Théorie

Semances et germination

On peut définir la semence comme étant une plante embryonnaire, dont le développement est arrêté, pourvue de matière nutritive et protégée par une ou plusieurs enveloppes (téguments).

Elle peut rester en vie, même en état de dormance, dans des conditions qui ne sont pas favorables à sa croissance. Lorsque les conditions idéales sont réunies, la graine peut commencer à germer.

Graines endormies

Relativement peu de graines vont germer aussitôt qu'elles parviennent à maturité. Même dans des conditions idéales, la plupart des graines demeurent inactives pendant une période que l'on appelle « dormance », dont la durée varie selon l'espèce végétale. On pense que la période de dormance est nécessaire pour que certains changements chimiques relatifs au mûrissement des éléments nutritifs emmagasinés dans la semence puissent se produire.

Les graines, même en dormance, sont des organismes vivants et ont besoin de conditions favorables pour croître.

Magnified tomato seeds

Semances de tomates grossies

Cliché de transparent

Combien de temps vivent-elles ?

Plusieurs facteurs contribuent à l'espérance de vie d'une graine. La période durant laquelle une graine demeure viable (c'est-à-dire capable de germer et de produire un semis robuste) varie largement d'une espèce à une autre et selon les soins apportés à sa récolte et à son entreposage. Certaines graines (p. ex. celles du cerfeuil) conservent rarement leur capacité de germination pendant plus d'une année. D'autres graines, telles que celles du céleri, du chou, du concombre et de divers autres légumes et fleurs, peuvent très bien germer même après une période de dormance de 10 ans ou plus. Les graines qui ne sont pas matures à la récolte, ou qui sont entreposées avant d'être entièrement séchées ou à une température trop élevée, risquent de germer faiblement ou même pas du tout.

Semences « nomades »

Les semences varient énormément en forme et en grosseur. Les graines du bégonia, sont quasiment poudreuses.Celles du coco de mer (palmier) peuvent atteindre 30 à 45 centimètres de long et peser jusqu'à 20 kilogrammes. Les graines se présentent également sous des formes très variées. Dans de nombreux cas, la forme et la grosseur de la graine sont adaptées à leur mode de dissémination. Par exemple, « l'hélicoptère » de l'érable ou le « parachute » du pissenlit ou de l'herbe à coton sont adaptés au transport par le vent. D'autres graines sont dotées de piquants ou de crochets pour se fixer aux animaux. D'autres encore, comme celles des tomates et des mûres, ont une enveloppe étanche qui leur permet de survivre à la digestion dans l'estomac des animaux. Enfin, certaines se prêtent bien au transport aquatique par leur capacité de flottaison et leur imperméabilité.

Conditions nécessaires à la germination

1. Traitement préliminaire

Certaines semences nécessitent un traitement préliminaire avant de germer. En voici quelques exemples :

Une période de gel et de dégel peut être nécessaire pour casser l'enveloppe dure qui recouvre certaines graines.
D'autres graines peuvent avoir besoin d'une période de dormance dans un endroit frais et sec.
La graine du pin ponderosa doit être « flambée » par la chaleur extrême des feux de forêt avant de pouvoir germer.
Les semences du Calvaria (un arbre natif de Madagascar) doivent passer dans l'intestin d'un dindon avant de germer.
En présence d'une lumière rouge ou infrarouge, certaines graines, telles que celles de la tomate, sont réputées pour produire des éléments chimiques bioactifs appelés gibbérellines (GA) qui favorisent la germination. Dans les plantes dicotylédones comme la tomate (plantes munies de deux cotylédons), l'acide gibbérellique stimule le potentiel de croissance de l'embryon et affaiblit les structures entourant l'embryon.

2. Humidité

Les semences ont tendance à rester en dormance tant qu'elles demeurent au sec. L'eau ramollit l'enveloppe des graines et développe le protoplasme.

3. Oxygène

Toutes les plantes vertes ont besoin d'oxygène pour respirer. Comme les humains, elles ont besoin d'oxygène pour vivre et croître. Cependant, les semences dormantes nécessitent très peu d'oxygène.

4. Chaleur

Minimum : Les semences de tomates ne germent pas à une température inférieure à 10°C.
Optimum : Les semences de tomates germent mieux à une température située entre 17°C et 20°C.
Maximum : Les semences de tomates ne germent pas à une température supérieure à 35°C.

La germination

Les graines sont protégées par une coquille dure ou enveloppe qu'on appelle tégument. Cette coquille peut être extrêmement solide. Certaines graines doivent être ingérées par des animaux afin que leur enveloppe ramollisse suffisamment pour permettre la germination. D'autres graines auront seulement besoin de tremper dans un peu d'eau chaude pour que leur enveloppe ramollisse assez afin qu'elles puissent germer.

Dans la nature, les conditions idéales dépendent du climat et du temps qu'il fait. En agriculture, les conditions adéquates peuvent être simulées en serre ou dans des « couches chaudes ».

Seeds hard shell

À l'intérieur de chaque graine se cache une petite plante embryonnaire complète, avec des racines, une tige et des feuilles, prête à germer lorsque les conditions idéales se présentent.

Les parties « plantes » de la graine ne sont pas de vraies feuilles, racines ou tiges, mais elles ont la capacité de favoriser la phase de croissance de la plante lorsque les vraies feuilles, tiges et racines apparaissent.

Les plantes à fleurs dont les graines possèdent une seule feuille embryonnaire (cotylédon) s'appellent monocotylédons, et celles dont les graines possèdent deux cotylédons s'appellent dicotylédons.

Les plants de tomates sont des dicotylédons.

Embryonic plant forms within seed

Lorsque la chaleur, l' eau et l'oxygène sont présents, une graine commence à germer. La plante embryonnaire se développe, et l'enveloppe de la graine enfle et s'ouvre sous la pression du semis en croissance à l'intérieur.

Avant que la photosynthèse ne débute, la plante en germination utilise les nutriments emmagasinés dans la graine pour croître.

Tant que les conditions environnementales demeurent favorables, la plante continue de croître; la tige et le ou les cotylédons poussent vers le haut et les racines, vers le bas.

Seed begins to germinate

Du moment que le nouveau semis commence à pousser, sa dépendance aux nutriments emmagasinés diminue, et la transition à sa propre production photosynthétique débute. Il ne survivra que si une lumière abondante s'ajoute à l'eau, à la chaleur et à l'oxygène nécessaires à la germination.

Emerging seedling begins to grow

Cliché de transparent

Comment peut-on déterminer que la germination a réussi?

Le projet Tomatosphère repose essentiellement sur la germination des graines de tomates. La germination est, de toute évidence, un processus dont la durée varie en fonction du type de semences et des conditions environnementales auxquelles elles sont exposées.

Notre intérêt porte sur le taux (la vitesse) et le succès de germination de graines de tomates.

Pour s'assurer, dans la mesure du possible, de la cohérence de toutes les observations faites par plusieurs observateurs indépendants, les critères suivants doivent être respectés afin de pouvoir déclarer que la germination est réussie.

Pour les besoins de cette expérience, on peut dire que la germination d'une graine est réussie lorsque l'on aperçoit deux cotylédons (feuilles embryonnaires) distincts.

Children chart results

Nouveau semis de tomates environ une semaine après le « point de germination ».