Avec l’aide de la nature
par Evaristo de Miranda
L’étude des organismes utiles à l'agriculture est une problématique importante dans quelques rares pays et notamment au Brésil. Là-bas, des centaines d'espèces de bactéries, protozoaires, champignons, mycorhizes, acariens, insectes et leurs phéromones sont identifiées puis multipliées. Ils sont produits dans des laboratoires, des entreprises de biotechnologie et dans des exploitations agricoles. Les principaux objectifs sont d'augmenter la productivité par le biais de la fertilisation azotée symbiotique, de contribuer à l'activité biologique des sols et de lutter biologiquement contre les parasites et les maladies.
Les organismes utiles et les additifs biologiques sont utilisés sur une grande variété de terres agricoles : dans les grandes et les petites exploitations, de l'Equateur aux régions plus tempérées du Brésil, les ventes augmentent chaque année. Cela s'applique également aux techniques d'épandage, de logistique des transports et de la technologie de pulvérisation au moyen de drones et d’avions agricoles. Les start-ups, les entreprises nationales et internationales sont toutes présentes sur ce marché.
La production, la distribution et l'épandage sont encadrés par des lois. Elles réglementent la production et le commerce des engrais, des régulateurs, des vaccins, des biofertilisants, des reminéralisants et des substrats pour les plantes destinées à l'agriculture. La loi 12.890/ 2013 s'applique.
Les principaux domaines d'application des organismes utiles et des additifs biologiques sont :
- Fertilisation azotée biologique
Au Brésil, la fertilisation azotée biologique par les bactéries des nodules a une réelle importance pour l'approvisionnement en nutriments des cultures. Il est utilisé pour répondre aux besoins en azote de nombreuses légumineuses (haricots, soja et arachides), ce qui rend la fertilisation azotée totalement inutile. Pour produire une tonne de soja, il faut environ 80 kg d'azote, qui est entièrement absorbé par la liaison des racines de la plante avec les bactéries fixatrices d'azote.
Plusieurs souches bactériennes sélectionnées sont utilisées sur environ 35 millions d'hectares de surface de culture du soja. Le traitement des semences avec au moins 160 000 bactéries par grain permet d'économiser chaque année 8,5 milliards de dollars en engrais azoté. La fixation biologique de l'azote est adaptée aux besoins de la culture. De cette manière, cette technologie minimise les problèmes environnementaux qui sont souvent associés aux engrais azotés minéraux, tels que l'infiltration dans les eaux souterraines, l'eutrophisation des lacs (ndlr : identique à la prolifération des algues vertes), les émissions d'oxyde nitreux, etc…
Des instituts de recherche et des entreprises privées brésiliennes ont développé des souches bactériennes très efficaces comme les Rhizobium et Bradyrhizobium ainsi que, par exemple, Azospirillum brasilense. Ces nouvelles bactéries augmentent la fixation de l'azote dans la rhizosphère du blé, du maïs et de l’herbe de pâturage. Ils produisent également des phytohormones qui stimulent la croissance des racines. Cela permet d'augmenter la surface d'absorption d'eau et de nutriments et de renforcer la résistance des plantes à la sécheresse. Des expériences menées par Vogel et al. (2015) ainsi que par Stets (2013) et Roesch et al. (2005) ont en fait prouvé les effets positifs de l'Azospirillum brasilense concernant la croissance des racines et des feuilles du blé. Ensemble, les différents adjuvants biologiques disponibles permettent aux agriculteurs brésiliens de réaliser des économies estimées à 15 milliards de dollars par an.
- Auxiliaires structurels
L'objectif est de maximiser la biodiversité des sols, d'augmenter la fertilité et de créer une structure du sol favorable au développement des racines et des plantes, même sans labour et pour le semis direct. Basée sur la génomique moléculaire, cette biotechnologie est utilisée comme un probiotique au Brésil et stimule la biodiversité dans le microbiome du sol.
