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Le maïs sécrète un gel pour capter l’azote de l’air

Une variété de maïs du Mexique imite les légumineuses en hébergeant des bactéries qui captent l’azote de l’air et le rendent disponible pour la plante hôte. Des recherches sont en cours pour croiser cette variété à des maïs classiques.

La découverte de l’équipe du français Jean-Michel Ané, basée dans le Wisconsin aux Etats-Unis, pourrait révolutionner la culture de maïs dans les prochaines années. Dans un village du Mexique, le professeur en charge du département bactériologie et agronomie à l’université américaine observe des plants de maïs particuliers qui sécrètent un gel au niveau de leurs racines aériennes. Cette matière visqueuse « héberge des bactéries qui fixent l’azote de l’air. Il nous a fallu 8 ans pour confirmer cette hypothèse ». Les légumineuses sont capables via leurs bactéries nichées dans leurs nodosités de capter 60 à 80 % de l’azote nécessaire à leur croissance ; le maïs étudié par Jean-Michel Ané est quand à lui apte à recueillir la moitié de l’azote dont il a besoin.

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De type tropical, le maïs atteint 5 m de haut, il pousse au Mexique d’avril à novembre.

Un maïs de 5 mètres

Ce maïs possède sur tous ses nœuds des racines aériennes qui sécrètent le gel. Habituellement et sous nos contrées, le maïs utilise ces types de racines pour bénéficier d’un bon ancrage au sol. « C’est une plante qui a des caractéristiques tropicales, avec 2 fois la taille d’un maïs cultivé en France. Il atteint les 5 m et possède 10 nœuds. Son cycle de croissance s’étale sur 9 mois, d’avril à novembre ».
L’idée de croiser ce type de végétal avec des variétés plus conventionnelles a tout de suite germé dans l’esprit des chercheurs. « Nous travaillons avec des semenciers, les croisements sont simples et naturels, le caractère se transmet. C’est une approche non transgénique ». Pour le Français installé outre-Atlantique, hors de question de breveter cette découverte et ces végétaux : « La collaboration avec les semenciers se fait avec des lignées du domaine public, ce qui me tient à cœur ».

Du gel en cas de pluie

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Plus les pluies sont fréquentes, plus la sécrétion de gel est abondante.

La sécrétion de gel par le maïs s’observe « après chaque pluie. La fréquence des précipitations doit être importante. Pour autant, les cultures sont possibles dans des régions arides comme l’Arizona, mais à condition que les parcelles soient irriguées ». Le maïs capteur d’azote a ainsi pu être testé dans les Etats de Floride, de Californie ou de Géorgie sans aucun problème particulier.
Autre découverte de taille, les maïs excréteurs de gel s’associent avec les bactéries environnantes. « Il n’y a pas de spécificité. Ainsi, le gel peut aussi bien contenir des bactéries différentes comme Herbaspirillum ou Azospirillum. Tous les sols contiennent des bactéries, il n’est pas nécessaire d’inoculer la semence ». Les chercheurs étudient en ce moment quelle bactérie serait la plus fixatrice d’azote. Les légumineuses connues sous nos latitudes s’avèrent parfois être fainéantes pour capter l’azote atmosphérique quand les sols sont bien pourvus en cet élément nutritif. Pour ce maïs américain, les essais de l’université du Wisconsin montrent le contraire.

Capter toujours plus d’azote

« Nous avons cultivé cette variété dans des sols pauvre, moyen ou riche en azote. Il y a encore plus de fixation d’azote atmosphérique dans les sols riches, car les racines sont encore plus développées, le gel est plus abondant. Les plantes sont en meilleure santé, il y a plus de photosynthèse », a pu noter Jean-Michel Ané. Toutefois, le professeur se veut prudent sur ces observations. « Les résultats sont préliminaires car l’essai n’a duré qu’un an ».

Un gel aux propriétés étranges

La composition du gel aguicheur de bactéries a lui aussi eu droit à son lot d’analyses. Composé de sucres, il promet aux bactéries qui viendront le coloniser habitat et nourriture. Mais ce sucre pourrait-il intéresser d’autres organismes, comme des champignons ? « Étrangement non. Nous n’observons que très rarement des maladies fongiques liés à ces forts écoulements. Une hypothèse plausible serait que la viscosité du gel diminue la proportion d’oxygène qu’il contient, limitant le développement des champignons. Pour autant, la périphérie du gel devrait être colonisée, mais ce n’est pas le cas. Le gel a peut-être des propriétés antifongiques, c’est un point que l’on explique pour l’instant pas ». Jean-Michel Ané s’est même rendu compte en dialoguant avec les populations locales mexicaines que ce gel était conservé dans des bocaux, et enduit sur la peau pour guérir des blessures…

S’inspirer de la nature
L’objectif de proposer une gamme de maïs adaptée à la conduite actuelle et sécrétant ce gel d’ici à 10 ans est plausible. S’inspirer de la nature, une idée qui plaît à Jean-Michel Ané. « Il faut préserver cette diversité, sous peine de perdre ces traits naturels ». Ce maïs étonnant pousse dans la région montagneuse du Oaxaca au Mexique, mais aussi dans d’autres parties du pays ou au Guatemala. Le professeur communique ses découvertes végétales à des instituts en Inde ou au Cimmyt (Centre International d’amélioration du maïs et du blé), afin de garder à plus tard des caractéristiques génétiques intéressantes pour la croissance des végétaux. Les travaux de l’équipe de recherche se sont aussi portés sur d’autres céréales comme l’orge, le blé ou le riz, mais sans résultats similaire à ceux rencontrés sur maïs. « Nous avons trouvé quelque chose sur sorgho qui pourrait aider les populations africaines dans des zones très arides », explique Jean-Michel Ané.
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