Les mycorhizes, les biofertilisants naturels du sol

Les légumes représentent un groupe de cultures très demandées dans le monde en raison de leur haute valeur nutritionnelle, de leurs utilisations diverses et de leur adaptabilité à différents domaines.

En général, les légumes sont exigeants dans les sols fertiles riches en matière organique et demandent une grande quantité de nutriments. Cependant, ces dernières années, l’utilisation incorrecte des engrais chimiques a eu des impacts négatifs sur les écosystèmes, ce qui a forcé le développement de nouvelles stratégies écologiques basées sur des interactions biologiques bénéfiques pour augmenter la disponibilité des nutriments dans le sol .

Il est donc nécessaire de promouvoir des alternatives plus respectueuses de la nature et qui permettent une qualité de vie adéquate pour l’homme et le reste de la biotique de la planète. La production et l’utilisation de biofertilisants est l’une des alternatives prometteuses, car elles permettent de réduire la dose d’engrais chimiques (synthétiques), sans affecter la production et les performances des systèmes agricoles. De plus, ils favorisent la croissance des plantes grâce aux substances qu’ils produisent. Ils permettent également la protection des cultures contre les pathogènes et sont plus compatibles avec la biologie du sol.

Que sont les biofertilisants ?

Le biofertilisant est un produit qui contient un ou plusieurs micro-organismes qui, lorsqu’ils sont appliqués sur la graine ou le sol, augmentent leur nombre et peuvent être associés directement ou indirectement dans les racines des plantes, établissant des interactions et augmentant le développement et la reproduction de la plante. En ce sens, il existe des produits tels que les mycorhizes, les solubilisants du phosphore, les fixateurs d’azote et certains à usage multiple comme décomposeurs de matière organique.

Les biofertilisants influencent les cycles des nutriments, les caractéristiques physiques du sol et le développement des plantes de telle manière que nous pouvons les classer dans les types suivants :

• Fixateurs d’azote atmosphérique.
• Améliorants de l’absorption des nutriments par la plante.
• Solubilisants des éléments nutritifs du sol.
• Transformateurs et minéralisateurs de matière organique.
• Améliorants de la structure du sol.
• Augmenter la résistance des plantes au stress hydrique et à la salinité.
• Libérer des substances qui favorisent la croissance et le développement des plantes.
• Défenseurs des plantes contre les ravageurs et les maladies.

Comment les biofertilisants interagissent-ils avec le sol et les plantes ?

Dans le sol, milieu naturel pour le développement de la vie animale, végétale et microbienne, il existe environ 30 000 espèces de bactéries, d’actinomycètes et de champignons, dont seulement 10 pour cent sont connus.

Les micro-organismes du sol présentent de multiples avantages, parmi lesquels se distinguent les suivants :

• Germination et enracinement des graines,
• La plus grande disponibilité de nutriments,
• Amélioration de la structure du sol,
• La protection des plantes contre les stress de diverses natures, comme par exemple la lutte biologique contre les maladies des plantes.

Quel est le rôle des champignons en tant que biofertilisants ?

Les champignons se distinguent parmi les biofertilisants pour la solubilisation du phosphore inorganique, soit par la production d’acides organiques et d’enzymes, soit par la capacité à établir des associations avec les racines des plantes formant des mycorhizes , qui sont commercialisées avec succès comme biofertilisants efficaces.

Les champignons constituent une grande partie de la population microbienne totale du sol ; Ils se trouvent dans une moindre mesure par rapport aux bactéries et remplissent des fonctions précieuses dans le sol, contribuant un pourcentage important de la biomasse édaphique en raison du grand diamètre de leurs filaments et du vaste réseau qu’ils forment.

Les genres cultivables fréquemment rencontrés dans le sol sont : Mucor sp., Chaetomium sp., Fusarium sp., Penicillium sp., Aspergillus sp., Trichoderma sp., Verticillium sp., Rhizoctonia sp. et Rhizopus sp.

Dans l’environnement du sol, les champignons sont importants car ils sont une source de nourriture pour d’autres organismes, ils sont des antagonistes des agents pathogènes, ils créent des relations bénéfiques telles que la symbiose, ce sont des saprophytes, ils dégradent les résidus de culture et ce sont des agents biotiques qui améliorent la structure et le sol. aération.

Qu’est-ce que la mycorhize ?

Les mycorhizes (du grec myces, champignon et rhiza, racine) représentent l’association entre certains champignons (mycobiontes) et les racines des plantes (phytobiontes), ( Fig 1 ).

Figure 1. Association des hyphes champignon-racine

Le terme « mycorhize » a été inventé par Frank, un pathologiste forestier allemand, en 1877, lors de l’étude des racines de certains arbres forestiers. Vers 1900, le botaniste français Bernard souligna son importance ; définit les mycorhizes en termes fonctionnels et structurels, comme « des organes à double absorption qui se forment lorsque des champignons symbiotiques vivent dans les organes d’absorption sains (racines, rhizomes ou thalles) de plantes terrestres, aquatiques ou épiphytes ».

