Les cyanobactéries, également connues sous le nom d’algues vertes et bleues, servent de base à un intrant biologique qui améliore les réactions physiologiques de croissance et de défense des plantes. L’intrant est un biofertilisant qui contient un micro-organisme qui a été collecté dans la biodiversité brésilienne pour faire partie de la banque de gènes d’Embrapa Agroenergy. Le résultat est un signal chimique qui induit et améliore les processus physiologiques des plantes, ce qui se traduit par une plus grande vigueur et un meilleur rendement.
La technologie a été développée dans le cadre d’un partenariat entre l’Embrapa, la société Dimiagro, spécialisée dans le marché des engrais, le Service brésilien d’appui aux micro et petites entreprises (Sebrae) et la Société brésilienne d’innovation industrielle (Embrapii).
Il consiste en un mélange d’extraits secs de cyanobactéries avec un engrais foliaire qui contient de l’azote, du phosphore et du potassium, ainsi que des micronutriments tels que le bore, le zinc et le molybdène. Le nouveau produit peut être classé dans la catégorie des biostimulants.
« Dans des conditions de croissance spécifiques, les cyanobactéries produisent des quantités raisonnables de phytohormone d’acide indole-3-acétique, qui est un signal chimique pour la multiplication des cellules et des tissus, et d’acide salicylique, qui est lié à la stimulation du système de défense des plantes », explique le chercheur de l’Embrapa César Miranda, chef du projet Macrofert.
Les évaluations de l’application du produit développé par l’Embrapa ont démontré que, dans des conditions de serre contrôlées, la production de soja et de maïs en a bénéficié de manière significative et a connu une augmentation de la croissance et de l’enracinement des plantes pouvant atteindre 10%.
« Nous avons observé que les plantes qui ont reçu le produit sont devenues plus vigoureuses et plus productives que celles qui ne l’ont pas reçu », rapporte Miranda. Les résultats ont été similaires à ceux enregistrés lors de l’application de doses similaires d’un engrais foliaire à base d’extraits de macroalgues Ascophyllum – originaires du nord de l’océan Atlantique – une pratique déjà établie sur le marché et bien acceptée, notamment par les producteurs de soja.
Recommandée pour les périodes où les plantes ont un besoin énergétique plus important, l’utilisation de biofertilisants fournit des nutriments essentiels supplémentaires à des stades critiques de la culture, comme la période de débourrement. « L’ajout de phytohormones exogènes peut favoriser une nutrition optimale, car il améliore l’efficacité de l’utilisation des nutriments au moment où la plante établit les paramètres qui définiront le rendement final du grain », ajoute le chercheur. Il précise que, dans des conditions défavorables, comme les conditions météorologiques, les attaques de ravageurs ou la disponibilité limitée des nutriments essentiels, cet apport supplémentaire favorise un équilibre dans le développement de la plante, ce qui entraîne des gains de productivité.
Acceptation sur le marché et échelle de production
Sur le marché national, il existe quelques marques d’engrais foliaires à base d’extraits de macroalgues, dont la plupart sont importées, car la législation brésilienne n’autorise pas l’extraction d’algues le long de la côte. L’idée initiale du projet de recherche était donc de trouver un substitut ayant une efficacité similaire ou supérieure à celle des extraits importés pour formuler un engrais à base d’algues.
« Les cyanobactéries qui composent notre extrait sont entièrement cultivées en laboratoire selon un processus propre et sans déchets. Cela nous permet d’utiliser cette espèce issue de la biodiversité brésilienne sans l’explorer par extraction et sans causer de dommages à l’environnement. Et cela garantit également que le produit est de qualité contrôlée », explique le scientifique de l’Embrapa.
Selon Miranda, l’utilisation d’engrais importés à base de macroalgues n’est pas très courante parmi les agriculteurs brésiliens, et ce sont les producteurs de soja qui adoptent actuellement le plus souvent cette technologie. Le chercheur souligne que cette pratique s’est néanmoins développée ces dernières années, notamment parce que les agriculteurs connaissent déjà les effets des intrants biologiques appliqués au soja, tels que ceux qui inoculent la bactérie Bradyrhizobium pour la fixation biologique de l’azote.
« Le nouvel extrait produit par l’Embrapa favorisera la diffusion des connaissances parmi les agriculteurs, qui cherchent des alternatives biologiques garantissant la stabilité de la production face à des conditions défavorables comme les événements climatiques et la dissémination de parasites et de maladies », déclare le chercheur.
Le PDG de Dimiagro, Grégori Boligon Vieira, estime que la production d’algues au Brésil permettra de réduire les coûts liés aux importations et de générer davantage d’emplois. « Avec un extrait d’algue contenant des phytohormones qui stimule les systèmes végétatifs, reproductifs et de défense des plantes, nous allons par conséquent augmenter la productivité », prévoit-il. Il souligne qu’un autre avantage de l’extrait de cyanobactéries de l’Embrapa est la grande quantité de phytohormones exprimée dans sa biomasse après le processus de séchage en serre à température contrôlée, ce qui est essentiel pour obtenir une échelle de marché.
À l’échelle de la production en laboratoire, la technique de production des cyanobactéries est simple et nécessite une éducation de niveau secondaire et des connaissances de base en laboratoire, en particulier en microbiologie. Les conditions de laboratoire pour maintenir les cyanobactéries sont également relativement simples.
Les tests visant à augmenter l’échelle de production débuteront en 2021, lorsque la deuxième étape du projet Macrofert commencera. « Nous allons lancer un cycle d’au moins deux années supplémentaires d’expérimentation et d’amélioration pour avoir confiance dans le potentiel réel de la production d’extraits d’algues pour répondre à la demande du marché selon le schéma d’utilisation actuel », affirme Miranda. La deuxième étape de la recherche comprendra également des analyses des coûts de production et des études sur le terrain dans des conditions de production réelles.
