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UTILISATION DE BIOSTIMULANTS POUR AUGMENTER LES PERFORMANCES DES CULTURES FRUITIÈRES

Par : Carlo Andreotti1 et Boris Basile2
1Faculté des sciences et des technologies, Université libre de Bozen-Bolzano, Italie. Courriel : carlo.andreotti@unibz.it
2Département des sciences agricoles, Université de Naples Federico II, Italie. Courriel : boris.basile@unina.it

 

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L'industrie fruitière recherche activement de nouvelles technologies pour accroître la durabilité des systèmes de production et améliorer la qualité finale des produits frais. Les biostimulants sont des innovations biotechnologiques qui peuvent rapprocher différentes industries biosourcées dans la perspective d'une économie plus circulaire. Des biostimulants microbiens et non microbiens sont déjà disponibles sur le marché pour les producteurs de fruits, même si les connaissances actuelles sur l'interaction entre ces substances et la physiologie végétative et reproductive des arbres fruitiers sont encore largement incomplètes. La littérature scientifique est souvent incohérente quant à l'efficacité et à l'adéquation des biostimulants pour les arbres fruitiers dans différentes conditions de culture. Cela peut être dû à des aspects constitutifs de la physiologie végétale strictement liés à la nature pérenne des arbres fruitiers, tels que le niveau des réserves métaboliques stockées dans les organes de stockage et son interaction avec les conditions climatiques variables d'une année sur l'autre.

En suivant la classification basée sur les allégations fonctionnelles actuellement utilisées pour la définition des biostimulants [dans certaines régions], nous fournissons ci-dessous quelques indications générales sur leur utilisation dans l'industrie fruitière.

Utilisation de biostimulants pour augmenter la tolérance des cultures d'arbres fruitiers aux stress abiotiques.

La tolérance au stress hydrique a été obtenue après l'inoculation de champignons mycorhiziens à arbuscules (AMF) dans des agrumes et des vignes en manque d'eau. La tolérance accrue s'explique généralement par une augmentation de l'absorption d'eau par les systèmes racinaires après l'inoculation, combinée à une concentration plus élevée d'osmolytes (proline, glycin-bétaïne, sucres) qui agissent comme des agents protecteurs au niveau des cellules.

La mycorhization a également été rapportée pour contrer les conséquences négatives de la salinité chez le pommier, les agrumes, la vigne et le fraisier. Il faut tenir compte du fait que la majorité des études sur les AMF ont été menées dans des conditions contrôlées (plantes en pot en serre et/ou culture in vitro), ce qui laisse de nombreuses questions sans réponse concernant l'efficacité de ces micro-organismes sur des arbres cultivés en plein champ.

L'application dans la canopée d'autres biostimulants microbiens (c'est-à-dire des bactéries favorisant la croissance des plantes, PGPB) a augmenté la tolérance au froid de la vigne. Le mode d'action des PGPB implique une plus grande accumulation de métabolites liés au stress du froid (amidon, proline et composés phénoliques) dans les tissus végétaux, en combinaison avec une activité de piégeage accrue fournie par plusieurs composés antioxydants. Les dommages causés par les températures élevées se produisent souvent au niveau des tissus de la peau du fruit chez la pomme et d'autres espèces, provoquant des nécroses dues au soleil. On a constaté que l'incidence et la gravité de la nécrose étaient réduites par l'application foliaire d'un produit naturel obtenu à partir de feuilles de palmier carnauba, qui fournit un effet de filtrage des UV sur les fruits, sans provoquer ni phytotoxicité dans les feuilles ni modification des échanges gazeux foliaires.

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Utilisation de biostimulants pour améliorer l'efficacité de l'utilisation des nutriments dans les cultures d'arbres fruitiers.

Les biostimulants microbiens (AMF et PGPB) et non microbiens (acides humiques, hydrolysats de protéines, extraits d'algues) peuvent contraster la limitation des nutriments grâce à plusieurs modes d'action synergiques. Les AMF et PGPB ont été signalés comme augmentant la capacité du système racinaire à croître et à explorer une plus grande partie du volume du sol, tandis que les acides humiques et fulviques modifient partiellement les propriétés physico-chimiques du sol (par exemple, le pH, la capacité d'échange cationique), augmentant la disponibilité des nutriments minéraux spécifiques tout en réduisant les pertes par lixiviation des autres.

