Pourquoi les mauvaises herbes sont-elles si problématiques dans l’agriculture ?

Les mauvaises herbes sont considérées comme l’un des fléaux qui causent le plus de pertes dans la production agricole mondiale, et qui est responsable de plus de 30 % de la baisse des rendements et de la qualité des récoltes. Elles apparaissent tout au long de la période de croissance des cultures et sont particulièrement nuisibles au moment des semis et pendant la récolte.

Elles sont en concurrence pour la lumière, les nutriments, l’espace, l’énergie et le dioxyde de carbone. En outre, elles constituent un réservoir naturel et sont des hôtes intermédiaires de nombreux parasites et maladies qui attaquent la culture principale.

Au cours des 60 dernières années, son contrôle fût exercé presque exclusivement par l’application d’herbicides d’origine chimique. L’utilisation systématique de ces molécules de synthèse a causé de graves problèmes environnementaux, tels que des perturbations de l’équilibre écologique et des effets directs sur la santé humaine, dû principalement à leur toxicité et leur bioaccumulation (polluants organiques persistants, POP). En outre, leur mode d’action spécifique sur les cibles a provoqué l’apparition des résistances croisées redoutées sur les « super-mauvaises herbes », considérées comme l’une des principales menaces émergentes auxquelles sont soumis les systèmes agricoles.

C’est pourquoi nous sommes convaincus qu’il est urgent de:

• Développer des alternatives à l’utilisation d’herbicides chimiques, en accordant une attention particulière au glyphosate.
• Mettre en œuvre des herbicides à des niveaux d’efficacité égaux ou supérieurs aux conventionnels et qui répondent aux exigences organiques en réponse à l’intérêt croissant des consommateurs pour la sécurité agroalimentaire.

Y parviendra-t-on?

Mauvaise herbe, ne meurt-t-elle jamais ? Histoire d’un  » allié  » dangereux : Le Glyphosate

Eh bien, oui, elle meurt et beaucoup…demandez donc aux chercheurs qui ont développé l’herbicide le plus « populaire » et utilisé dans le monde, le glyphosate! Mais à cette question, s’en pose une autre encore plus importante : à quel prix ?

Le Dct Henri Martin, chimiste suisse d’une société pharmaceutique, découvre en 1950 le glyphosate, dont le nom chimique est N-(phosphonométhyl) glycine). En l’absence d’effet pharmacologique apparent,il est cédé à de nombreuses sociétés chimiques pour la recherche d’autres utilisations possibles. C’est alors que le Dr John Franz, chimiste de Monsanto, découvre en 1970 les propriétés herbicides du composé en le formulant et en le brevetant sous le nom commercial de Roundup en 1974.

À partir de ce moment-là, il devient l’herbicide systémique à large spectre (non sélectif) le plus utilisé de tous les temps pour des usages agricoles et non agricoles. Son prix de vente bas, son efficacité en post-émergence et le développement en 1996 des premières variétés de soja, de maïs et de coton résistantes au glyphosate (connues sous le nom de Roundup Ready ou de RR) ont sans aucun doute été les facteurs clés de son succès. À l’expiration du brevet en 2000, plus de 700 produits enregistrés au niveau mondial ont été mis au point, dont la substance active est le glyphosate.

Toutefois, son seul mode d’action, efficace et unique, intervient sur l’enzyme 5-enolpiruvilshikimato-3-phosphate synthase qui participe à la synthèse des acides aminés aromatiques vitaux pour les plantes; il a été le point de départ de leur déclin. La première espèce de mauvaise herbe résistante au glyphosate est apparue en 1996 (une espèce de Loleum, l’une des plus redoutées parmi les mauvaises herbes). Plus de 50 espèces de « mauvaises herbes » ayant une résistance avérée au glyphosate sont actuellement confirmées, selon la base de données internationale « Herbicide-Resistant Weed Database », appelées les « supermauvaises herbes ».

Les problèmes ne cessent pas pour le « Goliath » des herbicides. Face à l’augmentation constante de la résistance, s’ajoute en 2011 la démonstration de sa bioaccumulation dans l’air et l’eau de pluie et, en 2014, la documentation de son impact négatif sur les abeilles, les organismes aquatiques et les invertébrés terrestres. Le premier  » coup de grâce  » au glyphosate est donné par l’Organisation mondiale de la santé (OMS) et l’Agence internationale de recherche sur le cancer (CIRC), qui en 2016 l’ont classé respectivement comme « susceptible de carcinogénicité » pour les êtres humains  et  » carcinogène pour l’homme « .

