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Biostimulants non vivants : peuvent-ils profiter à vos cultures? 1ère partie. Substances humiques

Jeudi 7 septembre 2023 | Troy Buechel

« Redonnons à la rhizosphère ce qui appartient à la rhizosphère. »

Les biostimulants deviennent de plus en plus importants pour les productions en serres et les productions extérieures. Plusieurs producteurs utilisent des biostimulants vivants, tels que des bactéries (ex. : Bacillus), des champignons (ex. : mycorhizes) et des nématodes. Toutefois, il existe une vaste catégorie de biostimulants non vivants qui sont des composés organiques n'étant ni des engrais, ni des biopesticides. Les biostimulants aident les plantes à absorber l'eau et les nutriments plus efficacement, et peuvent également les protéger des pathogènes. Par conséquent, les plantes tolèrent mieux les stress environnementaux, nutritionnels et dus aux organismes pathogènes, augmentant ainsi la qualité et le rendement. L'utilisation de biostimulants peut être une alternative aux produits chimiques synthétiques, lesquels peuvent endommager les populations naturelles de microorganismes bénéfiques qui permettent un contrôle biologique et  favorisent la croissance des plantes. Nous aborderons la question de l'utilisation de biostimulants non vivants en deux parties. Dans la première partie, nous traiterons des acides humiques et de leur rôle dans la production de cultures. Dans la deuxième partie (le mois prochain), nous parlerons des bienfaits des vitamines, des acides aminés, des algues et des protéines pour les cultures.

Vue microscopique d'une racine mycorhizée

L'origine des substances humiques

Dans la terre, les débris animaux et végétaux se décomposent naturellement par dégradation chimique ou biologique. Après plusieurs jours, lorsqu'ils sont décomposés en fines particules, ces débris se transforment en humus. La couleur de l'humus peut varier de brun foncé à noire en raison de la teneur élevée en carbone organique. L'humus contient des substances humiques, telles que l'acide fulvique, l'acide humique et l'humine, qui sont des structures complexes ayant un poids moléculaire élevé. L'humus contient aussi des substances non humiques, comme des hydrates de carbone, des lipides et des acides aminés, qui ont des poids moléculaires plus faibles et qui sont rapidement dégradées par les microorganismes.

Les substances humiques sont extraites d'humates, qui proviennent de dépôts de minerai d'humate constituées par lalignite oxydée (léonardite) typiques du Dakota du Nord. Néanmoins, les humates peuvent également se retrouver dans l'eau du sol, dans la tourbe, dans le charbon et dans l'eau des océans. Après avoir été extraits des mines, les humates sont séparés en acide fulvique, en acide humique et en humine.

Composition des substances humiques

Il existe deux méthodes principales pour extraire ces substances humiques de matières solides en utilisant des solutions d'hydroxyde de sodium ou de potassium. Les deux solutions enlèvent les substances non humiques, laissant seulement les substances humiques. Ensuite, le pH des substances humiques est ajusté avec un acide afin de faire diminuer le pH <2. L'acide humique précipite parce qu'il est insoluble lorsque le pH est faible tandis que l'acide fulvique demeure dans la solution (voir Tableau 1). Ce procédé donne une plus grande concentration d'acides fulviques que d'acides humiques. Les humines ne sont pas solubles dans l'eau, peu importe le pH (voir Tableau 1) et l'on utilise parfois de l'alcool pour extraire l'acide ulmique des humines humates, ce qui peut stimuler la croissance des racines.

L'acide humique est ensuite séché et habituellement vendu sous forme de granules, tandis que les acides fulviques sont vendus commercialement sous forme de concentrés liquides. Les humates peuvent également être produits sous forme de sels minéraux d'acides humiques ou fulviques.

Selon la technique d'extraction, les humates peuvent être soit des humates de sodium ou des humates de potassium. Le premier type est plus souvent utilisé comme supplément dans le domaine de la santé animale, tandis que le deuxième est plus utilisé pour la production de cultures. Les humates sont principalement composés de carbone, d'hydrogène, d'oxygène, d'azote, de soufre et de phosphore.

Tableau 1. Différences entre les substances humiques.

Bienfaits des humates sur les propriétés physiques du sol minéral

• Agissent comme un réservoir d'eau pour les plantes. L'eau est immédiatement disponible pour les plantes lorsqu'elles en ont besoin.
• Utilisés comme conditionneur de sol pour changer la structure du sol, créant des macropores qui retiennent l'oxygène pour les racines.
• Améliorent le drainage du sol.
• Favorisent l'agglomération du sol et minimisent l'érosion.
• En raison de leur couleur foncée, la solarisation peut augmenter la température du sol pendant le jour.
• Réduisent les fissures dans le sol.

