L'expérience

Objectif

Comparer le taux de germination des semences de tomates et la vigueur de la croissance des plants après l'exposition des graines aux conditions environnementales suivantes:

• Le groupe témoin - Semences exposées seulement aux conditions de l'environnement terrestre.
• Les semences traitées - Les semences Tomatosphère traitées ont été soumises à un environnement spatial simulé à l’Université de Guelph pendant trois mois. La simulation permet de reproduire approximativement ce qui pourrait arriver aux semences s’il se produisait une brèche dans une unité de stockage d’un engin spatial (habité par des astronautes) lancé en direction de Mars pour la première fois.
  
  Vous recevrez 40 semences par paquet cette année. Vous pouvez en planter autant que vous le pouvez, compte tenu de l’espace disponible. Nous vous suggérons d’en planter AU MOINS 25. Vous pourriez faire germer certaines semences (5 à 10) de chaque groupe à l’aide des « sphères croissantes », de petites sphères faites d’un polymère ayant une grande affinité pour l’eau – comme une éponge qui absorbe de l’eau. En grossissant, elles peuvent atteindre environ 300 fois leur taille. Elles sont invisibles dans l’eau et elles peuvent donc être utilisées pour « voir » le processus de germination (ce que les élèves ne peuvent pas voir lorsque les semences sont dans des pots de tourbe). Consultez la section Ressources de l’enseignant è Sphères croissantes pour obtenir plus d’information.
  
  Songez au scénario suivant qui explique la simulation utilisée en 2011. Nous sommes en route vers Mars et un capteur indique qu’il y a un problème dans une unité de stockage à l’extérieur de notre engin spatial. Un astronaute fait une sortie dans l’espace – une activité extravéhiculaire ou EVA – et il découvre un problème dans l’unité de stockage. Au cours des semaines qui suivent, le personnel sur Terre trouve une solution et un astronaute retourne dans l’espace pour corriger le problème. Cependant, un certain temps s’est écoulé et les semences ont été exposées à des températures extrêmement basses (‑90 °C) et à une pression atmosphérique très faible (presque le vide total). Le problème de l’unité de stockage a été corrigé – MAIS QUEL EFFET AURA CET INCIDENT SUR LES SEMENCES QUE NOUS UTILISERONS POUR FAIRE POUSSER DES TOMATES UNE FOIS QUE NOUS SERONS ARRIVÉS SUR MARS?

Préparation

1. Élaboration d'un plan (qui, où, quand, comment)
2. Choix d'un emplacement
3. Préparation des graines
4. Semer les graines
5. Suivi de la germination (tenir un registre quotidien)

Obtenir vos graines de tomates

Si ce n'est déjà fait, la première étape consiste à inscrire votre classe à l'adresse www.tomatosphere.org. Suivez rigoureusement le processus d'inscription. L'adresse que vous donnerez (incluant votre code postal) apparaîtra sur l'étiquette de votre paquet. Si elle est incorrecte, il se peut que vos semences ne vous soient pas livrées. Assurez-vous d'indiquer votre adresse de courriel exacte. Le courrier électronique sert à vous transmettre des mises à jour occasionnelles et à confirmer votre inscription à l’adresse www.tomatosphere.org.

Les semences de tomates sont relativement petites, soit environ deux à trois millimètres de long. Elles sont si légères qu'un courant d'air pénétrant par les portes et les fenêtres pourrait les emporter.

Il est donc préférable de les conserver dans leur enveloppe scellée jusqu'à la plantation.

Pour réaliser cette expérience, vous travaillerez avec des graines provenant de deux sources. Il est donc très important de ne pas les mélanger.

Toutes les graines doivent être cultivées simultanément, dans des conditions identiques, afin de contrôler le plus de variables possibles.

Cliché de transparent

Se procurer le matériel de plantation

Déterminez de quelle façon et à quel endroit vous ferez germer vos graines. Il est fortement recommandé d'utiliser des pastilles de tourbe. Cliquez sur le mot « pastilles » de la phrase précédente pour accéder directement au site de Stokes Seeds, un partenaire du projet Tomatosphère qui peut vous fournir les pastilles de tourbe et les autres accessoires qui vous faciliteront la tâche.

Les pastilles de tourbe sont généralement vendues en deux formats : en paquet ou sur un plateau. Dans les deux cas, elles sont déshydratées et compressées. Elles prennent beaucoup d'expansion lorsqu'elles absorbent l'eau, comme le montre la photo ci-contre. Comparez la pastille de tourbe pleinement gonflée, à gauche, à la pastille originale, à droite.

Les pastilles en paquet peuvent être disposées dans le fond d'un contenant de margarine ou dans une assiette à tarte peu profonde. Le fait de couvrir le contenant d'une pellicule de plastique réduit l'évaporation. Si vous fabriquez votre propre plateau, assurez-vous que ses côtés sont suffisamment élevés pour accueillir les pastilles de tourbe pleinement gonflées.