La culture bactérienne est réalisée par les agriculteurs sur leurs propres exploitations. Le taux d'application est de l'ordre de 150 litres par hectare et peut être épandu en même temps qu'un herbicide. Une partie du coût de la fertilisation microbiologique est compensée par des économies de carburant, car les passages de charrue et l'ameublissement en profondeur ne sont plus nécessaires. Le coût le plus important de l'engrais microbiologique est celui du remplissage des digesteurs pour la production.
Cependant, il ne s'agit pas d'engrais ou de matière organique, mais d'additifs microbiologiques adaptés à chaque type de sol. La technologie s'adapte au terroir et réagit à ce qu'on appelle "l'empreinte biologique" de chaque culture. Il s'agit pour ainsi dire d'un engrais microbiologique ‘’endémique’’. Le processus de production peut être adapté à toute taille d'exploitation et à tout type de plante.
En raison de la multifonctionnalité du système de production, la fertilisation microbiologique est axée sur la restauration de la biodiversité dans le sol, en particulier avec les bactéries. Les analyses moléculaires montrent l'existence de jusqu'à 500 groupes différents de bactéries dans une fermentation bien exécutée. Cela comprend les groupes qui produisent un gel bactérien (acide polyuronique) qui peut agréger les particules du sol. Le gel forme la structure du sol, accumule les miettes de sol et fournit au sol plus d'oxygène et d'eau. Cela a un effet positif sur la fertilité.
De plus, cette fertilisation microbiologique élargit la connexion du sol avec la plante par exsudation. Une grande partie de l'énergie générée par la photosynthèse (30% en moyenne) est utilisée pour l'exsudation. En une année de culture, le maïs libère environ un million de litres de polysaccharides par hectare (soit 10 tonnes de matière organique sèche par hectare). Ces exsudats nourrissent le microbiote autour des racines. Ils apportent de nombreux avantages à la plante, comme l'augmentation de la disponibilité des minéraux responsables de la résistance aux maladies. Des études ont montré que la productivité moyenne augmente même dans les zones en présence de nématodes.
- Protection biologique des cultures
Sous ce terme général, on désigne les substances actives micro et macrobiologiques permettant le contrôle des parasites et des maladies. Ils sont produits par des entreprises spécialisées dans l'identification et la reproduction de champignons, bactéries, acariens et insectes, qui sont intégrés aux moyens de protection des cultures. Des centaines d'entreprises ont été créées dans ce secteur, qui représente déjà près de 25 % du marché de la protection des cultures au Brésil.
La production d'adjuvants biologiques est orientée vers le développement de nouveaux produits, de nouvelles formes d'application et vers une meilleure adaptation des organismes existants au niveau des différentes zones climatiques brésiliennes. En plus des sociétés commerciales, plusieurs instituts de recherche publics sont impliqués dans le développement de nouvelles technologies. En raison du climat tropical du pays, il existe une demande pour différentes solutions biologiques, car les cultures sont sous pression sanitaire tout au long de l'année.
De nombreux parasitoïdes, agents pathogènes, parasites et antagonistes sont utilisés dans les programmes de contrôle biologique des produits (soja, maïs, coton et café) dans les petits jardins et les vergers de toutes les régions du Brésil. La plupart des agents biologiques contrôlent les ravageurs et les maladies causés par les chenilles, les aleurodes, les nématodes biliaires, les cicadelles, la pyrale, les acariens phytophages et les diptères des champignons, y compris les pathogènes et les ravageurs du sol.
Les produits biologiques de protection des cultures les plus courants sont les insecticides, les fongicides et les nématicides. Les agents biologiques les plus importants sont : Bacillus thuringiensis, Trichogramma pretiosum, Beauveria bassiana, Trichoderma spp, Bacillus spp, Bacillus pumilus, Metarhizium anisopliae, Cotesia flavipes, Trichogramma galloi et acariens prédateurs.
