Les traitements des semences à l'aide de micro-organismes bénéfiques se développent en raison de la réduction de l'utilisation de produits agrochimiques synthétiques et du faible coût d'application des inoculants microbiens par rapport aux autres méthodes d'application sur le terrain. Les traitements des semences comprennent le pelliculage, l'enrobage et l'amorçage. L'enrobage par film implique l'application d'une fine couche de matériau d'enrobage bénéfique directement sur la surface de la graine, avec une variation limitée de la forme, de la taille et du poids de la graine. L'enrobage par film est généralement adopté pour appliquer à la surface des semences de nombreux produits contenant des pesticides, des engrais, des hormones et/ou des biostimulants. Certains auteurs préfèrent utiliser les termes "traitement des semences" lorsque des produits biologiques sont appliqués, et "enrobage des semences" pour l'application sur les semences de produits agrochimiques tels que les pesticides. L'enrobage des semences consiste à recouvrir les semences d'un matériau externe comme du talc et des poudres d'argile qui sont retenus sur les semences par des agents liants, ce qui augmente le poids, la taille et la forme des semences. Le matériau externe peut également inclure des produits agrochimiques ou biologiques pour stimuler ou protéger les graines en cours de germination. L'amorçage des graines est un processus d'hydratation contrôlée des graines avec de l'eau (hydro-amorçage), avec des solutions salines (osmo-amorçage), des phytohomones (amorçage hormonal) ou des entités biologiques (bio-amorçage), ou avec des mélanges contenant des matières solides et de l'eau (amorçage matriciel). L'amorçage des graines permet une imbibition contrôlée des graines et déclenche des processus métaboliques prégerminatifs (synthèse de novo des acides nucléiques et des protéines, production d'ATP, accumulation de stérols et de phospholipides, ou activation des mécanismes de réparation de l'ADN et des mécanismes antioxydants). L'imbibition des graines doit être arrêtée avant de franchir le premier stade réversible de la germination, évitant ainsi la prolifération des radicaux à travers le tégument de la graine. Plusieurs micro-organismes bénéfiques appartenant aux champignons mycorhiziens à arbuscules (AM), aux Trichoderma spp, aux rhizobiums et aux bactéries favorisant la croissance des plantes sont actuellement appliqués comme traitements des semences dans les céréales, les légumes, les cultures de légumineuses à huile et à graines, et les cultures de fibres et de fourrage (Cardarelli et al., 2022). Les champignons mycorhiziens arbusculaires (MA), seuls ou en consortium avec d'autres microorganismes bénéfiques comme Trichoderma spp., sont appliqués sur la surface des grosses graines (p. ex. blé, maïs, citrouille) par enrobage ou sur la surface des petites graines par enrobage (p. ex. laitue, basilic) pour améliorer l'absorption des nutriments, la résistance des cultures au stress environnemental et la qualité des produits.

Fig. 1. Semences de blé traitées (à gauche) et non traitées (à droite) avec des champignons MA et Trichoderma atroviride.

