Biostimulation et biocontrôle : quand les micro-organismes soutiennent l’agriculture

Dans un contexte politique qui ambitionne la réduction de 50 % des produits phytosanitaires et la neutralité climatique, un besoin urgent d’alternatives se fait sentir. Ainsi, plusieurs initiatives ont vu le jour, comme le programme wallon de réduction des pesticides ou encore les États généraux de la protection des cultures.

Parmi les alternatives aux intrants de synthèse, la biostimulation et le biocontrôle sont à la fois une attente et une opportunité pour le secteur.

Biostimulants et produits de biocontrôle… De quoi parle-t-on ?

Par rapport aux engrais et aux pesticides, auxquels ils sont assez proches dans la pratique, les biostimulants et les produits de biocontrôle présentent toutefois une nuance au niveau réglementaire.

Les biostimulants, d’abord, ont le même statut que les fertilisants et possèdent un cadre réglementaire clair depuis 2019. Ils sont définis comme : « des produits qui stimulent les processus de nutrition des végétaux indépendamment des éléments nutritifs qu’ils contiennent ». Leurs buts sont d’améliorer : l’efficacité d’utilisation des éléments nutritifs (sans en fournir), la tolérance aux stress abiotiques, les caractéristiques qualitatives, la disponibilité des éléments nutritifs confinés dans le sol ou la rhizosphère.

Parmi ces produits, se distinguent les produits non-microbiens et microbiens, comprenant les champignons mycorhiziens, les Rhizobium et des bactéries libres qui fixent l’azote atmosphérique (Azotobacter et Azospirillum).

Par contre, concernant les produits de biocontrôle, il n’existe pas de définition officielle au niveau européen et belge. En France, le code rural les décrit comme « des agents et des produits utilisant des mécanismes naturels dans le cadre de la lutte intégrée contre les ennemis des cultures ».

Ces substances tombent dans différentes catégories de pesticides ou d’agents de lutte biologique. Elles peuvent donc être :

– des substances de base, comme le purin d’orties pour le contrôle des pucerons ou encore l’hydrogénocarbonate de potassium contre la tavelure du pommier ;

– des macro-organismes, comme les coccinelles ;

– des biopesticides d’origine naturelle qui reprennent les micro-organismes comme des bactéries.

Concernant les biopesticides, en particulier, « ils constituent un sous-groupe de produits dérivés de matériaux naturels au sein des produits phytopharmaceutiques », selon Phytoweb.

Ces biopesticides comprennent, entre autres, des produits à base d’extraits de plantes et d’algues, des micro-organismes et des phéromones.

Toutes les informations officielles sur les catégories de produits se trouvent sur le site de Phytoweb.

À l’échelle du champ

L’aspect agronomique des biostimulants et des produits de biocontrôle doit aussi pouvoir être évalué. Le sol est un écosystème complexe, dans lequel se développe une multitude d’organismes. Selon Brieuc Hardy, chercheur au Cra-w, avoir la prétention d’y introduire un champignon ou une bactérie exogène, dans l’espoir qu’il y prolifère, peut s’avérer extrêmement difficile.

Pour répondre à cet enjeu, le projet MicroSoilSystem a été lancé. Financé par le Spw Arne, il rassemble le Cra-w et deux universités, Gembloux Agro-Bio Tech et UCLouvain, dans le but d’élaborer un consortium microbien. Ce consortium serait l’association d’une bactérie (rôle de biocontrôle) et d’un champignon (biostimulation) pour améliorer les performances culturales du froment d’hiver.

Les actions menées au Cra-w consistaient à identifier les principaux facteurs agronomiques et pédoclimatiques favorables ou défavorables aux champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA) mais également à mener des essais au champ afin de tester l’efficacité des différentes combinaisons de bactéries et de champignons formulées par les universités.

Sur 48 parcelles de froment d’hiver, l’objectif était donc d’identifier les facteurs favorables ou défavorables aux CMA et surtout de les hiérarchiser. Cette recherche a permis plusieurs observations.

Au stade du tallage, la mycorhization est nulle, ce qui s’explique par la température du sol. À ce moment de la saison, les sols sont froids, généralement sous le seuil des 10°C, ce qui ne permet pas le bon développement des mycorhizes.

Ensuite, lors de la floraison, vers le mois de juin, des variations importantes des pourcentages de mycorhizes ont été remarquées, allant de 0,2 à 40 %. Cette différence entre les parcelles est fonction de la parcelle elle-même, sans dépendre du travail du sol ni de son contenu en nutriments.

Une autre constatation est que les parcelles les plus mycorhizées étaient cultivées en agriculture biologique et les meilleures d’entre elles étaient en polyculture – élevage.

