FR2880344A1 - Organic or mixed organic-inorganic fertilizer containing stimulatory bacteria, useful particularly for non-leguminous crops, includes bacteria selected from soil for hardiness - Google Patents
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Abstract
Description
DOMAINE TECHNIQUETECHNICAL AREA
Le domaine technique de l'invention est celui de la fabrication d'inocula bactériens destinés à l'agriculture et, plus particulièrement, la bactérisation de résidus de cultures au sol, de matières fertilisantes résiduelles et/ou d'engrais s organo-minéraux. Les secteurs (bio) industriels tels que la fermentation à l'état solide et/ou liquide, ainsi que la formulation et le conditionnement de matières fertilisantes sont concernés. The technical field of the invention is that of the manufacture of bacterial inocula intended for agriculture and, more particularly, the bacterization of crop residues on the ground, residual fertilizing materials and / or organo-mineral fertilizers. The (bio) industrial sectors such as solid and / or liquid fermentation, as well as the formulation and packaging of fertilizers are concerned.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE lo La rusticité et la persistance active de bactéries favorisant la croissance des plantes (ou BFCP), parfois appelée compétence édaphique et/ou saprophytique, voire, en anglais, fitness in soil , et le facteur clé pouvant déterminer la réussite d'un protocole d'inoculation (de bactérisation) de sols, de résidus de culture au sol, de racines, de semences et, dans le cadre de la 1s présente invention, d'engrais organiques et organo-minéraux (EO/EOM). Or, cette rusticité est un phénomène mal compris étant donné la complexité des processus biologiques qui la sous-tendent. Sa mise en évidence directe et positive à l'aide de techniques biomoléculaires, qui présupposent souvent le jeu et l'expression de mécanismes relativement simples, ne semble donc pas envisageable. Pourtant, l'importance agronomique et bio-industrielle des BFCP demeure, et l'utilité des techniques pouvant en favoriser l'expression et/ou la sélection (obtention et rétention) est indéniable. II est donc souhaitable de mettre à disposition une technique permettant de retenir au sein de cultures mères de bactéries telluriques (CMBT) les souches BFCP les plus rustiques et donc, en principe, les mieux adaptées à la vie dans les sols arables. STATE OF THE ART Hardiness and active persistence of plant growth promoting bacteria (or BFCP), sometimes referred to as edaphic and / or saprophytic competence, or, in English, fitness in soil, and the key factor that can determine the success of an inoculation (bacterization) protocol for soils, crop residues on the soil, roots, seeds and, in the context of the present invention, organic and organo-mineral fertilizers (EO / EOM). However, this hardiness is a poorly understood phenomenon given the complexity of the biological processes that underlie it. Its direct and positive demonstration using biomolecular techniques, which often presuppose gambling and the expression of relatively simple mechanisms, does not seem feasible. However, the agronomic and bioindustrial importance of the BFCP remains, and the usefulness of techniques that can promote its expression and / or selection (obtaining and retention) is undeniable. It is therefore desirable to make available a technique making it possible to retain the most hardy BFCP strains in mother cultures of telluric bacteria (CMBT) and therefore, in principle, the ones best suited to life in arable soils.
Par ailleurs, le présent inventeur a mis au point une valorisation agronomique et bio-industrielle additionnelle de ces biomasses BFCP particulièrement bien adaptées à la vie dans les sols, ainsi qu'une méthode analytique simple capable de révéler la dominance et la survie de ce type de bactéries malgré la bactéricidité de l'environnement proximal aux EOM enrichis de sels minéraux fertilisants. In addition, the present inventor has developed an additional agronomic and bio-industrial valorization of these BFCP biomasses particularly well adapted to life in soils, as well as a simple analytical method capable of revealing the dominance and the survival of this type. of bacteria despite the bactericidal environment proximal to EOM enriched with mineral fertilizing salts.
La présente invention permet, entre autres, la fabrication et l'utilisation agronomique d'EOM bactérisés, dits EOMI ( I pour inoculant). The present invention makes it possible, inter alia, to manufacture and agronomically use EOMI bacteria (I for inoculants).