Dans cette association, la plante fournit au champignon des glucides (sucres, produit de sa photosynthèse) et un micro habitat pour compléter son cycle de vie ; tandis que le champignon, à son tour, permet à la plante une meilleure absorption d’eau et de nutriments minéraux avec une faible disponibilité dans le sol (principalement du phosphore), ainsi que des défenses contre les agents pathogènes. Les champignons et les plantes sont mutuellement bénéfiques, de sorte que l’association est considérée comme un « mutualisme ». Environ 80 % des familles de plantes existantes ont le potentiel de former ce type d’association.

Les mycorhizes augmentent la capacité d’absorption des nutriments de la racine , du fait que le mycélium fongique (tissu mycorhizien), étant une extension des radicelles, explore beaucoup plus de volume du sol que la racine seule.

Souvent, les populations naturelles de mycorhizes sont insuffisantes ou inefficaces pour établir une bonne symbiose, ce qui affecte le développement d’une communauté végétale. Dans ces cas, les efficacités symbiotiques peuvent être augmentées avec l’inoculation de champignons efficaces et compétitifs disponibles dans le commerce.

Les mycorhizes arbusculaires (MA) sont le type de mycorhizes qui forment la plupart des plantes d’intérêt agricole. Dans cette association, le champignon forme des arbuscules qui sont les structures où s’effectue l’échange de carbone et de phosphore entre le champignon et la plante. Certains champignons mycorhiziens forment des vésicules sur le mycélium interne, qui sont des structures de réserve du champignon ( Fig 2 ).

Figure 2 . Mycorhize arbusculaire. A) Racine de Mimosa luisana (Leguminosae, Mimosoideae); h : hyphes intercellulaires, v : vésicules, ar : arbuscules ; B) Spores de champignons mycorhiziens arbusculaires ; a) Pacispora sp., et b) Funneliformis sp.

Quels sont les bienfaits des mycorhizes ?

• Ils favorisent l’absorption des ions faibles mobiles du sol, notamment les phosphates, mais aussi le zinc, le cuivre et l’ammonium.
• Meilleure croissance des plantes, principalement dans les sols à faible teneur en éléments nutritifs.
• Plus grande capacité d’absorption d’eau et tolérance à la sécheresse.
• Protection contre les agents pathogènes des racines.
• Détoxification des métaux lourds.
• Protection contre les variations de température en dehors de la gamme écologique des cultures et/ou des conditions de sécheresse.
• Stabilisation des agrégats de particules de sol.
• Stimulation d’autres micro-organismes symbiotiques membres de la communauté rhizosphérique.
• L’apparition de mycorhization permet une nodulation et une fixation d’azote accrues dans les légumineuses, favorisant une meilleure nutrition avec du phosphore dans les plantes inoculées qui améliorent leur taux de croissance et augmentent la production d’antioxydants.

Quels sont les bénéfices de la mycorhization pour le sol ?

En relation avec le sol, les champignons mycorhiziens constituent une composante vitale de leur microbiologie, puisqu’il est reconnu qu’ils produisent de la glomaline, une glycoprotéine protectrice de l’hyphe, qui a pour effet de liant naturel qui stimule l’agrégation des particules dans le sol. La glomaline a montré une grande persistance dans le sol et la capacité d’occuper une fraction significative de la matière organique et du carbone total du sol ( Fig 3) .

Graphique 3 . La glomaline est le matériau vert de cette photo d’agrégat de sol. Extrait de « Le rôle des champignons mycorhiziens et leur gestion (Douds, sd)

L’effet bénéfique de la symbiose champignon-plante sur l’augmentation de l’extension et du volume du système racinaire, ainsi que les hyphes des champignons, permettent une plus grande rétention physique des particules du sol.

L’interaction de la symbiose mycorhizienne avec d’autres microorganismes du sol permet d’établir des coopérations bénéfiques avec une large représentation de ceux-ci et en compétition avec d’autres, qui sont généralement de type phytopathogène.

En colonisant les portions racinaires des mycorhizes, les exsudats qu’elles dégagent aident les populations de bactéries à se reproduire plus efficacement, puisque les deux groupes font partie de la matrice biologique du sol. Parmi les genres bactériens détectés figurent  Pseudomonas spp., Bacillus subtilis, Azospirillum sp. et Azotobacter sp .; les deux derniers importants dans les mécanismes de fixation non symbiotique de l’azote ».

Quelques pratiques agroécologiques pour favoriser la mycorhization

De manière générale, certaines alternatives agroécologiques sont suggérées qui tendent à favoriser la mycorhization, qui correspondent significativement à certaines de celles recommandées pour la conservation des sols et de l’eau.

• Travail minimum du sol, tant dans le conditionnement et la préparation que dans l’entretien des cultures.
• Rotation, association, succession des cultures.
• Apports des sources organiques au sol.
• Gardez le sol couvert, dans des alternatives de couverture morte et/ou vivante.
• Ne brûle pas les résidus de culture.
• Gestion des quantités minimales dans le dosage des engrais chimiques et des pesticides, en particulier du phosphore et des fongicides, respectivement. Dans les cas possibles, renoncer à son utilisation.
• Inoculation avec des champignons mycorhiziens, de préférence avec des espèces indigènes.

