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Les biostimulants, de nouveaux outils prometteurs

Auteur

Frédérick Girard, agr.

Publié le

1 septembre 2022

Article publié dans le Québec Vert numéro : juin-juillet

« Biostimulant ». C’est un mot qui circule depuis plusieurs années, qui évoque la vitalité et qui fait parfois miroiter des propriétés remarquables. Tantôt promus comme une aide à l’augmentation des rendements dans les cultures, tantôt comme un baume allégeant les stress des plantes, une question demeure : est-ce que ces substances réalisent leurs promesses? Cet article tentera de répondre à cette question.

Qu’est-ce qu’un biostimulant?

Commençons par définir ce terme, une tâche moins facile qu’elle n’en as l’air! En effet, il n’existe pas à ce jour de définition officielle pour ce mot. Du côté européen, le European Biostimulants Industry Council (EBIC) a proposé cette définition : « Les biostimulants des plantes contiennent une ou des substances et/ou microorganismes, dont la fonction lorsqu’appliqués sur une plante ou dans la rhizosphère est de stimuler les processus naturels, afin d’améliorer l’absorption des nutriments, l’efficacité des nutriments, la tolérance aux stress abiotiques et la qualité des cultures » (TLDR).

On remarque donc qu’il ne s’agit pas de fertilisants mais de substances ou de microorganismes, définis par leurs effets et non par leur nature, dont les bénéfices ne sont pas dû à leur contenu nutritionnel mais plutôt par leur effet régulateur sur le métabolisme et le développement d’une plante.

Les différents types de biostimulants

Comme vous l’aurez deviné, plusieurs types de produits ou de substances peuvent être considérés comme des biostimulants. Voici quelques exemples de catégories de biostimulants et leurs propriétés.

Les extraits d’algues marines :

Lorsqu’on pense aux biostimulants, c’est probablement le premier exemple qui nous vient en tête! Et pour cause, ce sont les biostimulants les plus étudiés jusqu’à ce jour.

Ces extraits sont non-homogènes, donc des mélanges complexes de différentes substances dans lesquels on retrouve des phytohormones (auxines, cytokinines, gibbérellines et acide abscissique), ainsi que des glucides polysaccharides comme la laminarine, le fucoïdane et l’alginate, pour ne nommer que ceux-ci. Le contenu général et l’abondance relative de chaque composé dans ces extraits varient considérablement d’un produit à un autre, selon les types d’algues utilisées et les traitements effectués pour obtenir le produit fini. Des composés agissants comme des hormones, appelés en anglais « hormone-like compounds », ont également été identifiés dans les extraits d’algues, tels que la bétaine et la rhodomorphine.

Les extraits de ces plantes marines, appliqués au sol ou en arrosage foliaire, auraient plusieurs effets désirables sur les végétaux. Au niveau de la croissance des plantes, ils auraient la capacité de favoriser : la germination, la croissance des racines et des tiges, une meilleure absorption des éléments, le contenu en pigments et un plus grand nombre de fleurs et de fruits. Le rendement d’une culture s’en trouverais également augmenté.

Un autre effet positif de ces extraits est d’améliorer la résistance des plantes aux stress abiotiques et biotiques. Ils seraient en fait souvent les biostimulants les plus efficaces à induire une tolérance aux stress. Plusieurs des composés présents dans les extraits d’algues sont soupçonnés d’agir comme « activateurs » de la réponse de la plante à des stress, par exemple le froid ou le manque d’eau.

La stimulation de la production de métabolites secondaires est également un des effets positifs répertoriés pour ces extraits. Ces métabolites sont importants pour les plantes, surtout dans leur défense contre différents stress, mais également pour l’humain car ils confèrent de meilleures propriétés organoleptiques aux plantes cultivées. En effet, les terpènes, les composés phénoliques et les alcaloïdes, tous des métabolites secondaires dans les plantes, contribuent grandement aux arômes et saveurs des fruits et fines herbes. Une étude utilisant un extrait d’Ascophyllum nodosum en traitement foliaire a démontré une augmentation de la production de différents métabolites secondaires dans des plants de menthe et de basilic. Une autre étude, employant un extrait de Sargassum johnstonii en application foliaire sur des plants de tomate, a conduit à une augmentation du lycopène, responsable de la couleur rouge caractéristique de la tomate, ainsi qu’à une augmentation du contenu en sucre, en acide ascorbique et en phénols dans les fruits.

Hydrolysats de protéines :

Obtenus par l’hydrolyse de protéines, ils sont constitués de peptides et d’acides aminés dérivés soit de protéines animales ou végétales. Des exemples plus connus de ce type de biostimulants sont les hydrolysats de poisson et l’hydrolysat de luzerne. La source de protéine et la méthode d’hydrolyse utilisée ont un fort impact sur le contenu en acides aminés et peptides, ainsi que sur leur abondance relative.