La fertilisation des cultures à l'aide d'engrais azotés, phosphatés et potassiques de synthèses chimiques, ou NPK (Nitrate- Phosphate-Potassium), constitue une avancée importante en agriculture mais est associée aujourd'hui à bon nombre de soucis agro- environnementaux qu'évitent les EO/EOM, et plus particulièrement, les EOMI (i.e. EOM + inocula BFCP) bactérisés tels que proposés ici. Premièrement, l'efficacité agronomique marginale de NPK décroît à mesure que les augmentations de rendements qui leurs sont attribuables o augmente. Cela provoque un engorgement des sols en NPK, augmentant ainsi le risque que ces minéraux hautement solubles soient entraînés vers les nappes phréatiques contribuant ainsi massivement à la pollution diffuse d'origine agricole. Deuxièmement, cette grande solubilité des engrais NPK constitue en soi un certain risque de pollution agro-environnementale. Ces is caractéristiques de la fertilisation NPK des grandes cultures contribuent en partie à augmenter le risque de pollution des sols, mais surtout de l'eau, par les nitrates et les phosphates. Fertilization of crops with nitrogenous, phosphatic and potassium fertilizers of chemical syntheses, or NPK (Nitrate Phosphate Potassium), is an important advance in agriculture but is today associated with many agro-environmental concerns. that EO / EOM avoid, and more particularly, the EOMI (ie EOM + inocula BFCP) bactericized as proposed here. First, the marginal agronomic effectiveness of NPK decreases as the yield increases attributable to them increase. This causes clogging of NPK soils, thus increasing the risk that these highly soluble minerals will be transported to the groundwater thus contributing massively to diffuse pollution of agricultural origin. Secondly, this high solubility of NPK fertilizers in itself poses a certain risk of agri-environmental pollution. These characteristics of NPK fertilization of arable crops contribute in part to increasing the risk of pollution of soils, but especially of water, by nitrates and phosphates.
Afin de réduire les impacts agro-environnementaux des fertilisations azotées et phosphatées, il existe en principe une gamme de mesures d'intervention. Sans toutes les énumérer, il s'agit en général de mieux régir l'utilisation des engrais NPK en favorisant notamment leur absorption par les cultures via la modification de leur chimie in situ et/ou en estimant mieux les besoins actuels de la culture de façon à éviter les surdoses. In order to reduce the agro-environmental impacts of nitrogen and phosphate fertilizers, there is in principle a range of intervention measures. Without listing them all, it is generally better to regulate the use of NPK fertilizers, particularly by promoting their uptake by crops by modifying their in situ chemistry and / or by better assessing the current needs of the crop in ways that to avoid overdoses.
La bactérisation des EO/EOM est en ce sens souhaitable et utile d'un point de vue agronomique. En effet, elle permet, d'une part, de conférer une triple action organique, minérale et bactérienne aux engrais de démarrage, et, d'autre part, facilite le conditionnement et le transfert vers les cibles des inocula BFCP, notamment en ce qui concerne les cultures non-Leguminosea, délaissés par le secteur bio-industriel des inocula microbiens destinés à l'agriculture. In this sense, bacteriization of EO / EOM is desirable and agronomically useful. Indeed, it makes it possible, on the one hand, to confer a triple organic, mineral and bacterial action on starter fertilizers, and, on the other hand, facilitates the conditioning and the transfer towards the targets of the BFCP inocula, in particular with regard to non-leguminosea crops, abandoned by the bio-industrial sector of microbial inocula for agriculture.
Cette valorisation microbiologique des EOM permet donc de réduire sensiblement la quantité de phosphore apporté au démarrage de la culture. En effet, les EOM bactérisés ou non, sont nécessairement moins concentrés en P que les engrais de démarrage conventionnels; à doses hectare équivalents, les EOM réduisent donc l'apport de P au démarrage et permettent ainsi à l'utilisateur de retarder l'apport des compléments d'engrais organiques, de biosolides, voire de lisiers en cours de saison, tout en respectant, et cela est ici primordial, les bilans massiques NPK qui leurs sont dictés par d'éventuels plans agro-environnementaux de fertilisation (PAEF), et/ou toutes autres réglementations agroenvironnementales. A efficacité égale, les EOM bactérisés selon la présente invention permettent de réduire sensiblement les quantités d'intrants phosphatés nécessaires au démarrage des cultures, permettant ainsi o une valorisation respectueuse de l'environnement en évitant les autres matières organiques, fumiers, lisiers, biosolides, matières résiduelles fertilisantes (MRF), etc., dont l'écoulement et la gestion sont souvent problématiques. This microbiological evaluation of the EOMs therefore makes it possible to significantly reduce the amount of phosphorus introduced at the start of the crop. Indeed, EOMs that are bactericidal or not, are necessarily less concentrated in P than conventional starter fertilizers; in equivalent hectare doses, the EOMs therefore reduce the intake of P at startup and thus allow the user to delay the supply of organic fertilizer supplements, biosolids or even slurry during the season, while respecting, and this is essential here, the NPK mass balances that are dictated by possible agri-environmental fertilization plans (PAEF), and / or any other agri-environmental regulation. At equal efficiency, the EOM bacteria according to the present invention can significantly reduce the quantities of phosphate inputs required to start crops, thus allowing an environmentally friendly recovery by avoiding other organic materials, manure, manure, biosolids, Fertilizing residual materials (FRM), etc., whose disposal and management are often problematic.
