Le protoxyde d'azote est un puissant gaz à effet de serre. Son potentiel de réchauffement global peut être jusqu'à 300 fois supérieur à celui du CO₂ sur une période de 100 ans. À l'échelle mondiale, plus de la moitié des émissions d'oxyde d'azote d'origine humaine proviennent de l'agriculture. Une réduction de l'utilisation d'engrais azotés et une amélioration de l'efficacité d'utilisation de l'azote par les cultures sont donc des mesures importantes pour la protection du climat.

Une équipe internationale, coordonnée par le Vienna Metabolomics Center (VIME) de l'Université de Vienne, présente maintenant un nouveau concept de Tendances en sciences végétales avec lequel l'efficacité de la fertilisation azotée est augmentée et l'émission d'oxyde d'azote (N₂ O) réduit.

L'objectif principal de ces nouvelles études, s'appuyant sur de nombreuses années de recherche, est d'offrir aux agriculteurs une meilleure alternative économique, où ils peuvent utiliser des inhibiteurs biologiques dérivés de plantes cultivées au lieu d'engrais chimiques très polluants. Une tâche importante de la recherche est de mieux comprendre l'écosystème complexe du microbiome racine-sol et de développer des plateformes technologiques qui peuvent utiliser un équilibre racine-sol pour une agriculture durable de la prochaine génération. L'équipe internationale dirigée par l'Université de Vienne vient de franchir une étape importante dans cette direction.

Les micro-organismes du sol produisent des gaz à effet de serre

Le contexte de l'étude est un processus de culture de plantes qui produit le gaz à effet de serre nocif connu sous le nom de nitrification. Les micro-organismes du sol transforment l'engrais azoté en oxyde d'azote et en d'autres substances. Pour contrer cela, des inhibiteurs de nitrification sont utilisés en agriculture, ce qui peut ralentir la nitrification de l'engrais azoté.

Ces inhibiteurs sont recommandés par le GIEC comme moyen d'atténuation du changement climatique et sont déjà utilisés dans l'agriculture; mais ils peuvent aussi présenter des inconvénients, tels qu'une faible efficacité, non biodégradables et toxiques pour l'environnement. Cependant, il existe également des inhibiteurs de nitrification biologiques (INB) d'origine naturelle :par exemple, les racines des plantes peuvent exsuder des composés ayant un effet similaire qui ont un effet inhibiteur sur les micro-organismes nitrifiants du sol.

Nouvelle approche pour une recherche plus efficace d'inhibiteurs naturels de nitrification

Le Centre métabolomique de Vienne (VIME) avec la participation du Centre international de recherche japonais pour les sciences agricoles (JIRCAS) présente maintenant une nouvelle approche avec laquelle le ralentissement naturel du processus de nitrification peut être mieux compris et utilisé.

Le biologiste des systèmes et écologiste Wolfram Weckwerth, directeur du VIME et auteur principal de l'étude, explique qu'"avec une approche méthodologique nouvelle et holistique, nous ouvrons un nouveau chapitre dans la compréhension de l'interaction entre les exsudats racinaires des plantes et les composés inhibiteurs de la nitrification". dans le sol et, surtout, nous développons des plantes qui effectuent ce processus plus efficacement. Idéalement, ces cultures fourniront non seulement nos aliments de base, mais peuvent également améliorer de manière significative le bilan négatif des gaz climatiques dans l'agriculture."

Arindam Ghatak, également écologiste à l'Université de Vienne et l'un des principaux auteurs de l'étude, ajoute qu'"il est important de caractériser les substances libérées par les racines des plantes et de décoder l'interaction avec les organismes du sol". plateformes complexes d'analyse métabolomique, nous pouvons tester les substances messagères des racines et donc leur potentiel à inhiber ou empêcher le processus de nitrification. Ceci est possible en utilisant des technologies OMICS telles que la protéomique et la métabolomique.