Des peptides retrouvés dans certains hydrolysats auraient un effet bénéfique sur le développement racinaire. Dans l’hydrolysat de luzerne, on retrouverait des régulateurs de croissance tels que le triacontanol et l’acide indole-acétique (AIA), une auxine. La croissance de plants de maïs subissant un stress de salinité aurait été encouragée par une application de cet hydrolysat, comparé à des plants témoins.

De manière générale, ces produits augmenteraient la capacité des plantes à absorber les éléments nutritifs, dans plusieurs cultures comme la tomate, la laitue et le maïs.

Au niveau des maladies, un mélange de protéines animales et de levures aurait conféré une meilleure résistance à l’oïdium chez des plants de vigne au champ, en stimulant l’expression de gènes reliés à la défense contre des pathogènes.

Acides aminés :

Ces acides sont en quelque sorte les blocs permettant de construire les protéines.

L’acide beta-aminobutyrique serait capable de provoquer une réponse plus précoce à un manque d’eau et une plus forte expression des gènes liés à la réponse à ce stress chez Arabidopsis thaliana, une plante couramment utilisée comme modèle dans les études génétiques chez les plantes.

Quelques études avec l’acide aminé L-proline (Pro) ont démontrées son efficacité à augmenter la tolérance des plantes étudiées à des stress comme la salinité, la sécheresse, le froid ou encore la chaleur. Les effets positifs de cette substance se traduisent, selon les études, par un meilleur taux de germination, une meilleure croissance et une photosynthèse accrue en condition de stress.

L’arginine (Ag), en application foliaire, induirait une meilleure réponse antioxydante dans la plante en conditions de stress ainsi qu’une meilleure tolérance au froid.

Substances humiques :

Elles tirent leur nom de « humus », mot qui désigne le substrat solide obtenu à la suite de la décomposition des tissus végétaux. À la suite du processus d’humification, on obtient donc l’humus, contenant des substances humiques. Les trois principales substances humiques sont l’humine, l’acide humique et l’acide fulvique. Seules ces deux dernières sont solubles dans l’eau.

Les sources d’acide fulvique et humique sont surtout terrestre, provenant soit de la tourbe de sphaigne, de compost et vermicompost ainsi que de dépôts sédimentaires. Au niveau commercial, les sources principales sont des gisements tels que le lignite, la leonardite ou la houille.

L’acide fulvique agirait comme agent chélatant dans le sol, prévenant ainsi le lessivage d’éléments nutritifs et améliorant la disponibilité des microéléments pour les racines. La biodisponibilité du phosphore serait également améliorée par l’apport de cet acide au sol.

L’acide humique contribuerait, pour sa part, au pouvoir tampon d’un sol, ce qui aide à stabiliser le pH de celui-ci.

Vermicompost :

Les bienfaits de ce type de compost sur la croissance des plantes seraient reliés à la présence d’acide humique et fulvique, mais aussi aux microorganismes qui sont présents dans celui-ci et les substances qu’ils produisent. Des formes bioactives de gibbérellines et des précurseurs de celles-ci auraient été détectées dans le thé de vermicompost. Les gibbérellines sont des phytohormones qui favorisent, entre autres, l’élongation des tiges, la croissance des feuilles, la formation de fleurs et la germination des semences. D’autres phytohormones seraient aussi présentes dans le vermicompost, notamment des cytokinines et des brassinostéroides, qui aideraient la plante à répondre aux stress abiotiques.

Microorganismes biostimulants :

Plusieurs microorganismes ont été étudiés, depuis plusieurs années, afin d’évaluer leurs effets bénéfiques potentiels sur les plantes. Ils sont soit appliqués seuls ou en mélange d’espèces. Dans la littérature anglaise, les termes « Plant growth promoting bacterias (PGPB) » et « Plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) » sont couramment utilisés pour désigner certains groupes de microorganismes utilisés comme biostimulants.

Parmi les plus étudiés, on retrouve les champignons du genre Trichoderma. Quelques études rapportent qu’ils encourageraient la croissance et un meilleur rendement, la résistance aux stress abiotiques et une meilleure absorption des nutriments. Les métabolites secondaires de ces organismes auraient également un effet répressif sur des phytopathogènes dans le sol. Glomus intraradices, un champignon mycorhizien arbusculaire, aurait des effets similaires et est souvent utilisé en combinaison avec les champignons Trichoderma spp.

Au niveau des bactéries, Bacillus subtilis a fait l’objet de plusieurs études et semble particulièrement bénéfique. Par exemple, une étude portant sur des plants de tomates en chambre de croissance a démontré qu’un traitement foliaire avec cette bactérie a provoqué une résistance systémique induite dans les plants, une réaction légèrement comparable à la réponse immunitaire dans le corps humain, ainsi qu’une augmentation de la production de métabolites secondaires, protégeant davantage les tomates d’attaques de pathogènes. Par ailleurs, une étude portant sur l’application de Bacillus amyloliquefaciens a démontré qu’elle provoquerait également une résistance systémique induite dans les plantes traitées.