C’est à partir de ce moment que la communauté scientifique et les différents organismes de l’État furent en grande partie en désaccord sur la toxicité et les effets indésirables du glyphosate. Les fraudes scientifiques (falsification de données toxicologiques) et la publicité mensongère (classification comme biodégradable) ont accompagné le produit au cours des dernières années, principalement en raison de la pression sociale et des « lobbies » des entreprises. Il existe aujourd’hui suffisamment de preuves scientifiques démontrant un grand nombre d’effets indésirables tels que carcinogène, appareil génital endommagé, malformations de l’embryon, lésions cérébrales, troubles métaboliques, toxicité aiguë par inhalation, troubles endocriniens, inducteurs de lymphomes, entre autres effets.

Il est clair que le  » Goliath  » chimique est à l’agonie et que l’heure est venue pour le  » David  » naturel.

Que pensons-nous?

Pendant des années, nous avons vu l’équilibre entre la nature, l’environnement, la santé et la production agronomique occuper une deuxième place pour l’agro-industrie au profit d’un objectif plus large : produire suffisamment de nourriture pour une population mondiale croissante. Toutefois, dès nos débuts, en 2007, nous avons estimé que cette approche était erronée et nous avons eu la vision d’un monde sans pesticides ni hormones de synthèse. À l’époque, nombreux étaient ceux qui pensaient que nous étions fous de vouloir changer l’ordre établi et de concrétiser notre vision d’une agriculture naturelle et productive sans déchets ni toxiques dans les aliments ou dans l’environnement. Ce qu’ils ne savaient pas, c’était que nous voulions non seulement développer des produits naturels, mais aussi que nous pensions que ces solutions étaient aussi efficaces que celles de la synthèse chimique.

Dans cette optique, nous avons proposé en 2019 d’obtenir une formulation naturelle ayant une activité herbicide et une efficacité égale ou supérieure à celle du glyphosate. Un projet qui répond clairement à une demande sociale et politique de premier plan et qui a réussi à susciter l’intérêt d’entités publiques et privées, en recevant un financement du CDTI et des fonds FEDER.  Comme le dit Félix García PDG de Kimitec: « des quantités considérables d’herbicides de synthèse chimique et de désinfectants pour sols sont encore utilisés aujourd’hui, car il n’existe pas encore d’alternative. Dès le moment où nous obtiendrons une solution naturelle aussi efficace que le glyphosate, mais sans ses effets néfastes, le changement se produira ».

Qu’est-ce qui nous différencie en tant qu’entreprise biotechnologique?

De nombreux aspects nous différencient d’autres entreprises, autant chimiques que biotechnologiques. Le premier et la base de notre succès est l’application d’un modèle de recherche unique au développement de bio-produits connu sous le nom de  » Lean Research Process  » (LRP). Dans notre LRP, la nécessité du marché, l’avis des experts sur le terrain, notre savoir-faire en matière de recherche et de développement (I+D+i), la propriété intellectuelle et les aspects réglementaires s’unissent dans une approche unique. L’autre aspect différencié est l’adaptation unique de la méthode pharmaceutique à l’étude des produits naturels sous notre technologie 4Health. Cette technologie est fondée sur la production et la combinaison, sur une base scientifique, de molécules bioactives provenant de quatre grandes sources naturelles: Botanique, microbiologie, micro-algues et chimie verte. Cette variabilité dans les métabolites bioactifs sera associée à une grande multifonctionnalité. C’est précisément cette diversité de mécanismes d’action qui fera la différence dans la nouvelle génération de bioproduits, avec une mention particulière des biopesticides.

Quelle différence y a-t-il entre notre bioherbicide et le glyphosate?