Le précédent cultural influence aussi de manière importante la mycorhization. Des cultures améliorantes, comme le maïs et la prairie temporaire, et affaiblissantes, comme le colza et les betteraves, sont observées. Pour expliquer cela, il est connu que certaines plantes soient non-mycorhizogènes, comme les chénopodiacées avec la betterave et les crucifères avec le colza. D’autres plantes sont dites compagnes et incarnent le relais des mycorhizes, à savoir les légumineuses avec le trèfle et les féveroles.

Une seconde explication, selon Brieuc Hardy, serait la période d’implantation des cultures. En effet, comme mentionné précédemment, les mycorhizes ont besoin d’un sol suffisamment chaud (supérieur à 10°C), ce qui correspond aux mois d’avril jusqu’à octobre. Le maïs et la prairie temporaire couvrent donc la période de développement optimale pour les mycorhizes.

Des résultats en deçà des attentes

L’utilisation de biostimulants sur les 48 parcelles d’essais a eu lieu sous forme de quatre traitements, formulés en enrobage de semences : témoin, CMA seul, CMA avec une bactérie et CMA avec des lipopeptides.

Selon Philippe Jacques, professeur à Gembloux Agro-Bio Tech, l’association de micro-organismes serait un élément qui pourrait renforcer l’efficacité des produits. « Il n’est pas toujours simple qu’un organisme exogène s’impose dans un sol au microbiote naturellement équilibré. Un consortium de micro-organismes aux activités différentes et complémentaires leur donnerait l’opportunité de mieux s’adapter à la rhizosphère et au microbiote », explique-t-il. Seulement pour l’homologation de ce type de composé, deux dossiers doivent être introduits, un pour chaque organisme, ce qui alourdit la démarche d’autorisation et double également les coûts.

Au champ, dans les parcelles d’essais, les différents résultats obtenus n’ont montré aucun effet significatif des traitements. Le rendement, la qualité du grain et le taux de mycorhization étaient principalement liés à la parcelle (bio ou conventionnelle). Selon Brieuc Hardy, cela est dû au taux de survie nul de la mycorhize et très faible de la bactérie lors de l’enrobage et ensuite lors du séchage. La viabilité des organismes dans les formulations est un problème fréquent.

De plus, les tests en laboratoire et en conditions contrôlées sont souvent prometteurs mais difficilement transposables sur le terrain. « Il est important de pouvoir donner des garanties aux agriculteurs sur la qualité des produits », assure-t-il. Cela passe par des contrôles de la pureté des produits, de la concentration en principe actif qu’ils contiennent et de la viabilité des organismes.

Malgré l’échec des essais sur la biostimulation, le scientifique a pu en tirer des apprentissages : la mesure du potentiel mycorhizogène d’un sol (imagé sous forme d’un carnet d’adresses) et le taux de mycorhization (mesure de l’intensité de la symbiose entre le champignon et la plante) ne sont pas corrélés. Il l’explique par le fait que le taux de mycorhization diminue avec la quantité d’azote disponible dans le sol.

En effet, quand la plante a la capacité de puiser elle-même suffisamment d’azote, elle investit moins dans la symbiose. La phytotechnie remplace alors les services proposés par la mycorhize. Cela entraîne aussi des difficultés à estimer le gain de rendements car si la plante investit dans la symbiose avec le champignon, c’est qu’elle subit probablement un stress. Ce serait donc en conditions de stress que cette symbiose pourrait avoir des effets bénéfiques, traduits par le maintien du rendement. La mycorhize serait donc une sorte d’assurance pour la plante et un facteur de résilience.

Concernant la recherche et le développement de ce type de produits, des enjeux subsistent :

– la conformité des produits : il est important de pouvoir garantir leur qualité et leur efficacité aux utilisateurs,

– la stabilité et la répétabilité des résultats du laboratoire au champ : ces résultats sont affectés par les interactions avec le microbiote indigène mais également par le climat et la météo,

– changer de manière de penser : selon Brieuc Hardy, il est essentiel de quitter la logique purement curative, propre aux produits phytopharmaceutiques, et de se diriger vers des solutions systématiques pour plus de résilience.

« Les solutions numériques pourraient aussi aider à répondre aux principaux enjeux liés aux produits de biocontrôle, en conseillant sur la bonne dose, au moment et l’endroit idéal », poursuit Philippe Jacques. Le Digibiocontrol est d’ailleurs un projet de la stratégie Intelligente de la Région wallonne qui vise à renforcer les interactions entre les écosystèmes du numérique et du biocontrôle.

Pour conclure, Brieuc Hardy affirme que malgré le manque de résultats, d’autres recherches semblent prometteuses, notamment dans les secteurs maraîchers et céréaliers. À l’heure actuelle, les effets de biostimulants sur les cultures sont souvent neutres à légèrement positifs mais restent toujours non significatifs et ne permettent pas de couvrir leurs coûts. Les enjeux pour l’avenir sont donc d’assurer la rentabilité de ces produits, d’optimiser leur utilisation dans de bonnes conditions d’application.

Astrid Bughin