Bienfaits des humates sur les propriétés chimiques du sol minéral

• Augmentent la CEC et la capacité d'effet tampon
• Améliorent la fertilité du sol en enrobant les particules du sol et en retenant le Fe, le Cu, le Zn, le Mg, le Mn et le Ca.
• Favorisent une meilleure absorption des nutriments.
• Réagissent avec le Fe, le Cu, le Zn, le Mg, le Mn et le Ca pour former des substances chélatées.
• Immobilisent l'aluminium dans les sols acides.
• Empêchent la lixiviation des nutriments en raison de leur attraction électrostatique avec les nutriments.
• Leur charge aide à dissoudre ou lier les oligo-éléments.
• Aident à stabiliser les nutriments.
• Servent de tampon pour les métaux lourds.
• Fournissent du carbone aux microorganismes, favorisant la croissance microbienne pour une réhabilitation rapide du sol et la gestion des déchets.
• Nourrissent les microorganismes qui solubilisent et libèrent des phosphates.
• Réduisent le pH du sol en réagissant avec le carbonate de calcium présent dans le sol afin de produire du dioxyde de carbone.
• Aident à dégrader ou à stabiliser les substances qui sont toxiques pour les plantes.
• Réduisent le risque de toxicité en cations métalliques dans la zone racinaire.
• Réduisent les taux de sodium dans le sol parce qu'il est échangé avec d'autres cations qui sont en plus grande concentration dans la solution du sol. 

Bienfaits des humates pour les plantes en général

• Ont un effet qui s'apparente à l'auxine, améliorant la division cellulaire et l'élongation.
• L'acide fulvique a un poids moléculaire plus faible et peut pénétrer les feuilles, les racines et les tiges tout en transportant différents nutriments.
• Les plantes peuvent facilement obtenir des nutriments chélatés parce qu'ils sont faiblement liés au chélate.
• Améliorent les défenses des plantes parce que les enzymes pathogènes sont immobilisées avec les humates.
• Peuvent améliorer les taux de germination s'ils pénètrent les graines. Ils accélèrent la respiration et la division cellulaire.
• S'ils sont appliqués sur les feuilles, le taux de chlorophylle augmente. Cela aide à augmenter l'absorption d'oxygène, pour une meilleure croissance.
• Les bienfaits se produisent plus rapidement si les humates sont appliqués sur le feuillage, alors qu'ils apparaissent plus tardivement s'ils sont appliqués à la terre.
• Les plantes absorbent mieux les substances lorsqu'elles sont en croissance active.
• Il est préférable de les appliquer sur les nouvelles feuilles, pousses et racines.
• La croissance racinaire est améliorée et, par conséquent, l'absorption de nutriments et d'eau est plus efficace.
• Augmentent la respiration racinaire.
• Si la concentration d'humates dans le sol est élevée, alors ils sont absorbés et transportés vers les feuilles et les pousses.
• Lorsqu'ils sont à l'intérieur des plantes, ils peuvent être impliqués dans leur métabolisme.
• Commercialement, ils peuvent être disponibles avec des nutriments, ce qui améliore la croissance.
• Régulent les hormones de croissance des plantes.
• La biomasse des racines et des pousses de Lantana camara cultivés dans un mélange sans sol augmente avec l'application d'humates (Costa et al, 2008).
• La biomasse des racines et des pousses de poivrons cultivés dans un mélange avec sol augmente avec l'application d'acides humiques (Cimrin et al, 2010).
• L'absorption des nutriments et la matière sèche des pousses et des racines de jeunes plants de tomates cultivés augmentent dans un mélange sans sol (David et al, 1994).
• L'application foliaire d'acides humiques réduit les applications d'azote dans le sol (Sani, 2014).

Mises en garde sur l'utilisation des humates en agriculture

• Même si les humates sont difficiles à décomposer, ils peuvent être détruits par une fertilisation excessive et un travail excessif du sol.
• S'ils sont appliqués au feuillage, les taux d'application doivent être réduits; lorsqu'appliqués au sol, les taux peuvent être plus élevés.
• Le taux d'application dépend de la concentration du produit.
• Une application excessive d'humates peut occasionner une mauvaise germination, la mort des semis et un poids sec des racines plus faible.
• La qualité des humates varie et dépend de l'origine, des procédures d'extraction et du fabricant.
• Appliquez les humates juste avant ou juste après la fertilisation.

Si vous avez des questions sur les substances humiques et leurs bienfaits potentiels pour vos cultures, communiquez avec votre représentante du Service horticole de Premier Tech:

Susan Parent Spécialiste horticole Est du Canada et Nord-Est des États-Unis

Références :

• Cimrin, K. M., T. Onder, M. Turan and T. Burcu 2010 "Phosphorus and humic acid application alleviate salinity stress of pepper seedling" Journal of African Biotechnology. 9:5845-5851
• Costa, G., P. Labrousse, C. Bodin, S. Lhernould, M. Carlue, P. Krausz and F. Authier "Effects of humic substances on the rooting and development of woody plant cuttings" Acta Horticulturae: 779:255-261
• David, P. P., P. V. Nelson y D. C. Sanders. 1994. A humic acid improves growth of tomato seedling in solution culture. Journal of Plant Nutrition. 17(1), 173-184
• Sani, B. 2014. Foliar Application of Humic Acid on Plant Height in Canola. APCBEE Procedia 8(2014):82-86