Phytostimulants et autres biostimulants

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« Les biostimulants sont définis par ce qu’ils font plus que par ce qu’ils sont »  Zhang et Schmidt (1997)

On trouve depuis quelques années maintenant toutes sortes de nouveaux intrants agricoles, et le secteur du bonsaï n’échappe pas à cette recrudescence : stimulateurs de croissance, revitalisants, régénérateurs, tonifiants ou encore activateurs de défense… Quand on lit les promesses affichées sur les étiquettes, on a souvent l’impression d’être dans une publicité pour shampoing: « des plantes plus fortes, moins cassantes, des couleurs plus intenses, etc… ».

Plutôt que d’agir directement sur un facteur extérieur, ces produits sont censés booster les défenses naturelles, permettre à la plante de s’adapter plus facilement aux conditions extérieures et de mieux supporter les agressions. Tout ça à base d’extraits naturels et de marketing bio, bien entendu. Si le mode d’action de ces produits repose sur la stimulation de processus biologiques (du sol ou de la plante), il faut bien comprendre qu’ils ne substitueront jamais une bonne culture. Tout au mieux ce sont des compléments, mais en aucun cas des produits miracles ou des alternatives possibles à une culture maîtrisée.

tonus V superthrive HB101

Les études sur les produits alternatifs ne manquent donc pas, mais elles concernent surtout les stimulateurs de défenses de la plante. En 2014 le ministère de l’agriculture, de l’agroalimentaire et de la forêt, a commandité et financé une étude sur les produits de stimulation dont le rapport final est disponible ici. S’il est difficile de connaitre l’efficacité réelle des produits que l’on trouve dans le commerce, souvent utilisés à doses homéopathiques sur nos bonsaïs, c’est parce qu’ils associent généralement plusieurs composants aux effets variés. D’ailleurs on remarque que certains produits ne sont pas explicites quant à leur composition… En plus du vide réglementaire existant quant à la définition même de ces produits. On sait ce qu’ils ne sont pas, mais on ne sait pas ce qu’ils sont. Pour clarifier un peu les choses, on retiendra ici les définitions suivantes :

  • Fertilisants : Le ministère de l’agriculture les définis ainsi : « produits destinés à assurer ou à améliorer la nutrition des végétaux ainsi que les propriétés physiques, chimiques et biologiques des sols.» Ils s’agit des engrais et des amendements.
  • Produits phytosanitaires : Les « phyto » regroupent tous les pesticides/biocides (fongicides, insecticides, bactéricides, acaricides, répulsifs, herbicides, etc.) et les « produits, sous la forme dans laquelle ils sont livrés à l’utilisateur, composés de substances actives, phytoprotecteurs ou synergistes, ou en contenant, et destinés à l’un des usages suivants :
      – protéger les végétaux ou les produits végétaux contre tous les organismes nuisibles ou prévenir l’action de ceux-ci, sauf si ces produits sont censés être utilisés principalement pour des raisons d’hygiène plutôt que pour la protection des végétaux ou des produits végétaux ;
      – exercer une action sur les processus vitaux des végétaux, telles les substances, autres que les substances nutritives, exerçant une action sur leur croissance ;
      – assurer la conservation des produits végétaux, pour autant que ces substances ou produits ne fassent pas l’objet de dispositions communautaires particulières concernant les agents conservateurs ;
      – détruire les végétaux ou les parties de végétaux indésirables, à l’exception des algues à moins que les produits ne soient appliqués sur le sol ou l’eau pour protéger les végétaux ;
      – freiner ou prévenir une croissance indésirable des végétaux, à l’exception des algues à moins que les produits ne soient appliqués sur le sol ou l’eau pour protéger les végétaux. »
  • Éliciteur et Stimulateur de défenses (SDP ou SDN) : « Produits ou micro-organismes non pathogènes appliqués à une plante, qui induisent des mécanismes de défense naturels et conduisent à une meilleure résistance de la plante face à des stress biotiques auxquels elle serait normalement sensible ».  « Les éliciteurs peuvent aussi entraîner des réactions de défenses face à des stress abiotiques et ne sont pas nocifs pour les auxiliaires, car non biocides ni phytotoxiques ». Ce sont souvent des produits moins efficaces que des produits phytosanitaires spécifiques, mais leur utilisation à quand même un impact non négligeable et peuvent être utilisés en agriculture biologique. Ils permettent souvent de retarder l’utilisation de produits phytosanitaires, de pallier à leur interdiction de mise sur le marché ou à l’absence d’autorisation pour les particuliers ; bien qu’ils soient eux aussi soumis à une AMM de produits phytopharmaceutiques. L’homologation de produits dans la catégorie « Stimulteur de défense » est par ailleurs très récente puisqu’elle date de 2009. Les RFCP phytoprotectrices Bacillus Subtilis et Pseudomonas Chlororaphis, le champignon Trichoderma harzianum et le Fosétyl Aluminium rentrent dans la catégorie des SDP par exemple.
  • Phytostimulant ou biostimulant :  « Produit qui contient des substance et/ou des micro-organismes dont la fonction, quand appliqué aux plantes ou à la rhizosphère, est de stimuler les processus naturels pour améliorer l’absorption des nutriments, l’efficience des nutriments, la tolérance aux stress abiotiques, et la qualité des cultures, indépendamment du contenu en nutriments du produit. » Ils ne sont pas des produits phytopharmaceutiques. Les mycorhizes et les RFCP phytostimulatrices rentrent dans cette catégorie.

