Les algues comme intrants biologiques en agriculture

L'agriculture a connu des transformations importantes ces dernières décennies. Les exigences en matière de productivité dans le secteur agricole ont augmenté afin de répondre aux besoins d'une population mondiale croissante, en assurant notamment la sécurité alimentaire.

D’autre part, la perspective mondiale sur l’agriculture a évolué et la recherche de pratiques durables et écologiques s’est intensifiée face aux impacts négatifs possibles sur l’environnement, principalement dus aux activités anthropiques et à l’utilisation inappropriée des ressources naturelles (Pereira et al., 2022).

L’utilisation de bio-intrants s’est révélée une alternative efficace aux intrants conventionnels et peut avoir un impact positif sur la production agricole (Souza, Castilho et Macedo, 2022 ; Silva et al., 2024). C’est pourquoi les politiques publiques encouragent les pratiques et technologies biologiques en agriculture, à l’instar du Programme national de bio-intrants, l’un des plus importants, qui favorise l’utilisation de produits biologiques influençant le développement des animaux, des plantes et des micro-organismes (Brésil, 2020 ; Souza, Castilho et Macedo, 2022).

Perspectives sur l'approvisionnement en bio-intrants en agriculture.

L’utilisation d’intrants biologiques connaît une croissance rapide dans l’agriculture moderne. En 2023, plus de 55 % des cultures brésiliennes ont adopté un type quelconque de biointrant, couvrant 36 % de la superficie cultivée (84 millions d’hectares) (Camargo, 2024 ; Romanelli, 2024).

La demande de solutions durables devrait stimuler de nouvelles recherches et élargir le marché, qui pourrait atteindre 4,76 milliards de dollars américains et 43,23 millions d’hectares d’ici 2028 (Inkwood Research, 2023 ; Borges, 2025).

Les algues comme bio-intrant

Parmi les intrants biologiques agricoles, les algues se distinguent comme une alternative prometteuse, mais leurs interactions au sein du système sol-plante nécessitent encore des études approfondies (Khan et al., 2009). Leur application se heurte à des difficultés telles que la production à grande échelle, le manque de normalisation industrielle, les coûts élevés, les obstacles logistiques, le risque de contamination et la rareté des recherches de haute qualité (Abinandan ; Shanthakumar, 2015).

Les algues, principalement photosynthétiques, s'adaptent aux conditions extrêmes et sont présentes dans pratiquement tous les biomes depuis l'apparition de la vie sur Terre (Craigie, 2011). Elles constituent des sources naturelles de composés bioactifs tels que des lipides, des minéraux, des phytohormones, des acides aminés, des glucides et des substances antibactériennes (Craigie, 2011).

Parmi les genres les plus connus, on trouve Chlorella, spiruline (Arthrospira), Kappaphycus, Lithothamne, dunaliella, Scènedesme, Navicule, Nostoch, anabaena e Ascophyllum (Parmar et al., 2023), y compris les cyanobactéries, les procaryotes photosynthétiques (Ortiz-Moreno ; Sandoval-Parra ; Solarte-Murillo, 2019).

Les extraits d'algues agissent comme biostimulants, fournissant des phytohormones telles que les auxines, les cytokinines et les gibbérellines, augmentant l'efficacité de l'utilisation des nutriments, stimulant les racines, favorisant la croissance végétative et induisant une résistance au stress par des voies telles que les voies de signalisation (acide salicylique, jasmonate et éthylène) (Chemik, 2013 ; Jardin, 2015 ; Shukla et al., 2019 ; Ali ; Ramsubhag ; Jayaraman, 2021 ; Deolu-Ajayi et al., 2022).

Elles améliorent également l'efficacité des engrais minéraux et peuvent participer à la fixation biologique de l'azote (FBN). La chlorelle, par exemple, recycle les nutriments, mobilise le phosphore (P) et le potassium (K), augmente la matière organique (MO) et stimule le microbiote du sol (Ortiz-Moreno ; Sandoval-Parra ; Solarte-Murillo, 2019 ; Singh et al., 2025).

