CMA et Croissance des Plantes

L’utilisation de micro-organismes bénéfiques du sol est une stratégie prometteuse pour optimiser la croissance des plantes et la durabilité agricole. La composition et l’activité des communautés microbiennes du sol déterminent en grande partie les cycles biogéochimiques, les processus de renouvellement de la matière organique, la fertilité et la qualité du sol. Bien que les micro-organismes jouent un rôle clé dans le succès des systèmes de culture par la nutrition et la santé des plantes, la composition de leur communauté continue de changer avec les stades de développement des plantes, en particulier avec le type de sol et les pratiques culturales. Actuellement, l’évaluation d’indicateurs biologiques de la qualité des sols est nécessaire pour relier les propriétés abiotiques du sol à l’évolution de ses fonctions en termes de transformations biochimiques et biophysiques.

L’un des groupes de micro-organismes les plus importants, en raison des services écologiques pertinents qu’ils fournissent dans les écosystèmes, est le champignon mycorhizien à arbuscules (CMA). Le mot mycorhize est dérivé du mot grec classique signifiant « champignon » et « racine ». Cette symbiose ancienne existe depuis plus de 400 millions d’années. Dans la symbiose, les plantes allouent une partie des photosynthèses aux champignons pour soutenir la croissance fongique. Les champignons facilitent l’absorption des éléments nutritifs et de l’eau du sol. Les champignons jouent un rôle essentiel dans la promotion de la croissance des plantes et l’amélioration de la résistance des plantes aux stress abiotiques et biotiques. Les champignons vivent ainsi en symbiose avec la plupart des espèces végétales et offrent de nombreux avantages aux plantes hôtes, tels qu’une meilleure absorption des nutriments – en particulier des nutriments peu mobiles, tels que le phosphore (P) – et une tolérance accrue des plantes aux facteurs de stress biotiques et abiotiques. Par conséquent, la productivité et la durabilité des agroécosystèmes peuvent être améliorées en stimulant le CMA indigène tout en réduisant la dépendance aux engrais.

De nombreux rapports décrivent une résistance améliorée à plusieurs types de stress, notamment la sécheresse, la salinité, l’herbivorie, la température, les métaux et les maladies dues à la symbiose fongique. Près de 90% des espèces végétales, y compris les plantes à fleurs, les bryophytes et les fougères, peuvent développer des connexions interdépendantes avec le CMA. La formation d’un réseau d’hyphes par le CMA avec les racines des plantes améliore considérablement l’accès des racines à une grande surface du sol, entraînant une amélioration de la croissance des plantes. Les CMA améliorent la nutrition des plantes en augmentant la disponibilité ainsi que la translocation de divers nutriments. Les CMA améliorent la qualité du sol en influençant sa structure et sa texture, et donc la santé des plantes.

Une majorité des espèces de CMA appartiennent au sous-phylum Glomeromycotina, du phylum Mucoromycota. Environ 90% de toutes les plantes forment des relations symbiotiques mycorhizes champignons en formant des réseaux d’hyphes. Grâce aux mycorhizes, la plante obtient principalement du phosphate et d’autres minéraux, tels que le zinc et le cuivre, du sol. Le champignon obtient des nutriments, tels que des sucres, à partir de la racine de la plante. De plus, les champignons fournissent des nutriments inorganiques aux plantes, tels que l’ammonium, le nitrate et le phosphate, et ils sont utilisés comme biofertilisants. Les micro-organismes de la rhizosphère peuvent surmonter la concurrence avec d’autres facteurs du sol et survivre dans des conditions environnementales variables

Les bio-engrais sont un mélange de substances naturelles qui sont utilisées pour améliorer la fertilité du sol. Ces engrais sont très utiles pour la santé du sol ainsi que pour la croissance et le développement des plantes. Il est largement admis que le CMA pourrait être considéré comme un remplacement des engrais inorganiques dans un avenir proche, car l’application mycorhizienne peut réduire efficacement l’utilisation quantitative de l’apport d’engrais chimiques, en particulier de phosphore. L’utilisation continue d’engrais inorganiques, d’herbicides et de fongicides a causé divers problèmes au sol, aux plantes et à la santé humaine, en raison de leur impact néfaste sur la qualité des produits alimentaires, la santé du sol et les systèmes d’air et d’eau. On pense que le CMA peut éventuellement réduire l’utilisation d’engrais chimiques jusqu’à 50% pour une meilleure production agricole, mais cette estimation dépend du type d’espèce végétale et des régimes stressants prévalents.

Les CMA ont la capacité de stimuler l’absorption des nutriments inorganiques dans presque toutes les plantes, en particulier du phosphate. Les CMA améliorent la capacité d’absorption en surface des racines hôtes. Les CMA développent une symbiose avec les racines pour obtenir les nutriments essentiels de la plante hôte et par conséquent fournir des nutriments minéraux en retour, par exemple, N, P, K, Ca, Zn et S.

Sécheresse
Le stress hydrique affecte la vie végétale de plusieurs façons ; par exemple, le manque d’eau aux racines réduit le taux de transpiration et induit un stress oxydatif La relation symbiotique de diverses plantes avec le CMA peut finalement améliorer la taille et l’efficacité des racines, l’indice de surface foliaire et la biomasse dans les conditions instantanées de sécheresse.

Salinité
Il est bien connu que la salinisation des sols est un problème environnemental croissant qui menace gravement la sécurité alimentaire mondiale. Le stress salin est connu pour supprimer la croissance des plantes en affectant le développement végétatif et le taux d’assimilation nette, ce qui entraîne une réduction de la productivité. Plusieurs études de recherche ont rapporté l’efficacité de le CMA pour favoriser la croissance et l’amélioration du rendement des plantes soumises à un stress de salinité. Le CMA a considérablement atténué les effets délétères sur la photosynthèse sous stress de salinité.

Métaux lourds
On pense généralement que les CMA soutiennent l’établissement des plantes dans des sols contaminés par des métaux lourds, en raison de leur potentiel à renforcer le système de défense des plantes médiées par les CMA pour favoriser la croissance et le développement. Les métaux lourds peuvent s’accumuler dans les cultures vivrières, les fruits, les légumes et les sols, entraînant divers risques pour la santé.

Les symbioses CMA peuvent améliorer la résistance des plantes contre divers agents pathogènes, notamment les nématodes, les champignons, les bactéries et les virus, en particulier les agents pathogènes du sol. La colonisation mycorhizienne dans le cortex racinaire peut déclencher des réactions végétales spécifiques et activer davantage le système de défense des plantes.

Ing. Adnan Mafakheri