Isolation and Screening of Plant Growth-Promoting Rhizobacteria and Their Synergistic Interaction with Plant Extracts for Enhancing Growth of Winter Wheat
Cette étude a identifié des rhizobactéries spécifiques favorisant la croissance des plantes issues des rhizosphères du blé d'hiver lituanien, a caractérisé leurs propriétés antagonistes contre les agents pathogènes fongiques, et a démontré qu'une combinaison synergique de souches de *Pseudomonas* (JON8 et RUM4) avec un extrait de grande nettle et d'achillée millefeuille améliore significativement la germination et la croissance racinaire du blé d'hiver.
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Dans le monde silencieux sous un champ de blé, une négociation complexe a lieu constamment entre les racines des plantes et le sol. Depuis des siècles, les agriculteurs comptent sur les engrais synthétiques et les sprays chimiques pour stimuler la croissance et combattre les maladies, mais l'élan mondial en faveur d'une agriculture durable exige une approche différente. L'objectif est de trouver des alliés naturels au sein même du sol — de minuscules bactéries bénéfiques qui peuvent aider les plantes à se nourrir elles-mêmes et à se défendre contre les menaces sans la main lourde des produits chimiques industriels. Ces aides microscopiques, connues sous le nom de rhizobactéries promotrices de la croissance des plantes, agissent comme un système de soutien naturel. Elles peuvent débloquer des nutriments qui sont autrement emprisonnés dans le sol, tels que le phosphore et le potassium, et même fixer l'azote de l'air pour nourrir la plante. Aux côtés de ces bactéries, les agriculteurs utilisent depuis longtemps des extraits de plantes, des concentrés liquides fabriqués à partir d'herbes comme l'ortie ou l'écorce de saule, qui sont riches en composés naturels pouvant stimuler la croissance ou repousser les nuisibles. Si les scientifiques savent que ces outils fonctionnent individuellement, la question demeure : fonctionnent-ils mieux ensemble ?
Une équipe de chercheurs en Lituanie s'est donné pour mission de répondre à cette question en cherchant le partenariat parfait entre les bactéries du sol et les extraits de plantes pour aider le blé d'hiver. Ils ont commencé par creuser le sol à partir des racines de plants de blé dans cinq régions différentes du pays, collectant des échantillons pour trouver les bactéries les plus utiles qui s'y cachent. À partir de ces échantillons, ils ont isolé cinquante types différents de bactéries et les ont soumis à une série de tests pour voir lesquels étaient les plus utiles. Ils ont recherché des bactéries capables de fixer l'azote, un processus par lequel le microbe extrait l'azote gazeux de l'air et le transforme en une forme que la plante peut consommer. Ils ont également recherché des bactéries capables de dissoudre des minéraux insolubles et tenaces comme le phosphore et le potassium, les rendant ainsi disponibles pour la plante. Enfin, ils ont testé la capacité des bactéries à lutter contre deux maladies fongiques majeures qui frappent le blé : l'une qui attaque les feuilles et l'autre qui fait pourrir les épis de grains.
La recherche a donné quatre candidats exceptionnels. Deux bactéries, identifiées comme les souches JON8 et RUM4, se sont révélées excellentes pour fixer l'azote et dissoudre le phosphore, JON8 présentant également une capacité unique à débloquer le potassium. Ces deux-là ont été identifiées comme étant des espèces de Pseudomonas, un genre de bactéries couramment trouvé dans le sol. Les deux autres gagnantes, VDU10 et VOK2, ont été sélectionnées spécifiquement pour leur capacité à combattre les maladies fongiques. VDU10, un type de Paenibacillus, et VOK2, un type de Bacillus, ont tous deux montré un fort pouvoir pour stopper la croissance des champignons nocifs lors de tests en laboratoire. Une fois les meilleures bactéries obtenues, les chercheurs sont passés à la phase suivante : mélanger ces bactéries avec des extraits de plantes liquides pour voir si la combinaison était stable et efficace. Ils ont testé ces mélanges avec des extraits fabriqués à partir d'ortie piquante, d'un mélange d'ortie et d'achillée millefeuille, d'écorce de saule et de prêle des champs.
Les chercheurs ont découvert que les bactéries pouvaient survivre dans ces liquides végétaux, mais que leur stabilité à long terme variait. Mélangées à l'extrait d'ortie, les bactéries restaient en bonne santé pendant une courte période, mais au cours d'un mois, les effectifs chutaient considérablement, particulièrement pour la souche JON8. Cependant, lorsque les deux bactéries bénéfiques, JON8 et RUM4, étaient mélangées ensemble avec un mélange d'ortie et d'achillée millefeuille, elles se soutenaient mutuellement. Cette combinaison maintenait une population bactérienne bien plus élevée après un mois que les bactéries seules. De même, les bactéries de lutte contre les maladies, VDU10 et VOK2, ont montré une forte capacité de survie lorsqu'elles étaient mélangées à l'extrait d'écorce de saule. Les chercheurs ont observé que les bactéries pouvaient s'adapter à l'environnement chimique des extraits de plantes et que, dans certains cas, la présence d'une souche aidait à protéger l'autre, créant ainsi un mélange plus résilient.
Pour voir si ces mélanges aidaient réellement le blé, les chercheurs ont enrobé des graines avec les différentes combinaisons de bactéries et de plantes et ont observé leur croissance dans un environnement contrôlé. Les résultats ont montré un bénéfice clair provenant des partenariats. Le mélange des deux bactéries Pseudomonas avec l'extrait d'ortie et d'achillée millefeuille a produit les résultats les plus probants. Les graines traitées avec ce mélange spécifique ont germé de manière plus fiable et ont développé des racines plus longues que celles traitées avec de l'eau ou avec un seul ingrédient. La longueur des racines a augmenté de plus de sept pour cent par rapport au groupe témoin, et la germination des graines a été presque dix pour cent plus élevée. Bien que d'autres combinaisons, telles que les bactéries mélangées à l'extrait d'ortie seule, aient également montré une tendance à améliorer la croissance, elles n'ont pas présenté le même effet combiné puissant. L'étude a également mesuré le poids et la matière sèche des jeunes plants, constatant que certains traitements, particulièrement ceux impliquant les extraits de plantes, ont aidé les semis à construire des tissus plus solides et denses.
Les conclusions suggèrent que l'avenir d'une agriculture durable pour le blé pourrait résider dans ces combinaisons soigneusement élaborées. La recherche démontre que si les extraits de plantes et les bactéries bénéfiques peuvent fonctionner seuls, leur véritable potentiel est débloqué lorsqu'ils sont associés correctement. L'étude a identifié que la synergie entre des bactéries spécifiques et des extraits de plantes spécifiques peut conduire à une meilleure germination et à des systèmes racinaires plus robustes, qui sont les fondations d'une culture saine. Cependant, les chercheurs ont également noté que ces mélanges sont sensibles au temps : les effets bénéfiques sont les plus forts lorsque les bactéries et les extraits sont mélangés et utilisés immédiatement, car l'environnement chimique change au fil des semaines. Ce travail offre une feuille de route claire pour le développement de nouveaux biostimulants naturels qui pourraient réduire le besoin d'engrais et de pesticides chimiques, offrant une étape pratique vers une agriculture plus résiliente et respectueuse de l'environnement.
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