., Y.L. Hor and M.B. Mohd Lassim (1984). Identification od Recalcitrant Seeds. Seed Sci. & Technol., 12: 429–436.
Chin, H.F. and M.B. Mohd Lassim (1987). Determination of Moisture Content of Recalcitrant Seeds by Microwave Technique. Acta Hort. 215: 159–164.
Cochran, W.G. (1953). Sampling Techniques. pp. 50–56. John Wiley and Sons, New York.
Gordon, A.G., P. Gosling and B.S.P. Wang eds. (1991). Tree Shrub Seed Handbook. International Seed Testing Association, Zürich, Switzerland.
International Seed Testing Association (1976). International Rules for Seed Testing. Seed Sc. & Technol., 4: 51–177.
ISTA (1985). International Rules for Seed Testing. Seed Sci. & Technol., 13: 299–355.
Krishnapillay, B. Marzalina Mansor, Yap, S.K., Chua, L.S.L., Ang, K.C., Siti Asha Abu Bakar and Zaiton Salleh (1991). Determination of Seed Testing Standards-Moisture Content of Hopea odorata seeds. J.Trop For Sci 4(2): 170–178.
Mok, C.K. (1972). Sample Size for Moisture and Viability Testing of Oil Palm (Elaeis guineensis JACQ) Seeds. Proc. Int. Seed Test. Ass. 37(3): 751–761
Rees, A.R. (1963). A Large Scale Test of Storage Methods for Oil Palm Seeds. J. W. Afr. Oil Palm Res. 4:46–51.
Roberts, E.H., M.W. King and R.H. Ellis (1984). Recalcitrant Seeds: Their Recognition and Storage. In: Crop Genetic Resources: Conservation and Evaluation. Allen and Unwin, London pp 38–52.
Tompsett, P.B. (1987). Desiccation and Storage Studies on Dipterocarp Seeds. Annals of Applied Biology. 110: 371–379.
Yap, S.K. (1986). Effect of Dehydration on Germination of Dipterocarp Fruits. Proceedings International Union of Forestry Research Organisation (IUFRO) Symposium. Report No. 12.F, pp 168–181.
Informations sur les Resources Génétiques Forestières No 21. FAO, Rome (1994)