Qu’est-ce que ces produits contiennent?

Comme on l’a vu, le contenu des biostimulants est très variable. D’autres produits peuvent également être ajoutés à certaines formulations, comme des agents de conservation, des émulsifiants ou autres. Le contenu exact peut être difficile à obtenir en raison de secrets industriels concernant la fabrication des produits.

Pour les gens désirant utiliser des produits biologiques, il est donc de mise de faire quelques vérifications auprès d’un organisme de certification biologique et il peut être nécessaire de contacter les fabricants. Néanmoins, plusieurs produits biostimulants sont accrédités bio et disponibles sur le marché.

Les mécanismes d’entrée dans la plante

À l’heure actuelle, il n’y a pas de compréhension entière sur la manière dont un biostimulant est absorbé et transporté dans la plante. Dû à la nature complexe des biostimulants, même les plus simples, il est très ardu de déterminer quelle(s) substance(s) sont responsables de quel(s) effet(s) et comment. Autrement dit, nous sommes en mesure d’évaluer les effets que des biostimulants ont sur les plantes, mais les mécanismes par lesquels ces effets sont rendus possibles sont peu ou pas connus.

Comment les utiliser et qui peuvent en bénéficier?

La recherche sur les biostimulants est encore dans son enfance et il ne fait aucun doute que plus de recherches sont nécessaires pour cerner les meilleurs produits répondants à des problématiques précises, pour diverses espèces végétales.

Dans la plupart des cas, des applications foliaires sont utilisées, mais des applications au sol sont parfois de mise pour obtenir les résultats escomptés. Il faut donc bien lire l’étiquette du produit et suivre le mode d’emploi. Puisque les produits et les procédés de fabrication sont fort variables, il est difficile d’affirmer avec certitude qu’un type de biostimulant sera efficace dans une situation donnée. Il faut donc faire des tests à petite échelle avec un produit, pour voir s’il y a une amélioration après un certain temps ou pas.

Comme vu plus haut, les bénéfices que les biostimulants peuvent apporter sont multiples. Les jardiniers amateurs peuvent, par exemple, utiliser des extraits d’algues et des hydrolysats de protéines pour accroître l’efficacité d’absorption des nutriments de leurs légumes au potager. On pourrait aussi choisir de traiter son gazon et certaines plantes plus sensibles au manque d’eau, quelques jours avant une période de sécheresse, pour aider les plantes à se préparer au stress. Dans un tel cas, un extrait d’algues, avec ou sans acides aminés ajoutés, serait un bon choix pour augmenter la résistance de ces plantes. Un produit comme l’extrait d’algues « Acadie » pourrait alors être utilisé, à la dose de 2.5 à 5 ml/L d’eau en foliaire à chaque semaine. Le produit « Turitek », dérivé de fumier de vers de terre et d’algues, serait également bénéfique pour accentuer l’utilisation des éléments fertilisants et pour protéger contre les stress biotiques et abiotiques. Il est employé à raison de 10 à 20 mL/L en foliaire et à 10 ml/L au sol, à chaque semaine.

Des économies en fertilisants sont envisageables si nous avons recours à certains produits biostimulants, surtout lorsqu’ils sont appliqués plus d’une fois par saison. Par exemple, un produit comme « Earth Alive » à base de bactéries telles que Bacillus subtilis et Bacillus amyloliquefaciens, appliqué 1 fois par semaine à la dose de 12 g/L au sol, contribuerait à réduire la quantité d’engrais nécessaire à une bonne croissance des plantes. De plus, comme certaines études mentionnent une résistance systémique induite chez les plantes traitées avec ces deux bactéries, il serait intéressant de faire des essais avec des applications foliaires hebdomadaires sur des plants sujets aux maladies, par exemple des annuelles comme les Géraniums, sujets à la moisissure grise, ou des plants de Cucurbitacées en été, avant que l’oïdium ne s’installe sur le feuillage. La littérature à ce sujet semble suffisamment encourageante pour faire des tests en ce sens.

En somme, les biostimulants existent sous plusieurs formes et les recherches faites sur le sujet jusqu’à ce jour démontrent qu’ils ont souvent des effets bénéfiques mesurables sur les plantes. Ce sont des outils ayant un grand potentiel, qui pourront agrandir l’arsenal de moyens de lutte contre différents pathogènes, mais aussi contre les stress abiotiques tels que la sécheresse ou les chaleurs intenses, qui feront semble-t-il de plus en plus partie de notre futur en raison des changements climatiques.