Les plateaux du commerce garnis de pastilles de tourbe sont dotés d'un couvercle de plastique faisant office de serre miniature. Il suffit d'ajouter de l'eau, d'y semer les graines et d'installer le couvercle transparent. Cliquez sur le mot « plateaux » de la phrase précédente pour accéder directement au site de Stokes Seeds.

Élabor un plan (emplacement, durée et procédure)

Emplacement: Vous devrez évaluer et mesurer les caractéristiques de germination d'environ 80 graines (deux lots de 40 graines ayant chacun un passé environnemental différent). Les 80 pastilles de tourbe occuperont donc beaucoup de place. Essayez de trouver un emplacement qui offrira, dans la mesure du possible, des conditions de germination uniformes pour l’ensemble des semences. Vous devrez prévoir suffisamment de contenants étiquetés pour accueillir ces 80 pastilles de tourbe.

CONSEIL: Si vous utilisez des pastilles individuelles, de 12 à 15 contenants de margarine dûment étiquetés conviennent bien pour accueillir chacun de quatre à cinq pastilles de tourbe. Si vous utilisez des plateaux, ils contiennent habituellement dix pastilles chacun. Trois plateaux par groupe de semences feront donc parfaitement l'affaire.

Durée: Prévoyez plus ou moins quatre semaines consécutives pour mener l'expérience afin de pouvoir faire les observations et les consigner tous les jours (sauf les fins de semaine). Il est recommandé de désigner les élèves qui feront les observations et d’établir un horaire d’observation.  On suggère également de faire les semis un mercredi ou un jeudi pour pouvoir observer la première germination au cours de la semaine suivante.

Procédure: En raison de l'importance de cette expérience, il est primordial que vous élaboriez un plan afin de bien identifier les graines. Mettez au point une méthode permettant de bien repérer les différents groupes de semences.

Préparer le centre de germination

Avant de semer les graines, identifiez clairement tous les contenants avec une encre indélébile.

Vous pouvez utiliser diverses méthodes d'étiquetage. Par exemple, en plus d'apposer une étiquette sur les contenants, il peut s'avérer utile de coller ces récipients sur un papier de couleur, en assignant une couleur différente à chaque groupe. Vous pourriez assigner le rouge au groupe « D » et le bleu au groupe « M ». De cette façon, les groupes de semences seront facilement identifiables.

Installez le centre de germination avant d'y semer les graines. Y a-t-il suffisamment d'espace? Les conditions de température, de lumière et d'humidité vont-elles demeurer les mêmes pendant toute la durée de l'expérience?

Décidez de l'endroit où vous placerez les semences en germination de sorte qu'elles ne soient pas déplacées et qu'elles demeurent exposées à des conditions de germination uniformes.

Les graines n'ont pas besoin de la lumière directe du soleil pour germer. Elles requièrent toutefois de l'humidité, une température modérée (pas trop chaude) et de l'oxygène.

Évitez d'exposer les graines directement au soleil, car elles pourraient surchauffer. L'idéal est un large appui de fenêtre où la température se maintient à environ 20 °C pendant la journée.

S’il y a un risque que vos semences soient exposées à la lumière directe du soleil, il faudra installer un dispositif qui leur fera de l’ombre.

Mise en garde: Certaines écoles réduisent le chauffage durant la nuit afin d'économiser l'énergie. Dans ces conditions, la température peut devenir très froide près des fenêtres, à moins que celles-ci ne soient munies de rideaux. Une des solutions possibles serait d’installer une cloison entre la fenêtre et les semis. Cette cloison peut être installée chaque après-midi, avant de quitter la classe. Du carton industriel fait bien l’affaire.

Semer les graines

La première étape consiste à faire tremper les pastilles de tourbe dans de l'eau à la température ambiante pendant environ 20 minutes (ou jusqu'à ce qu'elles soient entièrement saturées).

CONSEIL: Pour ne pas risquer de mélanger accidentellement les groupes de semences, semez un seul groupe à la fois dans les contenants dûment étiquetés. Il est cependant important de semer toutes les graines le même jour. Semez une seule graine par pastille.

Les semences de tomates sont très petites. Chaque graine doit être légèrement enfoncée dans le creux au centre de la pastille de tourbe, à une profondeur d'environ deux à trois millimètres, soit environ l'équivalent de la longueur de la graine de tomate.

Placez la pastille dans son contenant bien étiqueté (conseil : marquez les contenants de façon à ce que les étiquettes ne puissent pas être enlevées par accident ou autrement).

Observer et consigner les résultats

Pour réussir l'expérience, il est primordial de consigner les observations avec soin et minutie.

Les données doivent être consignées chaque jour. Imprimez et photocopiez la feuille de données (ou créez la vôtre).

Surveiller les conditions de germination :

1. Les graines doivent rester humides, mais pas mouillées. Arrosez-les légèrement avec un pulvérisateur fin ou ajoutez une petite quantité d'eau dans le plateau pour garder les pastilles de tourbe uniformément humides.
2. Les semences en germination préfèrent une température moyennement chaude et uniforme. Les écarts importants de température nuisent à leur germination.
3. Veillez à ce que les conditions de germination soient les mêmes pour toutes les semences.
4. Évitez d’exposer les semis à la lumière directe du soleil.