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Exploiting the multifunctional potential of belowground biodiversity in horticultural farming

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Transformer l’agriculture durable grâce à l’innovation microbienne

Une recherche révèle que les micro-organismes du sol peuvent réduire de 30 à 50 % le besoin d’engrais chimiques tout en maintenant la productivité des cultures.

La biodiversité des sols est la force cachée sous nos pieds qui détermine des processus vitaux essentiels à la vie, de la production d’aliments sains à l’atténuation du changement climatique. Les récents progrès de la microbiologie ouvrent de nouvelles possibilités pour mieux utiliser ces systèmes naturels dans l’agriculture. Le projet EXCALIBUR(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par l’UE, développe des bioproduits microbiens qui exploitent la biodiversité du sol afin de réduire les intrants chimiques tout en maintenant la productivité des cultures. «Sur la base de nos résultats, l’exploitation de la biodiversité du sol pourrait être l’une des principales options pour réduire l’utilisation de produits chimiques dans l’agriculture», explique Stefano Mocali, coordinateur du projet EXCALIBUR. «Les inoculants microbiens(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) sont des éléments clés de la bioéconomie circulaire de l’UE, favorisant des systèmes agricoles à faible consommation d’intrants, régénératifs et résilients, transformant les déchets en valeur, et contribuant aux objectifs climatiques et environnementaux.»

Des solutions microbiennes pour des cultures plus performantes

L’approche d’EXCALIBUR est axée sur la sélection et l’optimisation des micro-organismes du sol afin de créer des «consortiums microbiens», c’est-à-dire des communautés de micro-organismes divers, performants. Ces bioproduits innovants combinent des activités de stimulation de la croissance des plantes et de biocontrôle. Les chercheurs ont élaboré une stratégie de formulation qui emprisonne les micro-organismes fongiques dans des particules de gel enrichies de composants supplémentaires. Il en résulte une bioformulation multifonctionnelle efficace dans différentes conditions de sol. Des essais en plein champ sur des tomates, des pommes et des fraises ont fourni des résultats remarquables. Dans certains cas, les bioinoculants ont permis de réduire la fertilisation chimique de 30 à 50 %, sans compromettre les performances des cultures ni la viabilité économique. La mise en œuvre de ces solutions microbiennes a considérablement amélioré la qualité du sol et la biodiversité. Les essais ont démontré que les micro-organismes indigènes du sol étaient plus performants pour soutenir la croissance des plantes et lutter contre les agents pathogènes du sol. Ces résultats étaient plus marqués lorsque les bioinoculants provenaient de micro-organismes présents dans les sols de la même zone géographique, ce qui souligne l’importance de stratégies sur mesure basées sur les caractéristiques spécifiques du sol et le microbiote indigène.

Des solutions intelligentes de suivi et d’évaluation

EXCALIBUR a développé et breveté un outil de détection qui permet une utilisation sûre et efficace des bioinoculants en agriculture. Contrairement aux méthodes traditionnelles basées sur les anticorps, cet outil utilise des aptamères, des sont des molécules d’ADN ou d’ARN simple brin qui reconnaissent et lient les cellules microbiennes cibles avec une plus grande sensibilité, une haute spécificité et des coûts de production plus faibles. Cette technologie permet un contrôle rapide et à faible coût des bioinoculants dans le sol, et est par conséquent idéale pour l’analyse sur site et transférable à des dispositifs de biocapteurs mobiles. Coordonné par le Conseil italien pour la recherche et l’économie agricoles (CREA), le projet a également créé un outil d’évaluation de la qualité des sols(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) à l’aide d’une approche statistique reconnue pour la classification des données appelée SIMCA(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). La plateforme web du CREA évalue la qualité du sol sur la base de paramètres chimiques, physiques et biologiques, fournissant aux agriculteurs un système d’aide à la décision accessible pour optimiser leur utilisation de bioinoculants.

Soutenir la transformation de l’agriculture européenne

Les solutions évolutives d’EXCALIBUR s’inscrivent dans le cadre de son approche des méta-organismes, qui considère les plantes, le sol et les organismes du sol comme des systèmes interconnectés. Le projet promeut une stratégie de gestion des sols(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) qui comprend des prébiotiques (composés qui nourrissent les microbes bénéfiques), des probiotiques (micro-organismes bénéfiques vivants) et des postbiotiques (sous-produits microbiens bénéfiques). «Ces pratiques contribuent à une agriculture durable en favorisant la santé du microbiome du sol, en réduisant la dépendance à l’égard des engrais chimiques et des pesticides et en améliorant la résistance des plantes aux stress environnementaux», explique Stefano Mocali. EXCALIBUR a développé des outils essentiels pour soutenir les objectifs politiques de l’UE, notamment un modèle de dossier pour les fabricants qui cherchent à introduire de nouveaux inoculants microbiens sur le marché de l’UE, dans le cadre du règlement sur les produits fertilisants(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). Les innovations du projet pourraient transformer la manière dont les agriculteurs européens optimisent la santé des sols et le rendement des cultures, ouvrant la voie à une agriculture de précision adaptée aux conditions locales et à la biodiversité.

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