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Impact des fertilisants biologiques, de la silice et de rhizobactéries sur le microbiome du substrat de culture et les performances agronomiques du bleuet en corymbe cultivé en pot

Résumé

 

Le bleuet est le troisième fruit le plus produit au Canada représentant 180 116 tonnes par année, dont 7100 tonnes en production biologique (Agriculture Canada, 2023). Ces dernières années, une augmentation de la demande a été constatée pour les bleuets biologiques, notamment pour leur richesse en antioxydants bénéfiques ainsi que de l’absence de résidus de pesticides (Plunkett et coll. 2018, Caspersen et coll. 2016). Afin de répondre à cette demande croissante, il est essentiel d'améliorer le rendement et la qualité des fruits. Ainsi, face à la hausse des coûts de production et à la fréquence croissante des phénomènes météorologiques dommageables attribués aux changements climatiques, il devient essentiel d'envisager des systèmes de production de remplacement. Ces avenues de rechange doivent garantir des niveaux de production adéquats, une gestion efficace des éléments nutritifs, tout en permettant la production de bleuets de haute qualité. Le développement d’une stratégie de fertilisation biologique efficace pour un système de culture hors sol sous grands tunnels ou abris pour le bleuet en corymbe (Vaccinium corymbosum L.) s’avère une option prometteuse permettant de contrôler les intrants, le type de substrat et d’améliorer les rendements et la qualité des fruits (Voogt et coll., 2014). Aussi, les stratégies de fertilisation biologique intègrent l'utilisation de biostimulants pour accroître l'efficacité des fertilisants et favoriser des conditions de croissance optimales. Le premier objectif de cette étude était d’évaluer l’impact de trois sources de fertilisants biologiques sur les propriétés chimiques et biologiques du substrat de culture, ainsi que sur la croissance, le rendement et la qualité des fruits, par comparaison avec une fertilisation conventionnelle. Cette évaluation a été menée sur trois cultivars de bleuets en corymbe. Nous avons comparé durant deux saisons de récolte, quatre différents traitements de fertilisation : 1- fertilisation d’origine animale : granules de fumier de volailles + farine de plumes; 2- fertilisation d’origine végétale : hydrolysat de protéines de soja + phosphate de roche; 3- fertilisation mixte : farine d'os + farine de luzerne + extrait d'algues + farine de plumes + farine de crustacées, 4- fertilisation conventionnel (témoin) : solution nutritive inorganique via fertigation. Trois cultivars de bleuets en corymbe ont été sélectionnés pour l'étude : Reka, Bluecrop et Liberty. Les bleuets ont été cultivés dans des contenants avec un substrat tourbeux biologique et cultivés sous abris. La fertilisation biologique a augmenté l'activité microbienne et influencé les concentrations de nutriments dans le substrat. Les plants de bleuets sous fertilisation conventionnelle ont montré une teneur en chlorophylle plus élevée, mais les performances photosynthétiques étaient supérieures avec une fertilisation mixte. En 2021, la qualité des baies était supérieure avec tous les types de fertilisation biologique, tandis que la productivité des plants était similaire entre les traitements biologiques et la solution nutritive inorganique.
Le deuxième objectif de cette étude visait à évaluer chez 10 cultivars de bleuets de corymbe leur capacité à absorber la silice sous forme de wollastonite (certifiée biologique) par rapport au silicate de potassium (forme conventionnelle de Si). Une expérience en serre en 2021 comportait 10 cultivars de bleuets en corymbe soumis à trois traitements de silice, soit (1) wollastonite (CaSiO3; forme solide), (2) silicate de potassium (K2SO3; forme liquide) et (3) un traitement témoin sans silice. La silice sous forme de K2SO3 a été absorbée en plus grande quantité que la silice sous forme de wollastonite. De plus, la teneur en silice des feuilles a varié d’un cultivar à l’autre. Le silicate de potassium a eu un effet positif sur l’activité enzymatique microbienne en augmentant les teneurs de FDA des échantillons, lorsque comparée aux substrats de culture des plantes avec wollastonite Les résultats de ces deux premières études démontrent qu’il y a encore plusieurs interrogations quant à l’établissement d’une gestion de fertilisation biologique adéquate pour le bleuet en corymbe afin de maintenir un niveau de production similaire, sinon meilleur que ceux produits sous une gestion de culture conventionnelle. La poursuite de ce projet de recherche, dans le cadre d’études doctorales portant principalement sur l’ajout de rhizobactéries (PGPR, Plant Growth-Promoting Rhizobacteria) adaptées aux faibles pH et favorisant l’absorption minérale, la croissance des plantes, la qualité des baies, et la résilience des plantes aux stress, permettra de mieux comprendre les préférences du bleuet en corymbe cultivé en pot en matière de besoins nutritifs et de l’interaction entre les fertilisants biologiques et les microorganismes du substrat. Plus précisément, un mélange de trois PGPR soit Bacillus Velezensis LBUM279, Pseudomonas Synxantha LBUM223 et Bacillus Pumilus LMUM494 sera appliqué mensuellement au substrat de culture des plantes. Utilisant des souches de PGPR pour lesquels aucun outil moléculaire de détection n’a encore été développé à ce jour, des marqueurs moléculaires seront développés afin d’analyser la dynamique de population de ces souches dans le substrat de culture. L’originalité de cette étude consiste à étudier, pour une culture biologique, l’effet des fertilisants biologiques, de la silice et des PGPR adaptés à de faibles pH sur le microbiote du substrat de culture, l’absorption minérale des plantes et la performance agronomique du bleuet en corymbe cultivé en contenants. Les avancées qui découleront de ce projet permettront aux producteurs d’obtenir plus d’informations quant à la fertilisation la plus appropriée pour le bleuet en corymbe, de connaître les PGPR favorables à la croissance des plantes et d’établir une stratégie de fertilisation biologique performante. Plus spécifiquement, ce projet contribuera au développement d’outils moléculaires spécifiques aux PGPR ainsi qu’à l’identification de grappe de gènes biosynthétiques mettant en lumière les mécanismes qui améliore l’absorption minérale des éléments nutritifs par les plantes. Ainsi, les multiples résultats du projet concernant la fertilisation biologique et les applications de biostimulants pour les bleuets en corymbe auront un impact significatif sur la croissance des plantes pérennes et offriront des solutions novatrices pour soutenir la durabilité des cultures de petits fruits biologiques au Canada bénéficiant ainsi aux producteurs et aux chercheurs.

Étudiante:

  • Ève-Marie Boudreau-Forgues

Collaborateurs:

  • Les Fraises de l'île d'Orléans

  • Berger

Financement:

  • CRSNG-Alliance

Direction:

  • Martine Dorais

Codirection:

  • Richard Hogue, IRDA

Partenaires

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