Sweet sorghum has many advantages for farmers in the Sahel. It is well suited to the local climate and combines human food and animal feed production (grain and leaves) with energy production from its biomass and the sugar in its stems. With a view to breeding the best varieties for these various uses, researchers from CERAAS and CIRAD studied traditional West African sorghum landraces, notably those from Senegal, which, in addition to their grain production, also produce significant amounts of biomass and sweet stems.

The diversity of ear size and shape among the varieties studied - Diversité de taille et de forme des panicules des variétés étudiées. (© T. Tovignan/Ceraas)

Sweet sorghum has many advantages: it produces grain to feed humans and supplies large amounts of biomass (stems and leaves) to feed animals and produce heat energy, while accumulating a sweet juice in its stems that can be converted into bioethanol. Its limited water requirements also make it a cereal that is perfectly suited to rainfed agriculture in semi-arid conditions. It is therefore an ideal solution to the issues facing countries in the Sahel: ensuring the food security of their people while diversifying their sources of energy.

Multi-purpose suitability of the sorghum collection - Aptitude multi-usage de la collection de sorghos. (© T. Tovignan/Ceraas) 

However, not all sorghum varieties have the same potential in this field, and some appear to be more multi-purpose than others. This is the case with some traditional West African grain sorghum landraces, particularly those in the flood-recession group of sorghums from the Senegal River region, which can combine substantial biomass with sweet, juicy stems.

Researchers from CERAAS and CIRAD looked at these sorghums, which are a potential source of genes for breeding more efficient multi-purpose varieties.

Promising traditional varieties

They studied a collection of 84 traditional sorghum landraces, mostly from Senegal, and four control cultivars, at Bambey, in Senegal. The aim was to determine the traits and combinations of traits required to obtain an efficient multi-purpose sorghum variety, and also to identify potential parents for future breeding programmes.

The assessment concerned 20 traits linked to phenology, morphology and sugar and grain production, with two sowing dates: one early, in July, and the other late, in August. It highlighted the photoperiod sensitivity of the varieties concerned, since photosensitive varieties have higher stem biomass production potential when sown early and guaranteed grain yields when sown late.

Striking a compromise between grain, sugar and biomass production

Based on the traits measured for early sowing, the researchers split the landraces into three groups, according to their capacity to combine sugar, leaf and stem biomass and grain production.

Two groups comprised landraces that were good for just one use: one for grain production and the other for sugar. The third group included the landraces that ensured a good compromise between grain, sugar and biomass production.

Physiological processes that have yet to be elucidated

Research is continuing to account for the physiological processes at play. A specific study is planned of the link between internode size and anatomy and sugar content, and work is already Under way on the role played by the stay-green trait―delayed leaf ageing, which serves to extend photosynthetic activity towards the end of the cycle and to ensure good grain filling―in maintaining sugar yields under post-flowering drought conditions. 

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Sorgho sahélien : un groupe de variétés performantes pour l'alimentation et pour la production d'énergie

Pour les agriculteurs sahéliens, le sorgho sucré présente de nombreux avantages. C’est une plante bien adaptée au climat, qui combine une production alimentaire humaine et animale, issue des grains et des feuilles, avec une production énergétique, issue de sa biomasse et des sucres contenus dans ses tiges. Si toutes les variétés ne rassemblent pas les mêmes potentialités, certaines semblent toutefois mieux à même de répondre à des usages multiples. C'est le cas des variétés traditionnelles ouest-africaines. Restait à savoir lesquelles. Sur la base de 84 de ces variétés traditionnelles, originaires du Sénégal pour la plupart, les chercheurs du Cirad et du Ceraas ont réussi à regrouper celles offrant un bon compromis entre la production de grains, de sucre et de biomasse. Ils ont également déterminé deux autres groupes rassemblant chacun des variétés performantes pour un usage unique : la production de grains ou celle de sucre. 

Mais toutes les variétés de sorgho n’ont pas les mêmes potentialités dans ce domaine, et certaines semblent mieux à même de répondre à des usages multiples. C’est le cas de certaines variétés traditionnelles ouest-africaines de sorgho-grain, en particulier celles du groupe des sorghos de décrue de la région du fleuve Sénégal, qui peuvent allier une importante biomasse et des tiges sucrées et juteuses.

Les chercheurs du Ceraas et du Cirad se sont intéressés à ces sorghos, qui constituent une source potentielle de gènes pour créer des variétés multi-usage plus performantes.

Des variétés traditionnelles prometteuses

Ils ont étudié une collection de 84 variétés traditionnelles de sorgho, de provenance sénégalaise pour la plupart, et 4 cultivars témoins, à Bambey, au Sénégal. Il s’agissait de déterminer les caractères et combinaisons de caractères nécessaires pour obtenir une variété de sorgho multi-usage performante, mais aussi d’identifier des géniteurs potentiels pour de futurs programmes de sélection.

L’évaluation concernait 20 caractères liés à la phénologie, à la morphologie et à la production de sucre et de grains, avec deux dates de semis, l’une précoce, en juillet, l’autre tardive, en août. Elle mettait l’accent sur la sensibilité à la photopériode des variétés, car les variétés photosensibles ont un meilleur potentiel de production de biomasse de tiges en cas de semis précoce et une production assurée de grains en cas de semis tardif.

Trouver un compromis entre production de grains, de sucre et de biomasse

Sur la base des caractères mesurés pour le semis précoce, les chercheurs ont classé les variétés en trois groupes pour leur capacité à combiner production de sucre, de biomasse végétative et de grains.

Deux groupes incluent les variétés performantes pour un usage unique : l’un pour la production de grains et l’autre pour celle de sucres. Le troisième groupe rassemble les variétés qui offrent un bon compromis entre la production de grains, de sucre et de biomasse.

Des processus physiologiques à élucider

Les recherches se poursuivent pour mieux comprendre les processus physiologiques en jeu. La relation entre la taille et l’anatomie des entre-nœuds et la teneur en sucre va faire l’objet d’une étude spécifique, et des travaux sont déjà engagés sur le rôle joué par le caractère stay-green ― un retard de la sénescence des feuilles, qui permet de prolonger l’activité photosynthétique en fin de cycle et assure ainsi un bon remplissage du grain ― dans le maintien du rendement en sucre dans des conditions de déficit hydrique postfloral.