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L’agriculture d’aujourd’hui repose sur l’utilisation importante d’engrais minéraux, en particulier d’azote, pour maximiser la productivité des cultures.
Cette consommation va plus que doubler d’ici à 2050 pour nourrir une population de plus en plus nombreuse (Bindraban et al., 2015).
Dans ce contexte, il est de plus en plus nécessaire d’envisager de nouvelles approches innovantes pour produire de manière plus efficiente et durable, en réduisant la dépendance aux engrais conventionnels.
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Les bactéries fixatrices d’azote atmosphérique vivent dans les tissus des plantes et peuvent permettre d’apporter un complément aux engrais minéraux de manière “non-symbiotique”.
De manière non-symbiotique, c’est-à-dire aux plantes qui ne sont pas des légumineuses, comme les céréales.
La fixation biologique de l’azote (BNF) fait référence à un processus basé sur une conversion de l’azote atmosphérique (N2) en ammonium, forme d’azote absorbable par les cultures.
💡 L’efficacité des azotobacters a été prouvée dans de nombreuses études pour améliorer la nutrition des plantes et la fertilité biologique des sols. Une étude de Chen datant de 2008 a montré que près de 2 tonnes d’azote conventionnel sont nécessaires comme engrais pour pour égaler les effets d’une tonne d’azote fixé biologiquement par les légumineuses et les azotobacters.
Les caractéristiques agronomiques des azotobacters contribuent positivement à une production agricole durable. Exploitées à bon escient, elles sont une des solutions à explorer pour relever les grands défis agricoles du XXIème siècle.
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Ces bactéries sont presque toujours présentes dans les sol, dans des proportions et quantités différentes.
Les populations d’azotobacters sont affectées par les paramètres physico-chimiques du sol (Kizilkaya, 2009) :
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En plus de la fixation biologique d’azote atmosphérique, les espèces d’azotobacters sont capables de synthétiser des hormones de croissance végétales : auxines, gibbérellines, cytokinines (Arora et al., 2018). En particulier, l’auxine (acide indole-acétique) est une hormone végétale qui régule la croissance des racines, joue un rôle central dans la division cellulaire, l’élongation et le développement des fruits (Grossmann, 2010).
Des études ont montré que certaines souches d’azotobacters ont la capacité de solubiliser le potassium et le zinc et ainsi d’améliorer leur assimilation par les plantes (Singh et al., 2010). Divers mécanismes sont impliqués dans ce processus, dont la production d’acides organiques (Diep et Lieu, 2013).
Certaines espèces d’azotobacters peuvent synthétiser des substances anti-fongiques qui inhibent le développement de certaines espèces de pathogènes comme helminthosporiose, fusariose et rhizoctone (Baars et al., 2015). Ces molécules peuvent protéger indirectement les plantes des ravageurs.
La sécheresse et la salinité sont parmi les principales contraintes environnementales qui limitent la croissance, la productivité et la qualité des cultures (Yang et al., 2009). Les azotobacters ont la capacité d’améliorer la tolérance des cultures aux stress biotiques et abiotiques chez les plantes (Ruzzi et Aroca, 2015). Plusieurs travaux ont démontré une efficacité des azotobacters pour la tolérance au stress hydrique (Shirinbayan et al., 2019).
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La compatibilité des espèces introduites d’azotobacters avec le microbiome local est encore un aspect à explorer.
Il est néanmoins possible de mettre les souches autochtones dans de bonnes conditions pour leur permettre de se développer.
Cela permet de fournir aux plantes non-légumineuses une quantité importante d’azote, en plus de la synthèse des hormones favorisant leur croissance et l’augmentation de la disponibilité de nutriments supplémentaires (P, K, Zn) pour une meilleure nutrition.
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