On appelle ici biosolides toute matière organique, qui ressemble à de la terre noire, résultant du traitement des eaux usées. À la différence des boues d'épuration, les biosolides ont subi un traitement pour diminuer ou éliminer les organismes pathogènes qu'ils pouvaient contenir. Les biosolides sont riches en éléments nutritifs nécessaires aux cultures, et ils sont souvent utilisés comme engrais pour les terres agricoles. On parlera alors d'épandage de biosolides. So called biosolids is any organic matter, which looks like black earth, resulting from the treatment of wastewater. Unlike sewage sludge, biosolids have been treated to reduce or eliminate pathogenic organisms they may contain. Biosolids are rich in nutrients needed for crops, and they are often used as fertilizer for farmland. We will then talk about spreading biosolids.
La biofertilisation à l'aide d'EO/EOM et d'inocula BFCP l'état de la technique Selon Parent (2003), les EOM ne sont pas qu'un mélange mécanique de granules de matières organiques et minérales. Les matières minérales et organiques doivent être prémélangées et granulées ensemble pour augmenter le contenu nutritif et la densité des granules (selon Parent et al. 2000 par exemple). Le contenu minimal requis est de 7,5% de carbone dans la composition de la granule; ceux qui ne contiennent pas de substances minérales exogènes sont donc appelés engrais organiques (EO) granulés. En principe, et selon Parent (2003), l'interaction entre les ligands organiques (matières organiques) des EO/EOM et les sites de fixation normalement occupés par de l'orthophosphate (le phosphate) dans le sol permettent d'en améliorer l'efficacité élémentaire. Pour l'essentiel, ces sites de fixation sont des hydroxydes de fer et d'aluminium ainsi que du calcium. En occupant ces sites de fixation, ces ligands augmentent indirectement la disponibilité et donc l'assimilation des orthophosphates par la plante. Biofertilization using EO / EOM and inocula BFCP the state of the art According to Parent (2003), EOMs are not just a mechanical mixture of granules of organic and inorganic matter. Mineral and organic materials must be premixed and granulated together to increase nutrient content and granule density (according to Parent et al., 2000, for example). The minimum required content is 7.5% carbon in the composition of the granule; those which do not contain exogenous mineral substances are therefore called organic fertilizers (EO) granules. In principle, and according to Parent (2003), the interaction between the organic ligands (organic matter) of EO / EOM and the fixation sites normally occupied by orthophosphate (phosphate) in the soil makes it possible to improve elementary efficiency. For the most part, these binding sites are iron and aluminum hydroxides as well as calcium. By occupying these binding sites, these ligands indirectly increase the availability and therefore the assimilation of orthophosphates by the plant.
La biofertilisation des cultures Leguminosea par inoculation de BFCP est déjà bien connue et a fait l'objet d'un important développement bio-industriel (Bashan 1998). Or, cela est loin d'être le cas pour les cultures non-Leguminosea. L'efficacité agronomique des BFCP pour cultures non-Leguminosea est en général fortement limitée par la quantité d'exsudats racinaires produits au cours de la saison (Lynch et Whipps 1990; Alden et al. to 2001). En présence de grandes quantités de résidus de culture, cette limitation peut être contournée dans la mesure où les BFCP sont appliquées directement par pulvérisation sur les résidus de culture, lesquels sont ainsi valorisés comme substrats carbonés et énergétiques (Claude et Fillion 2004; Claude 2001, Claude 2003 et FR 2833016). En absence de telles quantités de résidus de culture, le problème demeure entier, et l'utilité agronomique des BFCP pour cultures non-Leguminosea limitée. The biofertilization of Leguminosea cultures by inoculation of BFCP is already well known and has been the subject of a major bio-industrial development (Bashan 1998). This is far from the case for non-Leguminosea crops. The agronomic efficacy of BFCPs for non-leguminous crops is generally severely limited by the amount of root exudates produced during the season (Lynch and Whipps 1990, Alden et al., 2001). In the presence of large quantities of crop residues, this limitation can be circumvented insofar as the BFCPs are applied directly by spraying on crop residues, which are thus valued as carbon and energy substrates (Claude and Fillion 2004, Claude 2001, Claude 2003 and FR 2833016). In the absence of such amounts of crop residues, the problem remains, and the agronomic utility of BFCPs for non-Leguminosea crops limited.