La seule chose en laquelle nous voulons ressembler au glyphosate est sans aucun doute son efficacité finale. Pour le reste, notre technologie fera la différence. Au-delà de notre modèle et de notre technologie de développement qui parlent d’eux-mêmes, nous voudrions souligner quatre points distincts:

1. Persistance, biodégradation, résidualité et bioaccumulation

Le glyphosate et son principal produit de dégradation (AMPA, acide amino-méthylphosphonique) ont une forte persistance dans le sol, la pluie, les eaux de surface et souterraines et les tissus végétaux, ce qui favorise leur bioaccumulation et en fait des POP potentiels (polluants organiques persistants). Notre bioherbicide sera composé de molécules qui existent dans l’environnement naturel et pour lesquelles la nature a développé des mécanismes efficaces de biodégradation pendant des milliers d’années de codéveloppement. La sélection de ces molécules doit tenir compte des métabolites secondaires dérivés et/ou liés aux processus d’interaction allélopathique entre les plantes elles-mêmes, connus sous le nom d’allélochimiques. C’est pourquoi il ne laissera pas de résidus et ne risque pas de bioaccumulation.

2. MÉCANISME D’ACTION (MoA)

Le glyphosate est une molécule ayant un MoA unique dans l’inhibition d’une enzyme clé dans la synthèse des acides aminés des plantes (seul site d’action dans la cible). Cette spécificité dans le MoA favorise l’apparition de résistance.

Notre bio-herbicide sera plus complexe du point de vue de la composition, avec des mélanges synergiques de produits provenant de nos quatre sources naturelles. Cela garantira une grande multifonctionnalité qui se traduit par différents MoAs dans un même produit (par rapport à de nombreux sites d’action dans la cible) et donc par un risque minimal de développement de résistances.

Nous voulons avoir des répercussions non seulement sur les processus de germination et de développement des semences (potentiel pré-émergent), mais aussi sur l’intégrité de la membrane et de la cuticule végétale, sur les processus basiques de photosynthèse et de synthèse des pigments (effet post-émergent).

3. Compatibilité et interactions indésirables

L’apparition croissante de résistances a conduit à l’utilisation de mélanges herbicides plus puissants en combinant le glyphosate avec d’autres matières actives et/ou des adjuvants spécifiques. Cela a entraîné une augmentation de la résidualité et de la bioaccumulation, ainsi que la production de nouvelles molécules ayant un impact toxicologique plus important. Notre bioherbicide sera doté de plusieurs mécanismes d’action qui empêcheront l’apparition de résistances et, par conséquent, la nécessité d’appliquer d’autres matières actives.

4. Valeur ajoutée

Notre bio-herbicide peut être utilisé aussi bien dans les systèmes d’agriculture conventionnelle que biologique et/ou écologique.

À quel stade en sommes-nous du développement du produit?

Conformément à notre LRP, nous avons identifié les besoins du marché et les principaux aspects agronomiques lors de plus de 20 réunions techniques avec des techniciens spécialisés dans les cultures et des pays préalablement définis par notre équipe de « Bussines Intelligence ».  Les principales espèces représentatives de mauvaises herbes affectant les cultures extensives et les spécialisées, dont certaines ont fait preuve de résistance au glyphosate, ont été identifiées et acquises. Il s’agit notamment de monocotylédonées et de ditcotylédonées à feuilles étroites et larges telles qu’Amaranthus spp., Conyza spp., Echinocholoa spp., Alopercus spp., Cyperus spp., Loleum spp., Chenopodium spp., Solanum spp. et Kochya spp.

Nous sommes actuellement à un stade très avancé d’identification des candidats provenant des quatre zones, ainsi que de l’optimisation des processus d’obtention des molécules bioactives (fermentation, extraction, fractionnement, cultures cellulaires, etc.).

Nous avons entamé la phase de screening HIT to LEAD (H2L) face aux différentes cibles de mauvaises herbes. Pour cela, nous avons conçu et/ou adapté différents tests in vitro et in vivo qui nous permettent de faire la distinction entre les différents mécanismes d’action. Jusqu’à présent, 10 HITS ont été identifiés à des niveaux d’efficacité prometteurs face au contrôle positif (glyphosate) qui sont au stade du screening secondaire pour leur sélection éventuelle en tant que têtes de série et/ou éléments synergiques.

Ce projet est financé par CDTI, où nous participons en collaboration avec des entreprises importantes dans le secteur de l’huile d’olive (De Prado) et dans le secteur des jus et fruits frais (groupe AMC). Cette collaboration nous permettra d’avoir de nouveaux candidats issus de leurs processus de production (co-produits et sous-produits). En outre, De Prado possède une expérience de l’application extensive d’herbicide, ce qui nous fournira un support supplémentaire dans nos futurs essais de validation sur le terrain.