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50 défis

Cultiver des champignons pour nourrir l'humanité

[Défi 38] Près de 65 % des cours d'eau en milieu agricole sont pollués par le phosphore, un élément qui entre dans la composition des engrais chimiques.

15/11/2012
Mohamed Hijri
Microbiologie, Jardin botanique de Montréal

Mohamed Hijri

Entraide végétale

Une vie méconnue se déploie dans la terre entre les racines des plantes. Des associations bénéfiques qui pourraient révolutionner les pratiques agricoles.
Par Joël Leblanc

Certains champignons pourraient nous donner des leçons. Des leçons d’entraide. C’est ce que constate tous les jours Mohamed Hijri dans ses serres-laboratoires du Jardin botanique de Montréal.

Le microbiologiste étudie les liens intimes qui se tissent entre les racines des plantes et des champignons microscopiques. Ces associations portent le joli nom de mycorhizes – ou symbioses mycorhiziennes, du grec mykès, «champignon», et rhiza, «racine». «Les racines des plantes se déploient en réseau pour puiser les nutriments dans le sol, explique le chercheur, de l’Université de Montréal, mais leur champ d’action se limite à un millimètre autour de la racine. En s’associant à ces champignons, elles augmentent leur portée et elles peuvent atteindre les éléments nutritifs dans un plus grand volume de terre.»

Les fins filaments du champignon, appelés «hyphes», sont comme des rallonges qui permettent aux racines des plantes d’aller chercher de l’eau et des minéraux plus profondément. Et le champignon aussi y trouve son compte. Il fournit les minéraux à la plante et, en échange, celle-ci lui apporte les sucres dont il a besoin pour grandir.

Cette association salutaire est très répandue. Près de 80% des plantes vivent de cette façon, assistées de manière invisible par des champignons souterrains. Mohamed Hijri a de grandes ambitions pour ses amis les mycorhizes. Il est convaincu qu’ils sont une clé pour combattre la faim dans le monde. Rien de moins. «Je tente de comprendre leur biologie afin d’utiliser leurs propriétés pour améliorer les méthodes de fertilisation en agriculture», explique-t-il.

Mais ce n’est pas simple. Car le champignon, complètement dépendant de la plante, ne peut être cultivé seul. Difficile, dans ces conditions, de l’observer et de faire des expériences. «Génétiquement aussi, il est vraiment spécial. Un hyphe n’est pas constitué de cellules distinctes. C’est en fait un long tube rempli de milliers de noyaux cellulaires qui baignent dans le même cytoplasme», pousuit le microbiologiste.

Et pour compliquer le tout, les noyaux d’un même individu ne contiennent pas forcément tous la même information génétique. Un cas unique dans le monde des vivants! Si cette caractéristique avantage le champignon en lui permettant des symbioses avec n’importe quelle plante et en le dotant des défenses pour parer à toutes les situations, elle complique toutefois son étude et sa culture!

Mais il en faudrait davantage pour décourager Mohamed Hijri qui voit «ses» mycorhizes remplacer les fertilisants chimiques. «Depuis la Deuxième Guerre mondiale, l’agriculture intensive est basée sur les monocultures et les cultivars qui poussent vite et qui offrent de très bons rendements, à la condition qu’on inonde les champs d’engrais chimiques. Mais lors de la sélection des cultivars, on a complètement négligé la microbiologie du sol, notamment les associations mycorhiziennes», constate-t-il.

Prenons le cas du phosphore. Cet élément est indispensable aux plantes – et à la vie en général – et c’est pourquoi il constitue une bonne partie des fertilisants chimiques qui sont épandus dans les champs. «Mais lors­qu’on en met dans un champ, déplore Mohamed Hijri, les plantes n’en utilisent qu’une petite partie: le reste est lessivé par la pluie ou se retrouve coincé dans le sol sous une forme insoluble donc inaccessible pour la plante.»

En plus, pour transformer le phosphore en engrais, il faut l’extraire des mines. Dans une trentaine d’années, les réserves de phosphore minier seront presque épuisées, alors que les besoins agricoles auront doublé. «On aurait tout avantage à prioriser des mycorhizes efficaces qui pourront aller chercher une plus grande quantité de ce phosphore coincé dans le sol.»
Bientôt une révolution agricole par les champignons?


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