Colla et al. (2015) ont rapporté que des graines de blé dur (Triticum durum Desf.) traitées par pelliculage avec un consortium de microorganismes endophytes composé de champignons MA [Rhizoglomus intraradices BEG72 (anciennement Glomus intraradices), Funneliformis mosseae BEG 234 (anciennement G. mosseae)], et Trichoderma atroviride MUCL 45632 ont augmenté de manière significative le nombre de feuilles (+28,6%), et la biomasse sèche des pousses (+23,1%) et des racines (+64,2%) des plantules de 17 ans par rapport au contrôle non traité. Dans un essai en plein champ, l'utilisation de semences de blé enrobées de ces champignons bénéfiques a entraîné une augmentation significative du rendement en grains de 32 et 8 %, au cours du premier et du deuxième cycle de croissance, respectivement, par rapport aux semences non traitées. Les résultats ci-dessus peuvent être expliqués par la pluviométrie totale qui était supérieure à la valeur moyenne sur 30 ans dans le deuxième cycle de croissance (899,8 contre 591,9 mm), alors que le premier cycle de croissance était beaucoup plus sec (313,1 mm) que la moyenne historique (591,9 mm). Il est bien connu que les champignons MA améliorent la tolérance des plantes au stress contre divers stress environnementaux, y compris la sécheresse. Au cours du premier cycle de croissance, les plants de blé ont pu subir un stress dû à la sécheresse qui a été atténué par l'inoculation des semences avec des champignons bénéfiques. La qualité des grains de blé en termes de teneur en protéines, de concentrations en K, P, Fe et Zn a également été améliorée par l'inoculation des semences avec des champignons MA et Trichoderma atroviride. De plus, l'inoculation des semences avec des champignons bénéfiques a réduit la variation du rendement en grains entre les deux cycles de croissance par rapport au contrôle non traité. L'augmentation du rendement en grains et de la stabilité du rendement dans le traitement des semences par pelliculage a été associée à une augmentation des macro et micronutriments dans les feuilles, à une teneur plus élevée en chlorophylle des feuilles et à une activité photosynthétique.

Fig. 2 :Plants de blé issus de semences non traitées et traitées.

Dans un autre essai en plein champ (Rouphael et al., 2017), des graines d'artichauts [Cynara cardunculus var. scolymus (L.) Fiori] de deux cultivars ont été recouvertes d'un film avec un consortium de champignons MA (Rhizophagus intraradices BEG72, et Funneliformis mosseae BEG 234), et Trichoderma atroviride MUCL 45362 et testées en plein champ en comparaison avec des graines non traitées. Les graines traitées et non traitées des deux cultivars ont été semées dans des plateaux à bouchons en polystyrène remplis d'un mélange de tourbe et de perlite et les plantules ont été transplantées en plein champ 21 jours après le semis.

Fig. 3- Essai d'artichauts avec deux rangées de plantes provenant de semences enrobées, montrant une production précoce.

Le traitement des semences avec des champignons bénéfiques a augmenté le rendement total des têtes d'artichauts par rapport au contrôle non traité. Les résultats ci-dessus ont été attribués à l'augmentation 1) de l'absorption et de la translocation des nutriments par une plus grande surface effective des racines ainsi qu'au niveau de colonisation des champignons MA ; 2) de la solubilisation des oligo-éléments par Trichoderma atroviride ; 3) de la production dans la zone racinaire de substances volatiles, de petits peptides et de métabolites ayant des activités hormonales (par exemple, l'acide indole-3-acétique) ou des analogues. De plus, les résultats ont démontré que la valeur nutritionnelle des têtes d'artichauts en termes d'activité antioxydante, de composés phénoliques totaux, d'acides caféoylquiniques et de flavonoïdes a été améliorée en enrobant les graines d'un consortium de champignons bénéfiques contenant R. intraradices, F. mosseae et T. atroviride.

En conclusion, le traitement des semences avec des biostimulants microbiens comme les champignons MA est le moyen le plus économique et le plus efficace d'appliquer des micro-organismes bénéfiques aux céréales, aux légumineuses, aux oléagineux et aux cultures légumières. Des essais agronomiques réalisés dans le monde entier ont démontré que le traitement des semences avec des biostimulants microbiens peut améliorer le rendement des cultures, les caractéristiques de qualité des produits et l'efficacité de l'utilisation des ressources, en particulier dans des conditions environnementales défavorables. Cependant, pour maximiser les avantages des traitements de semences avec des micro-organismes bénéfiques, il est nécessaire d'identifier les souches microbiennes les plus appropriées et le taux d'application pour chaque culture et condition de croissance. En outre, une compréhension approfondie des interactions entre les inoculants microbiens, la microflore résidente et les facteurs environnementaux est essentielle pour optimiser les performances agronomiques du traitement des semences.