Le Bacillus pumilus, par exemple, a un effet fongicide qui protège la plante contre le développement d’agents pathogènes à la surface des feuilles et active en outre le système de défense de la plante. Il est utilisé sur les cultures de soja, d'oignons, de pommes et de fraises et est efficace pour lutter contre les maladies fongiques telles que l'oïdium, le botritis et la rouille asiatique.
Beauveria bassiana est un champignon naturel qui provoque des maladies mortelles chez certains insectes. Appliqué sur les feuilles, il est efficace pour lutter contre les cigales (Dalbulus maidis), les aleurodes (Bemisia tabaci), les termites, les fourmis et certaines chenilles (Brassolis sophorae). Cet insecticide biologique est largement utilisé dans la culture de la canne à sucre, du maïs, du riz, du coton et des haricots.
Au Brésil, les principales cultures auxquelles il est appliqué sont le soja (Bt) et la canne à sucre (metarhizium et cotesia). Les méthodes les plus couramment utilisées sont les suivantes : la pulvérisation foliaire, la libération de nymphes et d'organismes utiles adultes, le traitement des semences, l'inoculation du sol dans le sillon lors du semis ou de la plantation et l'utilisation de drones pour épandre des champignons parasitaires et des ichneumon.
Les guêpes mangent les pyrales de la canne à sucre. 
La reproduction des guêpes ou la production des larves est complexe, l’épandage sur les parcelles est assez coûteuse. Photos: Liana John
Les parasites sont également contrôlés à l'aide de pièges biologiques produits par des entreprises ayant une grande expérience dans ce domaine. Ce ne sont pas seulement des pièges à base de phéromones, mais aussi des pièges à attraction sonore, à couleurs et à lumière. Il existe un certain nombre de stratégies très différentes pour les légumes, les fleurs, le coton, le café, les agrumes, la pomme, la papaye, la mangue, la noix de coco, le tabac, la canne à sucre, le maïs, le soja, les haricots et les céréales stockées.
Infrastructure
Au Brésil, la protection biologique des cultures est assez répandue tant dans les petites exploitations (horticulture, fruiticulture, etc.) que dans les grandes exploitations (céréales, coton, canne à sucre, reboisement et fruiticulture). Cela a conduit à la production industrielle d'organismes utiles et d'additifs biologiques. De nombreux agriculteurs ont créé leurs propres installations pour les produire dans leurs propres exploitations. La particularité de cette méthode est de maintenir en vie les champignons, les acariens et les guêpes. Ils ne peuvent pas être simplement placés sur les étagères comme des pesticides chimiques. Afin de garantir qu'ils puissent être épandus sur des millions d'hectares dans les conditions écologiques et même socio-économiques les plus diverses au Brésil, d'énormes efforts ont dû être déployés dans le secteur agricole.Cela a donné naissance à tout un réseau d'entreprises de différentes tailles, par exemple pour l'application d'agents volatiles, l'installation de systèmes de pièges, l'évaluation des niveaux d'infestation à l'aide de systèmes de surveillance automatisés.
Partout, une bonne connaissance de la physiologie des plantes, de la biologie des parasites et des agents pathogènes, une détection précoce, une évaluation correcte de la gravité de l'infestation et des conditions environnementales sont essentielles. Des systèmes de surveillance plus sophistiqués, qui fonctionnent déjà sur l'"internet des objets" (IOT), sont nécessaires pour la gestion de la protection des cultures. Le succès dépend également de l'utilisation prudente de variétés résistantes ou tolérantes, y compris les variétés génétiquement modifiées (OGM).
À mes yeux, l'utilisation généralisée d'organismes bénéfiques et d'adjuvants biologiques mais également l'industrialisation nécessaire, font de l'agriculture brésilienne l'une des plus avancées en termes de production agricole en général, mais surtout de promotion de la santé des plantes.
En savoir plus sur l'expérience acquise sur une ferme de 600 000 ha au Brésil.