Les phytostimulants sont bien connus dans toute la sphère horticole mais certains d’entre eux sont assimilés à de la poudre de perlinpin alors que d’autres sont couramment utilisés. C’est en partie à cause de pratiques ésotériques qui sont parfois associées à certaines utilisations, mais il faut bien dissocier la fabrication d’engrais naturels et l’utilisation de phytostimulants, dont l’efficacité est reconnue, aux pratiques extravagantes infondées. Il faut aussi bien différencier les produits ayant eu une homologation et dont l’efficacité est avérée et démontrée lors de plusieurs essais à long terme et ceux qui sont mis sur le marché sans homologation (actuellement en pleine évolution pour le marché des SDP et phytostimulant).
Il ne faut pas perdre de vue non plus que les molécules et les processus mis en jeu interagissent différemment en fonction du génotype de la plante, ainsi un même biostimulant aura un impact différent pour chaque espèce (voir inexistant pour certaines), et sa posologie devra être adaptée à la plante.
Si l’efficacité des phytostimulants utilisant des micro-organismes (RFCP, mycorhizes, nématodes) est dépendante des conditions de culture, des facteurs environnementaux et des support de culture utilisés, ce n’est pas le cas des biostimulants non vivants. On notera aussi qu’en cas de forte stimulation de la croissance racinaire par un biostimulant, la floraison et la fructification de la plante en seront d’autant réduites…

Les différents composants entrant dans la catégorie phytostimulant sont:

  1. Les micro-organismes ;
  2. Les extraits d’algues ;
  3.  Les extraits de plantes ;
  4. Les substances minérales non nutritives;
  5. Les substances humiques ;
  6. Les acides aminés ;
  7. Les biomolécules purifiées (vitamines, antioxydants) ;
  8. Les phytohormones;
  9. Les substances de synthèse xénobiotiques.

L’utilité des rhizobactéries et des mycorhizes est déjà abordée sur le site, et les nématodes et autres vers sont difficile à maintenir dans un support de culture inerte en pot, donc cet article s’intéresse uniquement aux composantes des phytostimulants du commerce comme le Tonus V, le Super Thrive, le Well roots ou encore le HB101 (le marché français compte pas moins de 300 produits rentrant dans la catégorie biostimulant). On remarque déjà que l’origine des tous ces composés est très variée, allant de l’organisme vivant aux substances de synthèse, en passant par des composés minéraux, végétaux ou animaux. Certains produits biostimulants associent d’ailleurs à leur formule des matières fertilisantes « classiques » : macro-nutriments, oligo-éléments, ou amendements minéraux basiques, car d’un point de vue réglementaire, cet ajout permet de se positionner dans les produits MFSP (matière fertilisante et support de culture), ou d’avoir une homologation en tant que fertilisant, mais ces éléments ne sont en rien des phytostimulants.

Avant de voir l’action de chaque composé phytostimulant, je rappelle que l’excès est très souvent plus délétère que le manque: si vous ne savez pas exactement ce que vous apportez à vos arbres, ni dans quel but vous leur donnez ou l’effet que ça aura sur eux, ABSTENEZ-VOUS! Trop d’arbres ont déjà périt de la main d’apprentis sorciers…


Les extraits d’algues

Originellement utilisés en tant qu’amendement organique du sol, les extraits algues sont de plus en plus utilisé en pulvérisation foliaire depuis les années 1960. Ils contiennent plusieurs composés organiques tels que des colloïdes, des acides aminés, des polysaccharides (laminarine) ou des sucres simples (D-mannitol et D-sorbitol) et des phytohormones régulatrices de croissance (auxines, cytokinines et un faible tôt de gibbérellines). Les plantes traitées avec des extraits d’algues ont une croissance accrue, une floraison précoce, des fruits plus gros et résiste mieux aux stress abiotiques (hydriques, salins, et thermiques). Ils protègent également les plantes des insectes tels que les araignées rouges et les pucerons, et contre les nématodes, champignons et bactéries pathogéniques.


