Beaucoup a été écrit sur la loi européenne sur le climat et la directive européenne sur les nitrates. Outre les préoccupations sociales, la réduction drastique des gaz à effet de serre d’ici 2030 et la diminution structurelle de l’utilisation de l’azote dans l’agriculture posent des défis importants. Des chercheurs du Centre VIB-UGent pour la biologie des systèmes végétaux présentent désormais des résultats de recherche concrets visant à réduire l’utilisation d’azote en ciblant les micro-organismes présents dans le sol.
Leurs conclusions ont été publiées dans les revues Frontières de la science végétale, Tendances en microbiologie et le Journal de gestion environnementale.
L’azote et le microbiome du sol
Les plantes ont besoin d’azote dans le sol pour pousser. Cependant, ces plantes entrent en compétition avec certaines bactéries et archées, deux types de micro-organismes également capables d’utiliser l’azote du sol. Ces micro-organismes convertissent l’azote – sous forme d’ammoniac – en nitrites et nitrates grâce à un processus appelé nitrification.
Ces nitrites et nitrates s’infiltrent dans le sol, les eaux souterraines et les eaux récréatives, les rendant inutilisables pour les cultures agricoles et ayant un impact négatif sur la biodiversité et la qualité de l’eau. De plus, les nitrates peuvent être convertis en un puissant gaz à effet de serre, le protoxyde d’azote ou gaz hilarant. Les agriculteurs fertilisent souvent de manière excessive pour garantir que leurs cultures contiennent suffisamment d’azote, ce qui a des conséquences négatives sur la biodiversité et l’environnement.
Arrêter la nitrification
Trouver des substances qui bloquent la nitrification par les micro-organismes (appelées inhibiteurs de nitrification) est la clé d’une utilisation plus efficace de l’azote en agriculture. Lorsque ces organismes microscopiques du sol consomment moins d’azote, les plantes en disposent davantage, réduisant ainsi le besoin de fertilisation. Les recherches antérieures se sont fortement concentrées sur les bactéries du sol, négligeant les archées. Les chercheurs du Centre VIB-UGent pour la biologie des systèmes végétaux font désormais la lumière sur ces mystérieux micro-organismes et complètent le tableau.
« L’importance de ces archées pour la consommation d’azote dans le sol a été longtemps ignorée. Les inhibiteurs commerciaux actuels contre les bactéries sont non seulement limités, ils sont également inefficaces contre les archées. Pour augmenter l’efficacité de l’inhibition de la nitrification, nous avons recherché des inhibiteurs de nitrification contre les archées. » déclare le Dr Fabian Beeckman, chercheur postdoctoral au laboratoire Beeckman (VIB-UGent).
Le groupe de recherche a développé deux méthodes de test pour identifier les inhibiteurs de nitrification chez les archées et a examiné près de 50 000 molécules pour leur utilisation fonctionnelle.
« Nous avons non seulement décrit des inhibiteurs de nitrification pour les archées, mais nous avons également montré qu’une combinaison d’inhibiteurs contre les bactéries et les archées donne les meilleurs résultats », explique le Dr Hans Motte, coordinateur du projet. « Ce résultat est très prometteur. Nous disposons désormais des outils nécessaires pour trouver et combiner les meilleurs inhibiteurs, réduisant ainsi réellement l’utilisation d’azote en agriculture. »
Un avenir durable
La gestion efficace de l’azote est un objectif qui s’inscrit dans le cadre de la loi européenne sur le climat et de la directive européenne sur les nitrates. Dans ce contexte, les chercheurs vont encore plus loin vers la durabilité.
« Actuellement, tous les inhibiteurs de nitrification sont des molécules synthétiques », explique le professeur Tom Beeckman, chef de groupe du laboratoire Beeckman. « Grâce à nos nouvelles méthodes de test, nous pouvons désormais rechercher des molécules naturelles qui peuvent également servir d’inhibiteurs de nitrification. Dans l’étape suivante, nous pourrons même examiner les plantes qui produisent et excrètent elles-mêmes ces produits dans le sol. Cela ouvre la porte à davantage de recherches. une agriculture biologique efficace et des systèmes agricoles durables.
Plus d’information:
Fabian Beeckman et al, Essais à haut débit pour identifier les inhibiteurs de nitrification ciblant les archées, Frontières de la science végétale (2024). DOI : 10.3389/fpls.2023.1283047
Fabian Beeckman et al, Améliorer la gestion de l’azote des agroécosystèmes : informations microbiennes pour améliorer l’inhibition de la nitrification, Tendances en microbiologie (2023). DOI : 10.1016/j.tim.2023.10.009
Fabian Beeckman et al, L’approche basée sur la découverte de médicaments identifie de nouveaux inhibiteurs de nitrification, Journal de gestion environnementale (2023). DOI : 10.1016/j.jenvman.2023.118996