Traditionnellement, et en l'absence d'abondants résidus de culture cellulosiques aux semis, la bactérisation-BFCP des grandes cultures nonLeguminosea se fait par pelliculage des semences avec un inoculum conçu à cet effet (Bashan 1998). Une telle bactérisation des semences peut être problématique étant donné la bactériocidité de certains composés chimiques utilisés pour le traitement phytosanitaire des semences. De façon plus générale, les bactéries utilisées pour la bactérisation des semences non-Leguminosea manquent de compétence édaphique et sont relativement mal adaptées à la vie dans les sols (Van Veen et al. 1997). Traditionally, and in the absence of abundant residues of cellulosic culture at the seedlings, the bacterization-BFCP of large non-leguminous cultures is done by seed lamination with an inoculum designed for this purpose (Bashan 1998). Such bacterization of seeds can be problematic given the bacteriocidal nature of certain chemical compounds used for the phytosanitary treatment of seeds. More generally, the bacteria used for the bacterization of non-Leguminosea seeds lack edaphic competence and are relatively poorly adapted to life in soils (Van Veen et al 1997).
II est donc aujourd'hui utile d'effectuer cette biofertilisation par bactérisation par des voies alternatives, notamment, via la bactérisation à l'automne des résidus de culture au sol, s'il y a (Claude et Fillion 2004; Claude 2001; Claude 1997). En l'absence de tels résidus, la présente invention permet 3o également la bactérisation d'EO/EOM à l'aide d'inocula bactériens avantageusement produits, formulés et conditionnés à l'état solide, incorporés aux EO/EOM soit par voie de pelliculage, soit par intégration de ces inocula directement au prémélange au cours de leurs procédés de fabrication. It is therefore useful today to carry out this biofertilization by bacterization by alternative routes, in particular, via the bacterization in the fall of crop residue on the soil, if there is (Claude and Fillion 2004; Claude 2001; Claude 1997). In the absence of such residues, the present invention also allows the bacterization of EO / EOM using bacterial inocula advantageously produced, formulated and packaged in the solid state, incorporated into the EO / EOM either by way of laminating, either by integrating these inocula directly to the premix during their manufacturing processes.
Les engrais de démarrage La fertilisation localisée consiste à appliquer une partie des engrais à proximité de la semence au moment du semis, soit au démarrage de la culture. Cette pratique est avantageuse dans les sols pauvres en phosphate assimilable et/ou très acides, là où le phosphore est peu mobile dans le sol et facilement immobilisée par les composés de fer et d'aluminium (CPVQ 1988). Ces engrais, lo dits engrais de démarrage, sont généralement de deux types (Craaq 2003) : à base de mono- ou di-ammonium phosphaté (MAP et DAP, respec- tivement), ou à base d'urée (Alkanani et MacKenzie 1996). Starter fertilizers Localized fertilization consists in applying a part of the fertilizer close to the seed at the time of sowing, or at the beginning of the crop. This practice is advantageous in soils that are poor in assimilable phosphate and / or highly acidic, where phosphorus is not very mobile in the soil and easily immobilized by iron and aluminum compounds (CPVQ 1988). These fertilizers, or so-called starter fertilizers, are generally of two types (Craaq 2003): based on mono- or di-ammonium phosphate (MAP and DAP, respec- tively), or based on urea (Alkanani and MacKenzie 1996 ).
