Le développement agricole s’est consacré au XXème siècle à améliorer la protection phytosanitaire des cultures contre les maladies et ravageurs. Pourtant, les stress environnementaux représentent une part importante, si ce n’est la principale, dans les pertes de potentiel de production. Dans le nouveau règlement européen sur les matières fertilisantes entré en vigueur en juillet 2022, une nouvelle catégorie d’intrants a vu le jour, les biostimulants, avec parmi les fonctionnalités qui y sont rattachées le renforcement de la tolérance des cultures aux stress abiotiques. Le XXIème siècle sera-t-il alors celui des biostimulants ?
Stress biotiques et abiotiques, quelle différence ?
Les stress sont classés en deux grandes catégories. D’un côté ceux liés à l’action d’organismes vivants tels que les bactéries, virus, champignons, insectes ou encore les adventices : on qualifie ces stress de biotiques. De l’autre côté les stress abiotiques qui sont le fait de facteurs non vivants : la chaleur, le froid, le manque d’eau, la salinité, les carences nutritives, etc…
En fonction du stade physiologique de la plante au moment de son exposition à ces stress abiotiques, les conséquences seront variables : mauvaise levée, perte de pieds, mauvais développement végétatif, avortement des fleurs…
Au final, ce sont les composantes déterminantes du rendement qui s’en trouvent affectées.
Les pertes de rendement liées aux conséquences des stress abiotiques représentent 50 à 70% du potentiel des cultures. Et avec un changement climatique de plus en plus marqué, il est évident que la pression sur les cultures ne va pas aller en diminuant.
Que se passe-t-il dans la plante lors d’un stress abiotique ?
Les contraintes environnementales que subissent les plantes conduisent à deux types de stress qualifiés de secondaires : les stress oxydants et les stress osmotiques.
Le stress oxydant résulte de la formation et de l’accumulation dans les cellules végétales de molécules dérivées de l’oxygène : les ERO – Espèces Réactives de l’Oxygène (Figure 1)
En situation de stress modéré, la plante est capable de réguler seule la concentration de ces composés toxiques et de les neutraliser.
Mais lorsque le stress s’intensifie ou lorsqu’il dure trop longtemps, les quantités d’ERO ne sont plus contrôlées, s’accumulent et conduisent à la destruction des constituants cellulaires (lipides, protéines, pigments…), à la déstructuration des membranes et à la mort de la cellule (Figure 2).
Le stress osmotique quant à lui se déclenche en situation de déficit hydrique ou de stress salin, lorsque les quantités d’eau transpirées par la plante sont supérieures aux quantités qu’elle absorbe.
Dans cette situation la turgescence des cellules s’affaisse, les stomates se ferment, la photosynthèse ralentit et la plante cesse de se développer.
Par leur processus évolutif, les plantes sont capables de mettre en œuvre des mécanismes de perception et de réponse vis-à-vis des contraintes environnementales, leur permettant ainsi de se protéger jusqu’à un certain niveau de stress.
Mais avec le réchauffement de l’atmosphère, le changement du climat se manifeste de plus en plus, avec notamment une augmentation de la fréquence des épisodes de sécheresse par endroit, et ailleurs des excès de précipitations. Dans ce contexte, le niveau de stress abiotiques appliqué sur les cultures augmente, expliquant ainsi en partie le plafonnement des rendements depuis quelques années. Il devient alors capital d’élaborer et de déployer à large échelle les moyens pour aider les cultures et les agriculteurs à faire face à ces changements.
Quelles solutions pour soutenir les cultures ?
Parmi les outils développés pour lutter contre les stress abiotiques, figurent les biostimulants pour les plantes et les sols. Entre les premiers produits mis sur le marché il y a quelques dizaines d’années et les formulations qui sortent aujourd’hui des services R&D, des avancées considérables ont été faites dans l’identification des actifs et dans la compréhension de leurs modes d’actions sur les mécanismes physiologiques des plantes.
Les extraits d’algues rouges et brunes par exemple apportent à la plante des osmorégulateurs (glycine bétaïne, proline, mannitol, floridoside…), mais également des antioxydants (acide ascorbique, caroténoïde, …) ainsi qu’un ensemble d’oligo-éléments, d’acides aminées, de sucres et de vitamines.
Autre exemple : certaines associations de minéraux intensifient la libération dans la cellule végétale de messagers d’alerte au stress afin de permettre à la plante de se détoxifier plus rapidement (Figure 3).
La combinaison d’actions croisées à la fois sur le sol et sur la plante augmente également le niveau de tolérance des cultures face aux situations de stress. En étroite interaction via leurs racines et la rhizosphère, les plantes « communiquent » en permanence avec le sol afin d’absorber suffisamment de minéraux et d’eau pour garantir leur croissance.
Le développement constant des connaissances scientifiques sur les liens étroits qui unissent la plante et le sol sont assurément porteurs d’innovation pour le futur. L’ère des biostimulants ne fait que commencer !
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