Les principaux adversaires technologiques de la mycorhization dans les cultures d’intérêt agricole sont :

• Le travail du sol et toutes les activités de culture effectuées jusqu’à environ 10 cm de profondeur dans le sol, car elles produisent la rupture et la désintégration du mycélium externe des mycorhizes arbusculaires.
• Applications d’engrais chimiques et minéraux (à fortes doses, plus de dégâts).
• Applications de pesticides polluants (à fortes doses, plus de dégâts).

Les raisons les plus acceptées de la non- prolifération de la symbiose mycorhizienne, lors d’applications de phosphore à fortes doses, sont les suivantes :

• Les racines, dans les milieux riches en phosphore, n’exsudent pas autant de produits stimulants des branches d’hyphes et donc il y a moins de contacts d’infection ou de colonisation.

• Les plantes riches en phosphore ne fournissent pas autant de glucides au champignon. Cela limite la colonisation de la racine au sol.

• Moins de glucides apportés au champignon réduisent la quantité de sporulation et donc sa reproduction, en raison d’un manque d’énergie adéquate.

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Comment utiliser les mycorhizes comme biofertilisants dans les cultures ?

Le manuel «BIOFERTILISANTS POUR UNE PRODUCTION PROPRE DE LEGUMES» recommande d’utiliser les mycorhizes des genres Glomus sp., Acaulospora sp., Entrosphosfora sp, Scutellospora sp., Dans leurs présentations commerciales, comme indiqué dans le tableau suivant :

D’autre part, la FAO (Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture) indique que pour l’utilisation du produit, il doit être en contact avec le système racinaire de la plante, c’est pourquoi il est appliqué au moment du semis ou de le transplant à des doses de 20 à 30 gr par site ou par plante, en fonction de la concentration de l’inoculum mycorhizien dont dispose le produit commercial.

Les recommandations supplémentaires pour l’utilisation des biofertilisants sont :

• Conserver le sachet ou le flacon du biofertilisant concentré dans des conditions hermétiques pour éviter tout type de contamination ou d’altération du produit.
• Mélangez le biofertilisant avec les graines à semer, selon la quantité suggérée par le fabricant.
• Laissez sécher les graines imprégnées du biofertilisant dans un endroit frais et ombragé.
• Semez les graines prétraitées après séchage du produit.Ce semis doit être fait aux premières heures de la journée ou au crépuscule, lorsque l’ensoleillement et la chaleur sont diminués ou tolérables.
• Lorsque vous avez des semis et si le biofertilisant est liquide, les petites racines des semis doivent être immergées dans la solution aqueuse avec le produit, en tenant toujours compte de la formulation recommandée. Si le bioinput est solide, il doit être appliqué au préalable à l’endroit ou au trou où doit être placé le plant.
• S’assurer de la qualité du produit en vérifiant l’étiquette ou en consultant le fabricant, en tenant compte de la quantité de micro-organismes par gramme, s’il est solide, ou millilitre, s’il est liquide, et de l’absence de micro-organismes pathogènes ou phytopathogènes.
• Ne pas utiliser de sachets ou de pots avec une date de péremption et qui ne présentent pas les données du lot et la date de fabrication.
• Ne mélangez pas le biofertilisant avec des produits pesticides tels que des insecticides, des fongicides, des herbicides, ou même avec des engrais chimiques qui peuvent affecter la croissance des micro-organismes.
• Faites les applications périodiques requises par le produit, rappelez-vous que la colonisation des micro-organismes du biofertilisant dans la rhizosphère des plantes doit être favorisée, ce qui ne peut être réalisé avec une seule application

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Conclusion

Les mycorhizes arbusculaires constituent une alternative écologiquement et agronomiquement réalisable pour divers systèmes de production agricole, car elles présentent une grande plasticité écologique, elles se manifestent dans la plupart des cultures d’intérêt agricole et il existe des bases scientifiques et techniques pour leur mise en œuvre dans la pratique agronomique.

Bibliographie consultée

Évaluation agroécologique des mycorhizes à vésicules arbusculaires

Magazine Advances, volume 16 n° 4 (2014)

• Gestion des sols en production maraîchère avec de bonnes pratiques agricoles

FAO 2013. ORGANISATION DES NATIONS UNIES POUR L’ALIMENTATION ET L’AGRICULTURE

• Biofertilisants pour la production propre de légumes. Manuel du producteur

Le Ministère de l’Agriculture et du Développement Rural, la Société Autonome Régionale de Cundinamarca RCA, la société TECSOL Ltda, l’Association des Producteurs de Coagrocol et l’Université Nationale de Colombie.

Première édition 2011 ISBN : 978-958-719-734

• Fertilisation biologique : des techniques de pointe pour un développement agricole durable

Production + Limpia, Vol.5, Nº. 2 (juillet-décembre), 2010, p. 77-96

• Évaluation des mycorhizes arbusculaires en interaction avec des engrais organiques comme aides à la croissance dans la production horticole de la vallée de l’Alto de Cochabamba, Bolivie

RevActaNova.  vol.3 n.4 2007