Les extraits de plantes

En plus de la fertilisation, il est possible d’apporter des extraits de plantes en pulvérisations foliaires ou en adjuvant aux supports de culture. Si plusieurs préparations à base de plantes sont utilisées dans la prophylaxie végétale, les phytostimulants vont amener des composés organiques utiles à la croissance de la plante. Il ne s’agit pas ici de compost ou de terreau qui va amener des substances humiques mais d’extraits phytostimulants. La france, au travers du plan écophyto 2018, a engagé une réflexion sur l’expérimentation et l’évaluation de PNPP connues (préparations naturelles peu préoccupantes).
Parmi les PNPP phytostimulantes utilisées, on trouve des extraits de: bardane, fougère aigle, luzerne, origan, ortie, prêle, pissenlit, renouée de sakhaline, souci, thym, valériane


Les substances minérales

Certains éléments minéraux sont absorbés et sont utiles aux plantes en petites quantités mais sans être pour autant essentiels à leur croissance et à leur vie. Dans une culture en plein champs la contamination des eaux ou du sol suffit à fournir ces éléments aux plantes mais dans une culture hors sol il peut être intéressant de les apporter à l’arbre. Parmi ces éléments on retrouve le Silicium, silicate de potassium ou de calcium, le sodium, le chlore et le nickel. Le silicium augmente la résistance aux stress abiotiques comme la sécheresse, ralenti le flétrissement en cas de manque d’eau, facilite l’absorption de l’azote, du potassium et du calcium et améliore l’activité anti-oxydante des enzymes mais il augmente aussi le pH du substrat. Le silicate de potassium augmente l’assimilation du CO2 et la production de chlorophylle. Le sodium intervient à la synthèse de la chlorophylle et participe à l’ouverture et à la fermeture des stomates. Le chlorure participe à petite échelle à la photosynthèse. Le nickel joue un rôle dans la catalyse des enzymes.
Comme ces éléments entrent en compétition avec les éléments nutritifs, et perturbent l’absorption des ions en augmentant la concentration dans le substrat, il faut être très vigilant à leur dosage et on les apportera toujours par pulvérisation foliaire ou à distance d’une fertilisation.


Les substances humiques

L’humus est le produit de dégradation de matières organiques d’origine végétale, animale et microbienne sur le sol. Sa minéralisation dépend de l’activité biologique de la rhizosphère et du climat (aération / température / humidité). Il comprend des substances dites humiques, composées d’acide fluvique, d’acide humique, et d’humine, et des substances non humiques qui sont rapidement décomposées dans la rhizosphère tels que les hydrates de carbone, les lipides et les acides aminés. Les effets des substances humiques sur la rhizosphère ont trois dimension: physique, chimique et biologique. L’apport de substances humiques en culture hors sol n’est pas équivalent à celui dans une culture en pleine terre.
Elles restent tout de même intéressantes car elles augmentent la rétention et l’absorption des nutriments, la disponibilité de l’eau et la capacité d’échange cationique du substrat ; elles favorisent l’activité microbienne ; et stimulent la croissance des racines en densifiant les radicelles. Bien que l’absorption soit plus rapide par le feuillage et augmente le taux de chlorophylle, on perd certains bénéfices sur le support de culture. L’apport de substances humiques est donc préférablement utilisé en amendement du substrat de façon régulière, et ponctuellement en pulvérisation foliaire.

[Ce qui est valable en pleine terre est différent en hors-sol. Si dans la nature l’humus met entre un et cinq ans pour se former, il ne faut pas espérer que cette transformation se fasse en laissant les feuilles mortes et autres déchets végétaux comme du BRF ou de l’écorce de pin non compostée sur le substrat par exemple; car en plus d’être souvent inesthétique, le processus de dégradation va mettre beaucoup plus de temps en culture hors sol et vous aurez rempotés vos arbres avant d’avoir un humus stable disponible dans un pot (il faudrait entre 3 et 5 ans pour que les matières végétales se transforment en humus). Sans perdre de vue que la décomposition des matières passe par plusieurs stades qui vont consommer beaucoup d’azote pendant les six premiers mois! Pour rappel l’azote est le principal facteur limitant de croissance: il ne sera donc pas disponible pour la plante et va limiter sa croissance… l’effet inverse d’un phytostimulant efficace! Préférez composter à part et rajouter ce compost lors des rempotages quand vous avez un humus stable. Il faudrait idéalement incorporer environ 5 à 10% de matières organiques décomposées dans les substrats.]