Lors de la mucilage, les algues libèrent des polysaccharides qui agissent comme bioconditionneurs, améliorant la rétention d'humidité, la porosité et réduisant l'érosion (Ortiz-Moreno ; Sandoval-Parra ; Solarte-Murillo, 2019 ; Mahgoub Shaalan, 2025). Chez la canne à sucre, Ascophyllum nodosum Il favorise la croissance et l'activité microbiennes du sol (Mahgoub Shaalan, 2025).
De plus, des études indiquent que l'application d'extraits de microalgues peut augmenter significativement le taux de germination, la croissance en hauteur, la biomasse sèche des parties aériennes, la teneur en chlorophylle et le rendement en grains de cultures telles que le maïs, le blé et le riz (Ortiz-Moreno, Sandoval-Parra et Solarte-Murillo, 2019 ; Alvarez et al., 2021). Parmi les composés présents dans les algues, la bétaïne se distingue ; ce soluté confère une meilleure tolérance aux stress abiotiques tels que la salinité, le déficit hydrique et les variations thermiques (Singh et al., 2025).

Certaines espèces présentent également une activité antifongique et antibactérienne dans la rhizosphère, contribuant ainsi à la protection contre les phytopathogènes. Certaines cyanobactéries forment des hétérocystes, cellules différenciées à parois épaissies, présentant une inhibition partielle du photosystème II et une forte activité hydrogénase, qui convertissent le N₂ atmosphérique en formes assimilables. Ceci contribue à l'apport d'azote aux plantes et à l'efficacité d'utilisation de l'azote (EUA) dans les systèmes agricoles, représentant un avantage agronomique et environnemental significatif (Wolk, 1996 ; Bothe, 2010 ; Alvarez et al., 2021 ; Singh et al., 2025).

L'efficacité de l'utilisation de l'azote en agriculture

L’azote (N) est le macronutriment le plus nécessaire aux plantes, mais environ 50 % de l’azote appliqué par les engrais est perdu, générant des pertes économiques et des impacts environnementaux, tels que des émissions de GES et la contamination de l’eau (Cassim et al., 2021).

Cependant, la situation actuelle est préoccupante : environ 60 % de l’augmentation récente de la contamination azotée provient de l’agriculture, ce qui renforce la nécessité de développer des technologies améliorant la fixation de l’azote et réduisant la dépendance aux engrais minéraux (Robertson et Groffman, 2007 ; Cassim et al., 2021 ; Jiménez-Ríos, 2024). Dans ce contexte, les cyanobactéries se distinguent par leur capacité à favoriser la croissance des plantes, à agir comme bioconditionneurs, à tolérer les stress abiotiques et à contribuer à la fixation biologique de l’azote.

Ces propriétés accroissent la productivité et s'inscrivent dans une démarche agroécologique, conciliant durabilité, rendements élevés et maintien de la fertilité des sols (Cassim et al., 2021 ; Álvarez et al., 2023 ; Jiménez-Ríos, 2024). Les bio-intrants tels que les algues et les cyanobactéries nourrissent les plantes, améliorent la santé des sols et réduisent l'impact des engrais minéraux, s'intégrant ainsi à l'agriculture régénératrice (Cassim et al., 2021 ; Álvarez et al., 2023 ; Jiménez-Ríos, 2024 ; Cherubin, 2024), malgré leur potentiel, leur coût élevé, la variabilité de leur qualité et le manque d'homogénéité des souches. Toutefois, les progrès en biotechnologie et le développement de formulations stables offrent une opportunité stratégique pour consolider leur utilisation de manière viable et durable en agriculture (Khan, 2018 ; Chisti, 2013).

Réflexions finales

Les intrants biologiques constituent des alternatives prometteuses pour une agriculture durable, et les algues se distinguent comme biofertilisants, favorisant la croissance des plantes, la solubilisation des nutriments, la fixation biologique de l'azote (FBN) et une meilleure tolérance aux stress abiotiques. Leurs avantages comprennent le développement des plantes, la santé et la qualité des sols, alliant durabilité, équilibre biologique, préservation de l'environnement et productivité.

Malgré son potentiel, la diversité des espèces et des souches constitue toujours un obstacle à son adoption à grande échelle, ce qui nécessite des politiques publiques, des recherches et des partenariats pour développer des technologies et des formulations qui rendent son utilisation plus efficace, accessible et respectueuse de l'environnement.

Par Thiago Assis Rodrigues Nogueira, Rodrigo Silva Alves, Paulo Paschoalotto Marques e Franco Monici Fabrino (Université d'État de São Paulo) ; Damiany Pádua Oliveira, Dagon Manuel Ribeiro e Simone Silva Vieira (Solubio Technologies agricoles)