Yield and Physiological Responses of Chickpea Cultivars to Arbuscular Mycorrhizal Fungi Inoculation under Drought Stress
Une étude de terrain de deux ans à Akola, en Inde, démontre que l'inoculation du pois chiche avec des champignons mycorhiziens à arbuscules atténue considérablement les effets néfastes de la sécheresse terminale sur le rendement et les traits physiologiques, le génotype JAKI-9218 étant identifié comme le cultivar le plus tolérant en raison de sa capacité supérieure à maintenir les relations hydriques, les pigments photosynthétiques ainsi que les ajustements osmotiques et antioxydants.
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Pendant les saisons sèches et fraîches du centre de l'Inde, les agriculteurs cultivent une culture vitale appelée pois chiche. Cette légumineuse est un pilier de la sécurité alimentaire, fournissant des protéines essentielles à des millions de personnes. Cependant, la culture fait face à un ennemi implacable : la météo. Les pois chiches sont généralement plantés après les pluies de la mousson, s'appuyant entièrement sur l'eau laissée derrière elle dans le sol. À mesure que la saison progresse et que le soleil devient plus brûlant, cette humidité stockée s'évapore lentement. Au moment où les plantes sont prêtes à produire leurs graines, le sol est souvent complètement sec. Ce type spécifique de pénurie d'eau, connu sous le nom de sécheresse terminale, frappe juste au moment où la plante a le plus besoin d'eau, provoquant souvent l'échec ou la réduction spectaculaire des récoltes.
Pour survivre à cette période de sécheresse, les plantes ont développé des systèmes de défense internes. Lorsque l'eau devient rare, elles produisent certains produits chimiques pour protéger leurs cellules et maintenir leurs feuilles vertes. L'un de ces produits chimiques est la proline, qui agit comme une éponge pour retenir l'eau à l'intérieur des cellules de la plante. Une autre défense est une enzyme appelée superoxyde dismutase, qui agit comme une équipe de nettoyage, éliminant les sous-produits nocifs qui s'accumulent lorsque la plante est stressée. Les scientifiques savent depuis longtemps qu'un type de champignon bénéfique, qui vit à l'intérieur des racines des plantes, peut aider les cultures à accéder à plus d'eau et de nutriments. Ce partenariat, appelé mycorhize, est comme une extension naturelle du propre système racinaire de la plante, atteignant plus loin dans le sol pour trouver ce dont la plante a besoin. La question que les chercheurs se posent est de savoir si ce partenariat naturel peut aider différents types de pois chiches à survivre à la fin difficile de la saison, et si certains types de pois chiches sont simplement plus doués pour utiliser cette aide que d'autres.
Un chercheur de l'Université agricole Dr. Panjabrao Deshmukh à Akola, en Inde, s'est donné pour mission de répondre à ces questions lors d'une expérience de terrain menée sur deux cycles de croissance. Il a sélectionné sept variétés différentes de pois chiche, allant de variétés locales favorites à des types plus récents et à haut rendement. Dans ses champs, il a créé deux conditions distinctes. Dans un ensemble de parcelles, les plantes recevaient un arrosage régulier à des moments critiques, garantissant qu'elles disposent d'assez d'humidité pour terminer leur cycle de croissance. Dans l'autre ensemble, les plantes ne recevaient aucune eau après la plantation initiale, les forçant à subir le dessèchement naturel du sol. Crucialement, toutes les plantes de l'expérience ont été traitées avec le champignon mycorhizien bénéfique au moment de la plantation, permettant au chercheur de voir comment les champignons performaient sous des conditions humides et sèches.
Les résultats étaient clairs et cohérents. Comme prévu, les plantes confrontées aux conditions sèches ont produit moins de grains et moins de paille que leurs voisines bien irriguées. Le manque d'eau a provoqué une perte plus rapide de la couleur verte des feuilles et a réduit la quantité d'eau que les plantes pouvaient retenir dans leurs tissus. Cependant, les plantes sèches ont également montré une augmentation massive de leurs défenses internes. Elles ont produit nettement plus de proline et ont activé leurs enzymes de nettoyage beaucoup plus fortement que les plantes irriguées. Cela a confirmé que les plantes luttaient durement contre le stress, mais que cette bataille avait un coût pour leur rendement final.
Toutes les variétés de pois chiche n'ont pas combattu la sécheresse avec le même succès. Le cherchenaire a constaté qu'une variété spécifique, nommée JAKI-9218, se distinguait comme étant la plus résiliente. Lorsque l'eau venait à manquer, cette variété perdait le moins de son rendement potentiel, chutant d'environ seulement dix pour cent par rapport à ses homologues irriguées. Elle parvenait également à garder ses feuilles plus vertes et à retenir plus d'eau dans ses tissus que n'importe quelle autre variété testée. De plus, JAKI-9218 était la plus efficace pour intensifier ses défenses internes, produisant les niveaux les plus élevés de proline protectrice et montrant la réponse la plus forte de ses enzymes antioxydantes. Deux autres variétés, PDKV Kanak et PDKV Kanchan, ont également bien performé, montrant une résilience similaire mais légèrement moins spectaculaire.
En revanche, d'autres variétés ont éprouvé des difficultés bien plus importantes. Une variété, Gulak-1, a souffert le plus, perdant plus de vingt pour cent de son rendement potentiel dans les mêmes conditions sèches. Elle présentait également la capacité la plus faible à retenir l'eau dans ses feuilles et l'augmentation la moins efficace de ses produits chimiques protecteurs. L'étude a démontré que si les champignons bénéfiques ont aidé toutes les plantes dans une certaine mesure, la composition génétique du pois chiche lui-même déterminait sa capacité à gérer le stress. Les variétés les plus tolérantes étaient capables de maintenir mieux leur photosynthèse et leur équilibre hydrique, leur permettant de produire une récolte même lorsque le sol était sec.
Ces conclusions suggèrent une voie pratique pour les agriculteurs des régions sujettes à la sécheresse. En plantant les variétés les plus résilientes, telles que JAKI-9218, et en s'assurant qu'elles sont inoculées avec les champignons mycorhiziens bénéfiques, il est possible de maintenir la production de pois chiche même lorsque les pluies font défaut à la fin de la saison. La recherche ne prétend pas avoir résolu le problème de la sécheresse, mais elle identifie des outils spécifiques qui fonctionnent efficacement ensemble. La combinaison d'une variété génétique robuste et d'un partenaire naturel du sol offre un moyen fiable de protéger la récolte, garantissant que cette culture importante puisse continuer à nourrir les communautés malgré les défis d'un climat changeant.
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