Caractérisation des effets biostimulants d’un lombricompost et de son extrait liquide sur l’état de santé global de plants de poivron (Capsicum annuum)

Details

Supervisors

Hance, Thierry

Faculty

Faculté des sciences

Degree label

Master [120] en biologie des organismes et écologie, à finalité approfondie

Abstract

Résumé Le changement climatique, omniprésent dans la société actuelle, affecte les températures et l'occurrence des événements météorologiques extrêmes mais également les écosystèmes et les systèmes agricoles dont nous dépendons, compromettant ainsi la sécurité alimentaire à l’échelle globale. Parallèlement, l'augmentation rapide de la population mondiale exige une production agricole accrue, malgré que les surfaces cultivables se réduisent en raison du changement climatique. Bien que le développement de fertilisants et pesticides chimiques au cours du XXe siècle ait permis de répondre à cette demande croissante en améliorant les rendements des cultures, il est désormais évident que leur utilisation est incompatible avec le contexte environnemental actuel, accentuant les pressions sur les systèmes agricoles. Ceci souligne la nécessité d’adapter le modèle agricole actuel en développant de nouvelles pratiques agricoles plus durables pour améliorer les rendements et contrôler les ravageurs. Grâce aux propriétés fertilisantes et insecticides déjà démontrées (Edwards et Arancon 2022 ; Edwards et al. 2010), le lombricompost et ses sous-produits apparaissent comme une alternative prometteuse. Toutefois, une caractérisation approfondie de l’ensemble de leurs effets et de leur fonctionnement est essentielle avant d’envisager comment ceux-ci peuvent remplacer les pratiques conventionnelles. L’expérience réalisée dans le cadre de ce mémoire s’inscrit dans ce contexte. Son premier objectif vise à démontrer que l'amélioration des capacités de résistance aux ravageurs et aux stress observée chez les plantes traitées par lombricompost ou son extrait liquide résulte de l'amélioration de leur état de santé global, elle-même due aux propriétés biostimulantes de ces produits. Le second objectif porte sur comment cette amélioration varie avec le type de produit apporté et le mode d’application utilisé. Pour se faire, différents traitements ont été appliqués à des plants de poivron (Capsicum annuum) puis de nombreux paramètres ont été mesurés sur ces plantes afin d’évaluer comment le traitement et son mode d’application impactent les capacités de gestion en eau, de photosynthèse, d’échanges gazeux et de résistance aux stress ainsi que leur influence sur la croissance et la morphologie des plantes. Les résultats de cette expérience montrent que les effets de ces produits sur l'état de santé des plantes sont plus complexes que prévu, car ils dépendent fortement des besoins spécifiques des plantes traitées, lesquels sont influencés par les conditions environnementales. Bien que cette interférence nous empêche de répondre à l'objectif initial en tirant des conclusions claires sur l'effet des différents traitements sur l'état de santé global, elle permet néanmoins de mieux comprendre comment les plantes adaptent l'utilisation de ces produits biostimulants pour mieux faire face aux stress auxquels elles sont confrontées. Les autres paramètres physiologiques fournissent toutefois des résultats intéressants, tels que des améliorations des capacités photosynthétiques, de la gestion hydrique, ainsi que de la résistance au stress et aux ravageurs, en fonction du produit utilisé. Abstract Climate change, omnipresent in today's society, is affecting not only temperatures and the occurrence of extreme weather events, but also the ecosystems and agricultural systems on which we depend, thus compromising food security on a global scale. At the same time, the rapid increase in the world's population requires increased agricultural production, despite the fact that arable land is shrinking as a result of climate change. Although the development of chemical fertilizers and pesticides over the course of the twentieth century made it possible to meet this growing demand by improving crop yields, it is now clear that their use is incompatible with the current environmental context, accentuating the pressures on agricultural systems. This underlines the need to adapt the current agricultural model by developing new, more sustainable farming practices to improve yields and control pests. Thanks to the fertilizing and insecticidal properties already demonstrated (Edwards and Arancon 2022 ; Edwards et al. 2010), vermicompost and its by-products appear to be a promising alternative. However, a thorough characterization of all their effects and functioning is essential before considering how they can replace conventional practices. The experiment carried out as part of this thesis falls within this context. Its first objective is to demonstrate that the improvement in pest and stress resistance observed in plants treated with vermicompost or its liquid extract is the result of an improvement in their overall state of health, itself due to the biostimulant properties of these products. The second objective concerns how this improvement varies with the type of product used and the method of application. To this end, different treatments were applied to bell pepper (Capsicum annuum) plants, and numerous parameters were measured on these plants to assess how the treatment and its mode of application impact water management, photosynthesis, gas exchange and stress resistance capacities, as well as their influence on plant growth and morphology. The results of this experiment show that the effects of these products on plant health are more complex than expected, as they are highly dependent on the specific needs of the treated plants, which are influenced by environmental conditions. Although this interference prevents us from fulfilling our initial objective by drawing clear conclusions on the effect of the different treatments on overall health, it nevertheless provides a better understanding of how plants adapt the use of these biostimulant products to better cope with the stresses they face. Other physiological parameters, however, provide interesting results, such as improvements in photosynthetic capacity, water management, and resistance to stress and pests, depending on the product used.