Dans le premier cas, il s'agit de réduire le contact engrais / sol de façon à réduire le degré de fixation physico-chimique sur les sites d'oxy-hydroxydes de fer et d'aluminium, et dans le deuxième cas le degré de volatilisation de l'urée sous forme d'ammoniaque. En général, les réactions acide-base et les phénomènes d'osmolyses à proximité des granules contenant des minéraux de N et de P peuvent nuire à la viabilité de BFCP réintroduites en leurs proximités. Étant donné la forte teneur en matière organique des EOM, teneur en carbone préjudiciable à leur efficacité pondérale par rapport aux engrais NPK, la réactivité immédiate des granules est réduite et la mortalité de BFCP éventuellement réintroduites à leur proximité est augmentée. In the first case, the aim is to reduce the fertilizer / soil contact so as to reduce the degree of physicochemical fixation on the oxy-hydroxide sites of iron and aluminum, and in the second case the degree of volatilization of urea in the form of ammonia. In general, acid-base reactions and osmolysis phenomena in the vicinity of granules containing N and P minerals may interfere with the viability of reintroduced BFCPs in their proximities. Given the high organic matter content of EOMs, a carbon content detrimental to their weight efficiency compared to NPK fertilizers, the immediate reactivity of the granules is reduced and the mortality of BFCP possibly reintroduced in their vicinity is increased.
Au Québec et au Canada, c'est le marché des engrais de démarrage phosphatés qui, dans un premier temps, semble le plus porteur pour les EOM bactérisés (EOMI). De 10 à 15 millions d'unités (i.e. kg P205 / ha) sont vendues au Québec et plus de 20 millions en Ontario, soit environ le quart des unités d'engrais phosphatés normalement consommées sur le marché ; le marché canadien dans son ensemble est de l'ordre de 125 millions $CAN. Le marché français s'élève à plus 150 millions d'unités. La valeur de remplacement basée sur le prix de 1 g de P205 eSt d'environ 1,00 $CAN. Pour l'essentiel, faute d'une efficacité pondérale comparable à celle des engrais de démarrage NPK, l'utilisation des EO/EOM demeure aujourd'hui marginale. C'est précisément cette efficacité pondérale que permet d'améliorer la présente invention. In Quebec and Canada, the market for phosphate starter fertilizers initially seems to be the most promising for EOMI (EOMI). From 10 to 15 million units (i.e. kg P205 / ha) are sold in Quebec and over 20 million in Ontario, or about one quarter of the phosphate fertilizer units normally consumed on the market; the Canadian market as a whole is in the order of $ 125 million CDN. The French market amounts to over 150 million units. The replacement value based on the 1g price of P205 is approximately $ 1.00 CDN. For the most part, the lack of a weight efficiency comparable to that of NPK starter fertilizers, the use of EO / EOM remains marginal today. It is precisely this weight efficiency that improves the present invention.
La biofertilisation à l'aide d'EO/EOM bactérisés avec des BFCP Il serait avantageux de combiner l'épandage des engrais de démarrage P et des inocula BFCP. En effet, l'accumulation du phosphore en réaction avec le calcium, le fer et/ou l'aluminium du sol est un phénomène marqué dans beaucoup de sols agricoles (Beauchemin et Simard 1999; Zhang et al. 1995; Giroux et al. 2002; Pellerin 2003). Cette accumulation entraîne une augmentation de la charge polluante de ces sols, et représente donc un sérieux problème agro-environnemental dans plusieurs cas (Khiari et al. 2000). De plus, les sols riches en phosphore peu ou pas solubles, tant en France qu'au Québec, répondent mal à la fertilisation - P (eg. Chabot et al. 1998; Craaq 2003). Ainsi, sur les sols ayant des indices (P/AI)M3 supérieurs à une certaine valeurs critique préétablie pour ce type de sol, la probabilité de réponse aux engrais phosphatés est généralement faible (par exemple, inférieure à 20% selon le Craaq 2003). L'invention permet d'améliorer cette réponse. Biofertilization using EO / EOM bacteria with BFCP It would be advantageous to combine the application of P starter fertilizer and inocula BFCP. In fact, the accumulation of phosphorus in reaction with calcium, iron and / or aluminum in the soil is a marked phenomenon in many agricultural soils (Beauchemin and Simard 1999, Zhang et al 1995, Giroux et al. Pellerin 2003). This accumulation leads to an increase in the pollutant load of these soils, and therefore represents a serious agro-environmental problem in several cases (Khiari et al., 2000). In addition, soils rich in phosphorus with little or no solubility, both in France and in Quebec, respond poorly to fertilization - P (eg Chabot et al 1998, Craaq 2003). Thus, on soils with M3 indices (P / AI) above certain pre-established critical values for this type of soil, the probability of response to phosphate fertilizers is generally low (for example, less than 20% according to Craaq 2003). . The invention makes it possible to improve this response.
