Field Evaluation of Root-Nodule Endophytic Plant Growth-Promoting Bacteria for Improving Growth and Pod Production of Groundnut (Arachis hypogaea L.) in Semi-Arid Saurashtra
Cette étude identifie et évalue des bactéries endophytes indigènes des nodules racinaires, particulièrement *Rhizobium* sp. MU-RM12, *Bacillus licheniformis* MU-RM3 et *Pseudomonas* sp. MU_RM2, en tant que bioinoculants hautement efficaces qui améliorent significativement la croissance et la production de gousses d'arachide dans les sols semi-arides du Saurashtra.
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Dans les plaines semi-arides de Saurashtra, au Gujarat, les agriculteurs sont confrontés à un défi persistant : cultiver des arachides dans un sol souvent pauvre en nutriments essentiels et sujet à la sécheresse. Bien que les engrais synthétiques puissent stimuler les rendements temporairement, ils dégradent souvent la structure du sol et augmentent les coûts pour les producteurs aux ressources limitées. La nature offre toutefois une solution différente, cachée au sein même de la plante. Les plants d'arachide forment de petites bosses rosâtres sur leurs racines appelées nodules. À l'intérieur de ces nodules vivent des bactéries bénéfiques qui aident la plante à croître. Les plus célèbres d'entre elles sont les rhizobiums, qui convertissent l'azote de l'air en une forme que la plante peut consommer. Mais ces nodules hébergent aussi une communauté diversifiée d'autres bactéries qui ne forment pas les nodules elles-mêmes, mais vivent tout de même à l'intérieur des tissus. Ces « endophytes » agissent comme des partenaires silencieux, aidant la plante à accéder à des nutriments tels que le phosphore et le zinc, en produisant des hormones de croissance naturelles et en réduisant le stress causé par les conditions sèches. La question que les chercheurs se posent depuis longtemps est de savoir si des versions spécifiques et localement adaptées de ces bactéries peuvent être récoltées et utilisées pour aider les cultures à prospérer dans des environnements difficiles sans dépendre d'intrants chimiques lourds.
Une équipe de scientifiques de l'Université Marwadi a entrepris de trouver la réponse en examinant directement les racines d'arachide de leur propre région. Ils ont collecté des échantillons provenant de plants sains poussant sur la ferme de l'université, en extrayant soigneusement les nodules racinaires pour isoler les bactéries vivant à l'intérieur. À partir de ces nodules, ils ont cultivé quarante-deux types distincts de bactéries. Avant de les tester sur le terrain, les chercheurs ont soumis ces bactéries à un criblage en laboratoire pour voir lesquelles possédaient les traits les plus utiles. Ils ont recherché des bactéries capables de dissoudre les nutriments bloqués dans le sol, de produire des hormones de croissance et d'aider la plante à faire face au stress. Après ce criblage rigoureux, neuf des candidats les plus prometteurs ont été sélectionnés pour un essai à grande échelle sur le terrain. Ceux-ci comprenaient une bactérie fixatrice d'azote connue et huit autres types de bactéries qui n'avaient jamais été testés ensemble de cette manière auparavant.
L'expérience s'est déroulée sur une seule saison de croissance, de juillet à novembre 2024, sur la ferme agricole de l'université. Les chercheurs ont planté des graines d'arachide selon un motif aléatoire dans le champ, traitant certaines graines avec chacune des neuf souches bactériennes, un groupe avec un biofertilisant commercial standard, et un dernier groupe sans aucune bactérie pour servir de base de référence. Ils ont surveillé les plants à trois stades de croissance différents, mesurant tout, de la longueur des racines et des tiges au nombre de feuilles et à l'épaisseur de la tige. L'objectif était de voir si les bactéries indigènes pouvaient surpasser à la fois le sol vide et l'engrais acheté en magasin.
Les résultats ont été frappants. Les plants traités avec les bactéries indigènes ont grandi de manière significative plus efficacement que ceux du groupe témoin. Plus précisément, trois souches se sont distinguées comme étant les plus efficaces : une souche de Rhizobium, une souche de Bacillus et une souche de Pseudomonas. Au moment où les plants étaient prêts pour la récolte, ceux traités avec ces meilleures performeuses produisaient jusqu'à 60 pour cent de gousses en plus par plant par rapport au groupe non traité. Plus impressionnant encore, ces souches indigènes ont produit 25 pour cent de gousses en plus que les plants traités avec le biofertilisant commercial. Les chercheurs ont constaté que les bactéries n'aidaient pas seulement les plantes à grandir ; elles amélioraient la santé globale de la plante, entraînant des tiges plus épaisses, plus de ramifications et une meilleure rétention d'eau.
Pour comprendre pourquoi ces bactéries spécifiques fonctionnaient si bien, l'équipe a analysé les données en utilisant des méthodes statistiques qui comparaient tous les traits ensemble. Ils ont découvert que le succès des bactéries était lié à un effet de « vigueur large ». Les bactéries qui ont le mieux performé sur le terrain étaient également celles qui montraient la plus large gamme de capacités utiles en laboratoire, telles que la dissolution des nutriments et la production d'hormones de croissance. Les données suggèrent que ces bactéries agissaient en améliorant le système racinaire de la plante. L'étude a trouvé une forte corrélation entre la longueur de croissance des racines et le nombre de gousses produites par la plante, indiquant que les bactéries aidaient la plante à construire une fondation plus solide pour soutenir davantage de fruits.
Bien que les résultats soient encourageants, les chercheurs précisent avec prudence qu'il s'agissait d'un essai d'une seule saison dans un seul lieu. Ils ont identifié que deux des souches bactériennes n'ont été nommées que provisoirement car leurs séquences génétiques ne correspondaient pas parfaitement à des espèces connues, et ils ont noté que la capacité de fixation de l'azote de la souche Rhizobium n'a pas été confirmée de manière indépendante dans cette étude spécifique. Cependant, les preuves sont suffisantes pour suggérer que ces bactéries sourcées localement sont des candidats supérieurs pour améliorer les rendements d'arachide dans cette région par rapport aux options commerciales actuelles. L'étude conclut que ces souches indigènes, particulièrement les isolats de Rhizobium, Bacillus et Pseudomonas, sont des outils prometteurs pour une agriculture durable. Avant qu'elles ne puissent être vendues aux agriculteurs, des tests supplémentaires sont nécessaires pour garantir qu'elles sont sûres et efficaces à travers différentes saisons et lieux, mais les conclusions initiales offrent une voie claire vers un avenir agricole plus résilient et productif pour les terres semi-arides de Saurashtra.
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