L'amélioration de l'absorption des nutriments en réponse à l'inoculation des AMF a été décrite dans de nombreuses cultures d'arbres fruitiers, y compris les espèces de pommiers et d'agrumes. Cependant, même pour ce sujet, il est évident qu'il y a actuellement un manque de preuves expérimentales sur l'efficacité des AMF de PGPB dans un verger standard en conditions de plein champ. Dans la vigne et dans certaines espèces de fruits à noyau, l'application de biostimulants sélectionnés a permis de contraster le retard de croissance végétative causé par le manque de macro et micronutriments sélectionnés. La carence en magnésium a été réduite chez la vigne traitée avec un extrait d'algues, ce qui peut être utile pour réduire l'incidence de la nécrose des tiges des grappes. Chez les cerisiers, l'application dans le sol d'acides humiques et fulviques a augmenté de manière significative l'absorption du zinc et du fer, ce qui peut contribuer à réduire l'apparition de la chlorose foliaire dans les sols calcaires. Chez les fraisiers, l'application d'algues au niveau de la canopée a permis de contrer avec succès la carence en fer dans les feuilles, fournissant des résultats qui ne différaient pas significativement de ceux obtenus avec les chélates de fer nuisibles à l'environnement tels que le séquestrène.

Utilisation de biostimulants pour promouvoir le rendement et la qualité des cultures d'arbres fruitiers.

Les preuves scientifiques d'un effet positif des biostimulants sur le rendement des cultures n'ont pas été obtenues de manière univoque lorsque l'on considère les arbres fruitiers. Contrairement aux autres cultures annuelles (légumes, céréales), les plantes pérennes sont fortement influencées par les effets de "report" sur la croissance, la culture et l'accumulation des réserves métaboliques d'une saison à l'autre. Dans ce cadre, il n'est pas surprenant que des améliorations plus évidentes du rendement des cultures fruitières aient été obtenues sur des arbres soumis à des stress biotiques ou abiotiques (sécheresse, limitation des nutriments, pathogènes), ou sur des arbres à port alterné (par exemple, les oliviers et les pommiers).

Les effets des biostimulants sélectionnés sur la qualité finale des fruits sont beaucoup plus évidents. L'amélioration de la coloration finale de la peau (due à une plus grande accumulation d'anthocyanes) et de la valeur nutritionnelle globale (due à des concentrations plus élevées de composés phénoliques et d'autres antioxydants) des fruits a été décrite dans plusieurs cultures arboricoles après l'application de produits biostimulants. Les hydrolysats d'algues et de protéines ont amélioré la couleur rouge des pommes et des baies de raisin cultivées en plein champ, indépendamment des conditions climatiques saisonnières et de la zone de culture. Les hydrolysats de protéines se sont également avérés efficaces pour augmenter l'azote disponible final de la levure dans le moût de raisin, avec des conséquences positives pour les processus de fermentation. Les applications d'acides humiques et fulviques ont augmenté la qualité des fruits (teneur en sucre, concentration en anthocyanes et taille des fruits), tandis que l'application d'algues marines a réduit l'incidence de la fissuration des cerises due aux pluies avant la récolte. Enfin, les biostimulants sélectionnés ont montré des propriétés potentiellement intéressantes à exploiter pour la gestion de la période de stockage des fruits. Par exemple, la concentration accrue de composés phénoliques et d'autres composés antioxydants, trouvés dans les pommes traitées avec des biostimulants à base de silicium et de zinc, a été indiquée comme responsable de la plus faible incidence des troubles post-récolte dans les pommes à la fin de la période de stockage.

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En conclusion, les études sur l'utilisation de produits biostimulants dans l'industrie de la production fruitière sont encore limitées par rapport aux cultures annuelles (légumes, céréales, soja, etc.) et les résultats obtenus jusqu'à présent ne sont pas toujours cohérents en termes d'efficacité et de répétabilité. ) et les résultats obtenus jusqu'à présent ne sont pas toujours cohérents en termes d'efficacité et de répétition. Néanmoins, les produits biostimulants sélectionnés ont montré des effets intéressants, notamment en ce qui concerne l'amélioration des performances de croissance végétative et reproductive dans des conditions de croissance sous-optimales (par exemple, limitation des nutriments et de l'eau) et la qualité commerciale supérieure des produits (par exemple, propriétés nutritionnelles et esthétiques des fruits). Les recherches futures devraient : i) étudier plus en détail le mode d'action des molécules actives des biostimulants dans le métabolisme des arbres fruitiers ; ii) se concentrer sur l'optimisation de la méthode d'application (dosages, moments, etc.) ; iii) mieux analyser l'impact des conditions climatiques/saisonnières sur les performances des biostimulants dans les vergers et les vignobles ; iv) fournir une analyse coûts-avantages afin de parvenir à une mise en œuvre durable de l'utilisation des biostimulants dans l'industrie fruitière.

Vous êtes invité à demander l'accès à l'intégralité de l'article de recherche sur lequel ce sujet est basé ici :

Basile, B., Rouphael, Y., Colla, G., Soppelsa, S. et Andreotti, C., 2020. Évaluation des possibilités émergentes de gestion des cultures d'arbres fruitiers, de vignes et de baies facilitées par l'application de biostimulants. Scientia Horticulturae, 267, p.109330. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2020.109330