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5 Fév, 2024

Des microbes synthétiques s’unissent pour détruire les mauvaises herbes en toute sécurité et stimuler la croissance du blé

Des microbes synthétiques s’unissent pour détruire les mauvaises herbes en toute sécurité et stimuler la croissance du blé

Un moyen sain de lutter contre les mauvaises herbes pourrait changer la donne pour les cultures de blé.

Les herbicides ont été présentés comme des produits chimiques « miracles » lorsqu’ils ont changé à jamais les pratiques agricoles à la fin des années 1940, mais les chercheurs cherchent aujourd’hui désespérément un moyen plus durable, plus respectueux des sols et non toxique de lutter contre les mauvaises herbes tout en favorisant la croissance des cultures. Aujourd’hui, des chercheurs chinois pensent avoir fait une avancée majeure qui pourrait donner aux cultures de blé un avenir respectueux de l’environnement.

L’équipe de l’université agricole de Huazhong a mis au point de nouvelles communautés microbiennes synthétiques cultivées en laboratoire, également appelées SynComs, qui agissent essentiellement comme un microbiome microscopique pour éliminer une mauvaise herbe cible tout en stimulant la santé et la croissance de la culture. Dérivé de bactéries isolées à partir de rhizosphères de mauvaises herbes ou de blé, un SynCom en particulier s’est révélé très prometteur pour aider l’industrie à réduire l’utilisation d’herbicides.

Dans une étude comparative en serre de quatre SynComs – C1, C2, C3 et C4 – C4 s’est hissé au premier rang, ciblant l’adventice agressive et nuisible Phalaris minor qui affecte les cultures de blé, tout en stimulant la santé et la croissance du grain.

« Tous les SynComs ont amélioré la croissance du blé, ce qui s’est traduit par une augmentation des valeurs SPAD (Soil Plant Analysis Development : Développement de l’analyse des plantes du sol) et de la biomasse fraîche », note l’équipe. « Parallèlement, le SynCom C4 a réduit efficacement les valeurs SPAD et la biomasse fraîche de la mauvaise herbe infestante, Phalaris minor, lorsqu’il est associé à l’herbicide Axial à faible dose.

Encouragés par ces résultats, les chercheurs ont mené un essai à grande échelle sur le terrain, dans une zone qui avait subi de graves infestations de P. minor pendant plusieurs années consécutives. Ils ont expérimenté différentes doses d’Axial – 25 %, 50 %, 75 % et 100 % – et ont découvert une zone idéale qui pourrait potentiellement conduire à une réduction significative des produits chimiques utilisés sur cette culture de base.

« La combinaison de C4 avec 50 % et 75 % d’Axial a considérablement amélioré la croissance du blé en atténuant les effets secondaires de l’herbicide sur le blé », notent les chercheurs. « L’infestation de mauvaises herbes a réduit le rendement en grains de 16 % et 25 % à la dose de 50 % et 75 % d’Axial, respectivement. La combinaison d’Axial et de C4 a permis de récupérer jusqu’à 22 % de la perte de rendement en grains en cas d’infestation de mauvaises herbes, par rapport à Axial seul.« 

« Nos résultats suggèrent que la combinaison d’herbicides et de SynComs présente des effets synergiques pour lutter contre Phalaris minor et favoriser la croissance du blé, de sorte que cette combinaison constitue une stratégie de lutte contre les mauvaises herbes durable et respectueuse de l’environnement. »

Les herbicides ont connu le meilleur et le pire depuis leur commercialisation, qui a vu des centaines de composés synthétisés largement utilisés dans l’agriculture intensive, augmentant les rendements et réduisant le travail manuel. Mais alors qu’ils ont été largement utilisés pour lutter contre les plantes qui détruisent les récoltes et pour stimuler la croissance, leur toxicité pour l’homme est apparue clairement après que l’armée américaine a utilisé le mélange d’herbicides mieux connu sous le nom d’agent orange (ainsi que pourpre, bleu, rose, vert et blanc) pour défolier les arbres et détruire la végétation et les récoltes pendant la guerre du Viêt Nam. Cet herbicide a été interdit aux États-Unis en 1971 (un an avant le Dichlorodiphényltrichloréthane, ou DDT, un pesticide toxique).

Bien que l’utilisation des herbicides aux États-Unis soit fortement réglementée, elle a de graves répercussions. Tout comme le microbiome de l’intestin humain est important pour la santé globale, la population microbienne du sol est essentielle pour la vie qu’elle entretient. Les herbicides réduisent la matière organique qui assure le cycle des nutriments dans le sol, dégradent ce microbiome unique et réduisent le rendement des cultures. Cette situation peut à son tour entraîner une augmentation des produits chimiques utilisés pour favoriser la croissance.

Cependant, les SynComs ont aussi leur part de défis, comme celui de faire face à des espèces concurrentes dans le sol lorsqu’ils sont relâchés dans un environnement naturel. Les microbes synthétiques peuvent également changer avec le temps en raison de l’évolution et du transfert horizontal de gènes. (L’utilisation d’herbicides a également permis aux plantes de développer des mécanismes de résistance aux attaques chimiques répétées).

Dans cette étude, les scientifiques ont constaté que le C4 améliorait considérablement la croissance du blé, même en l’absence d’Axial dans le mélange. Il s’agit d’un développement prometteur dans un domaine de recherche qui comprend de nouveaux types d' »herbicides », tels qu’un herbicide à base de sucre, un autre provenant d’un antibiotique « raté », et même de la mousse à base de plantes.

« Le C4 a montré une double fonction souhaitable de contrôle de P. minor et de promotion de la croissance du blé dans des conditions de terrain lorsqu’il est utilisé même avec une faible dose d’herbicide », notent les chercheurs. « Par conséquent, l’intégration de SynComs et d’une faible dose d’herbicide devrait constituer une stratégie de lutte contre les mauvaises herbes durable et respectueuse de l’environnement.

https://link.springer.com/article/10.1007/s42832-023-0207-1

https://www.hzau.edu.cn/en/HOME.htm

https://journal.hep.com.cn/hep/EN/hep/home.shtml

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK236347/

https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fagro.2022.896307/full