Les acides aminés

Les arbres sont capables de synthétiser 20 acides aminés, dont 18 essentiels, grâce à l’oxyde d’azote, mais cela consomme beaucoup d’énergie (ATP). L’apport d’acides aminés permet donc à la plante de s’économiser et de concentrer son énergie ailleurs (comme pour la photosynthèse) et d’utiliser l’azote disponible pour sa croissance. De plus leur mise en réserve prépare mieux les plantes à faire face a des stress abiotiques (température basse, faible humidité relative, salinité, pollution) et les aide à se rétablir après avoir subit un stress. Il a été démontré que l’apport d’acides aminés augmentent la taille et le poids sec des plantes. Associés avec certains micronutriments ils forment des chélates qui ont pour effet d’aider les plantes à puiser les nutriments dans les sols au pH élevé. Les acides aminés sont aussi consommés par les micro-organismes de la rhizospshère et ils sont vite dégradés dans le substrat, c’est pourquoi on privilégie leur apport en pulvérisation sur le feuillage.

  • L’Acide glutamique active la croissance des méristèmes au niveau des racines et des tiges et participe à l’assimilation de l’azote par la plante;
  • L’Arginine et la Glycine stimulent la croissance racinaire;
  • La Proline et la Valine participent à l’équilibre hydrique et ont une action anti-stress;
  • La Tyrosine est un précurseur d’autres acides aminés essentiels;
  • L’Acide aspartique régule la formation des acides aminés.

Les vitamines et anti-oxydants

Les vitamines ne sont pas essentielles à la croissance d’une plante mais elles ont des fonctions métaboliques. Une plante est capable les synthétiser les vitamines essentielles a son métabolisme. La plupart ces vitamines participent à la photosynthèse et sont hydrosolubles (facilement lessivées par l’arrosage), on les apportera donc préférentiellement par pulvérisation foliaire, notamment avant et après une défoliation:

  • La vitamine B1 (thiamine): c’est un antioxydant qui aide à protéger les plantes contre différents stress abiotiques comme la salinité. Elle est essentielle à la transformation de glucides en énergie. Une croyance veut que la vitamine B1 réduise le stress lié aux rempotages ou favorise la rhizogénèse, mais il n’y a aucune preuve scientifique de ces faits malgré plusieurs essais effectués; en revanche elle participe au développement de mycélium dans les support de culture.
  • La vitamine B2 (riboflavine): C’est un antioxydant qui favorise la croissance et joue un rôle dans la respiration cellulaire. Elle est utilisée dans les protections de la plante contre les maladies.
  • La vitamine B6 (vitamères) : Les vitamères regroupes 6 vitamines dont la plus courante est la pyridoxine. Elle est impliquée dans la résistance de la plante contre les maladies. A forte dose elle peut bloquer la croissance de la plante (en limitant la fabrication d’amonium à partir des nitrates).
  • La vitamine B9 (acide folique) : elle intervient dans la synthèse de certains acides aminés et la résistance aux bactéries.
  • La vitamine C (acide ascorbique): Elle est nécessaire à la photosynthèse et participe à l’ouverture de stomate. Elle intervient dans la protection contre le stress hydrique, la pollution et les UV. A très forte dose elle peut avoir un impact négatif sur la croissance.
  • La vitamine E (tocophérol) : anti-oxydant qui intervient surtout en hiver en aidant le transport de l’eau et des nutriments quand les températures sont basses et a un rôle antistress.
  • La vitamine K1 (phytoménadione) : c’est un antioxydant qui joue un rôle important dans la photosynthèse.

Les phytohormones

Les hormones végétales sont des substances de synthèse non xénobiotiques que l’on trouve dans le commerce sous forme de poudre ou de gel. On les applique directement dans le substrat.

  • L’auxine est considérée comme la phytohormone majeure car elle intervient sur la division, l’élongation et la différenciation cellulaire (bien qu’elle agisse en fait en opposition ou en combinaison avec les autres hormones). Ainsi elle est essentielle dans l’organogenèse des plantes et permet de favoriser l’émergence de nouvelles racines. C’est le phytostimulant le plus utilisé en tant qu’hormone de bouturage.
  • Les cytokines ont plusieurs effets et leur apport externe peut induire la différenciation des bourgeons lors du débourrement et favoriser la formation des jeunes pousses.
  • Les gibbérellines provoque la floraison et stimule la croissance des fruits mais allongent aussi les entre-nœuds. On peut les utiliser pour stimuler la germination des graines et la sorti de dormance.
  • L’acide abscissique ralenti la division cellulaire et met la plante en dormance. C’est une hormone de stress qui ferme les stomates en cas de stress hydrique. Il permet de ralentir l’élongation des entre-nœuds mais n’est pas utilisé en apport externe.

Les substances de synthèse xénobiotiques

L’ATCA (Acethyl-Thiazolidine-4-Carboxylic-Acid) favorise la germination et le rendement des fruits en agriculture intensive mais a peu d’intérêt dans la discipline du bonsaï ; tout comme le nitrophénolate utilisé comme stimulateur de croissance…

Sylvain Lopez

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