Symbiose plantes-bactéries : alternative aux engrais chimiques ?

Une récente publication dans la revue Microbiome a levé le voile sur une approche prometteuse visant à réduire notre dépendance à l’égard des engrais chimiques nocifs pour l’environnement, en optimisant l’interaction naturelle entre les plantes et les bactéries.

Alors que la population mondiale ne cesse de croître et que les rendements agricoles sont menacés par le changement climatique, les scientifiques cherchent des méthodes durables pour stimuler la croissance des plantes.

Symbiose plantes-bactéries, levier pour une agriculture durable ?

Menée par des chercheurs des Universités de Warwick et de Justus Liebig (Allemagne), cette étude propose une nouvelle méthode pour améliorer l’absorption des nutriments par les plantes et leur croissance, ce qui pourrait à terme diminuer le besoin d’engrais chimiques. Ces derniers représentent en effet un risque environnemental majeur lorsqu’ils se répandent dans les cours d’eau ou lorsqu’ils contribuent à la libération d’oxyde nitreux, un puissant gaz à effet de serre, lors de leur décomposition dans le sol.

L’équipe de recherche s’est intéressée à l’efficacité des relations entre les plantes et les bactéries, connues sous le nom de symbiose ou nodulation, tout en explorant leur impact sur les autres micro-organismes présents dans le sol. Les légumineuses, comme les pois et les haricots, entretiennent des relations symbiotiques avec des bactéries appelées rhizobiums, qui fixent l’azote de l’air et fournissent des nutriments aux plantes.

Cette interaction permet aux légumineuses d’acquérir des nutriments du sol, favorisant ainsi leur croissance et leur résilience au stress sans recours excessif aux engrais chimiques. Cependant, le résultat de cette efficacité symbiotique dépend de la capacité des bactéries à fixer l’azote et du type de sol.

Évaluation des potentiels des biofertilisants

Grâce à un financement du Conseil de Recherche en Biotechnologie et Sciences Biologiques (BBSRC), les scientifiques ont évalué l’influence de différentes efficacités symbiotiques sur la croissance des plantes, leur nutrition et les micro-organismes du sol, ouvrant ainsi la voie à d’éventuelles applications en tant que biofertilisants.

Pour cette étude, ils ont utilisé une espèce de légumineuse capable d’interagir avec différentes bactéries fixatrices d’azote dans divers types de sols présents dans les environnements agricoles.

En utilisant différentes souches de bactéries, l’équipe a mesuré les réponses des plantes, le contenu minéral, et a enregistré les communautés bactériennes et fongiques dans différents lieux – sol, surface des racines et à l’intérieur de la racine.

En analysant cet ensemble de données exhaustif, ils ont obtenu des informations précieuses sur l’impact de l’efficacité symbiotique.

L’importance de la symbiose dans la croissance des plantes

Le professeur Patrick Schäfer de l’Université Justus Liebig, à Gießen, en Allemagne, a souligné l’importance de la symbiose avec une communauté complexe de micro-organismes, connue sous le nom de microbiome, dans la détermination de la croissance et de la santé des plantes. L’étude a montré que le statut nutritif du sol influençait la symbiose entre les rhizobiums bénéfiques et les légumineuses, où la fixation de l’azote atmosphérique avait lieu en échange de nutriments.

La Dr. Beatriz Lagunas, co-auteure de l’étude de l’École des Sciences de la Vie de l’Université de Warwick, a souligné que la symbiose avec différentes espèces de bactéries peut modifier l’ensemble du microbiome de la racine. Les chercheurs ont identifié des souches microbiennes au sein de cette communauté qui pourraient servir de biofertilisants bénéfiques à l’avenir.

Implications et futurs développements

La Professeure Miriam Gifford, également de l’École des Sciences de la Vie de l’Université de Warwick, a souligné les implications majeures de cette recherche pour assurer la production d’importantes cultures de légumineuses comme les haricots et les pois. L’équipe prévoit d’évaluer plus avant l’impact des microbes sur différentes espèces de plantes pour évaluer leur croissance et leur résilience au stress.

En collaboration avec des entreprises agricoles, ils envisagent d’explorer l’application de ces microbes en tant que biofertilisants, réduisant ainsi l’utilisation d’engrais chimiques et minimisant leur impact environnemental.

En synthèse

Il est indéniable que l’étude apporte une contribution significative à la compréhension de la symbiose entre les plantes et les bactéries, ainsi qu’à l’exploration de méthodes durables pour stimuler la croissance des plantes. Cette recherche a le potentiel d’offrir une alternative prometteuse aux engrais chimiques traditionnels, avec une approche respectueuse de l’environnement.

Pour une meilleure compréhension

Qu’est-ce que la symbiose plantes-bactéries ?

La symbiose plantes-bactéries est une relation bénéfique qui s’établit entre certaines plantes et bactéries. Les plantes hébergent les bactéries en leur fournissant un habitat et des nutriments, tandis que les bactéries aident la plante à absorber des nutriments essentiels de l’air ou du sol, favorisant ainsi sa croissance.

Quel est l’impact des engrais chimiques sur l’environnement ?

Les engrais chimiques peuvent avoir un impact négatif considérable sur l’environnement. Lorsqu’ils se répandent dans les cours d’eau, ils peuvent causer la prolifération d’algues nuisibles, affectant ainsi la vie aquatique. En outre, lors de leur décomposition dans le sol, ils peuvent contribuer à la libération d’oxyde nitreux, un puissant gaz à effet de serre.

Qu’est-ce qu’un biofertilisant ?

Un biofertilisant est un type d’engrais qui utilise des organismes vivants pour enrichir le sol en nutriments essentiels. Ils sont souvent perçus comme une alternative plus durable et respectueuse de l’environnement aux engrais chimiques traditionnels.