Du maïs fixa­teur d’azote

Des cher­cheurs améri­cains ont mis au jour une variété ancienne de maïs doté d’un trait phéno­ty­pique unique en son genre, inté­res­sant en amélio­ra­tion des plantes.

Il faut trois tonnes de pétrole pour produire une tonne de nitrates avec le procédé Haber Bosh. Trans­férer aux céréales la capa­cité de fixer l’azote atmo­sphé­rique  permet­trait de réduire consi­dé­ra­ble­ment le coût de la ferti­li­sa­tion en grandes cultures, et sans doute d’améliorer les rende­ments, sans compter le béné­fice envi­ron­ne­mental. Mais les obstacles sont nombreux et une telle avancée reste encore un objectif loin­tain pour l’amélioration des plantes.

Sauf, peut-être, dans le cas du maïs. Des cher­cheurs améri­cains ont iden­tifié au Mexique une variété ancienne qui prélève 30 et 80 % de ses besoins en N sur l’azote de l’air par l’intermédiaire d’une bactérie symbio­tique. Ce carac­tère pour­rait être intro­duit dans des culti­vars commer­ciaux d’ici quelques années.

« Cette plante est bien connue des petits produc­teurs de la région d’Oaxaca, essen­tiel­le­ment comme culture vivrière », décrit Jean-Michel Ané de l’Université de Wisconsin Madison (États-Unis). Tradi­tion­nel­le­ment semée en “buis­sons” de cinq à six graines et cultivée sans engrais, elle atteint cinq mètres de haut. « C’est ce qui nous a amenés à nous inter­roger : comment ce maïs géant couvre-t-il ses besoins dans des condi­tions très faibles en nutri­ments ? » Huit ans de tests ont mis en lumière un carac­tère inédit pour une graminée : ses racines aériennes produisent un gel qui nourrit des bacté­ries fixa­trices d’azote de type Azos­pi­rillum ou Herbas­pi­rillum, présentes dans l’air ou sur le sol.

Le maïs d’Oaxaca : un apport minimal en eau étant néces­saire pour activer la sécré­tion du gel et initier la symbiose, des variétés croi­sées néces­si­te­ront une pluvio­mé­trie suffi­sante, couplée éven­tuel­le­ment à de l’irrigation.

Des culti­vars sobres en azote

Le projet, qui associe égale­ment l’Université de Cali­fornia Davis et l’agro-industriel Mars Inc., vient de montrer qu’il était possible de trans­férer ce trait à du maïs conven­tionnel par croi­se­ment. « L’objectif d’amélioration sera de dimi­nuer forte­ment les besoins en ferti­li­sa­tion, sans altérer le rende­ment. On ne pourra pas toucher à la ferti­li­sa­tion au semis, mais le gain se fera sur les apports ulté­rieurs. »

Des orga­nismes de sélec­tion aux États-Unis et en Europe ont mani­festé leur intérêt pour la décou­verte. Le cher­cheur table sur l’obtention d’une variété commer­ciale d’ici dix ans. « En partant d’un maïs tropical, il faut compter cinq ans pour le prebree­ding, puis cinq ans pour l’amélioration clas­sique. » 10 % des besoins azotés couverts par la symbiose pendant la période de produc­tion du muci­lage seraient déjà un gros succès, quan­tifie Jean-Michel Ané. « Nous espé­rons aller jusque 20-30 %. »

Les carac­té­ris­tiques à préserver seront le nombre de nœuds donnant nais­sance aux racines adven­tives (jusqu’à dix sur la plante autoch­tone), et l’épaisseur de ces racines, qui condi­tionne la quan­tité de muci­lage produit. Autre axe de recherche, la sélec­tion des bacté­ries les plus effi­caces permettra l’élaboration d’un inocu­lant. 

Un carac­tère (presque) inédit

Photo­gra­phié ci-dessus dans une parcelle d’essai du Wisconsin, ce maïs tropical produit un gel riche en glucides qui accueille des bacté­ries fixa­trices d’azote. Une demi-heure après la pluie, chaque racine aérienne produit 1,5-2 ml de muci­lage, lequel se main­tient jusqu’à trois jours en l’absence d’humidité. Le phéno­mène a lieu quatre mois par an. Un seul exemple de ce méca­nisme était jusqu’à présent réfé­rencé dans la litté­ra­ture bota­nique : la rhubarbe géante du Brésil, Gunnera mani­cata.