Dans des sols dit relativement riches en P, l'efficacité des engrais P est donc limitée bien que rien n'indique que le plein potentiel de rendement de la culture n'ait été atteint. La valorisation du P et plus particulièrement des engrais P sur ces sols est donc incomplète. En général, l'efficacité agronomique de la fertilisation P sur ces sols, forts répandus dans bon nombre de régions agricoles tempérées tant au Québec qu'en France (Beauchemin et Simard 1999), peut être partiellement améliorée à l'aide de deux techniques: - l'utilisation d'EOM (Khiari et Parent 2003; Parent 2003) ; la bactérisation de rhizosphères à l'aide de BFCP (Antoun et al. 1998; Chabot et al. 1996). In so-called P-rich soils, the efficiency of P fertilizers is therefore limited although there is no indication that the crop's full yield potential has been reached. The valuation of P and more particularly of P fertilizers on these soils is therefore incomplete. In general, the agronomic efficiency of P fertilization on these soils, which are widespread in many temperate agricultural regions in both Quebec and France (Beauchemin and Simard 1999), can be partially improved using two techniques: - the use of EOM (Khiari and Parent 2003, Parent 2003); the bacterization of rhizospheres using BFCP (Antoun et al., 1998, Chabot et al., 1996).
Ces deux techniques souffrent, par contre, actuellement de plusieurs problèmes d'ordre technique qui limitent leur efficacité et donc leur déploiement et leur utilisation par l'agriculteur. L'efficacité agronomique des inocula BFCP est minée par: une insuffisance de carbone à proximité des racines (Lynch et Whipps 1990; Alden et al. 2001), une certaine bactériocidité de certains produits phytosanitaires et une compétence édaphique insuffisamment recherchée (Van Veen et al. 1997). L'efficacité agronomique des EOM, et surtout des EO, est limitée par une mauvaise efficacité pondérale étant donné leur teneur en matière organique, soit de l'ordre de cinq à six fois leur teneur en P2O5 (Khiari et Parent 2003). L'invention propose de combiner ces deux stratégies. II est aussi possible de surmonter ces limitations, notamment lors de l'utilisation en tant qu'engrais de démarrage. These two techniques, on the other hand, currently suffer from several technical problems which limit their efficiency and therefore their deployment and use by the farmer. The agronomic efficacy of BFCP inocula is undermined by: insufficient carbon near the roots (Lynch and Whipps 1990, Alden et al., 2001), some bacteriocidal properties of certain plant protection products and insufficiently sought edaphic competence (Van Veen et al. . 1997). The agronomic efficiency of EOMs, and especially EOs, is limited by poor weight efficiency given their organic matter content, which is about five to six times their P2O5 content (Khiari and Parent 2003). The invention proposes to combine these two strategies. It is also possible to overcome these limitations, especially when used as a starter fertilizer.
o Cependant, la valorisation des EO/EOM par bactérisation-BFCP a été à ce jour limitée du fait de certains freins technologiques, dont l'incompétence des souches BFCP utilisées à la vie dans les sols, notamment en présence de fortes osmolarités à proximité des engrais de démarrage, la difficulté d'obtenir à faibles coûts des formulations solides de celles-ci, et enfin les coûts 1s relativement élevés associés au pelliculage de MRF ultimes. o However, the valorization of EO / EOM by bacterization-BFCP has so far been limited because of certain technological obstacles, including the incompetence of the BFCP strains used in soil life, especially in the presence of strong osmolarities in the vicinity of the soil. starter fertilizer, the difficulty of obtaining low solid formulations thereof, and finally the relatively high costs associated with filming ultimate MRF.
La présente invention se propose donc de résoudre ces problèmes, tout en permettant la fabrication et l'utilisation économique d'EOMI (i.e. EOM + inocula BFCP). Ceci a été possible grâce à une double mise en contact des cellules BFCP. En effet, la première mise en contact permet de dynamiser les cinétiques de croissance des cellules BFCP sélectionnées comme constituantes de l'éventuel inoculum solide, et la deuxième permet d'assurer le conditionnement et l'expédition de celles-ci vers les cibles in situ, notamment les engrais organo-minéraux (EOM) destinés au démarrage des cultures (Figure 1). L'invention permet donc d'assurer la fabrication d'un EOMI (i.e. EOM + inocula BFCP) à triple action, organique, minérale et bactérienne. The present invention therefore proposes to solve these problems, while allowing the manufacture and economical use of EOMI (i.e. EOM + inocula BFCP). This was possible thanks to a double contact between the BFCP cells. Indeed, the first contact makes it possible to boost the growth kinetics of the selected BFCP cells as constituents of the eventual solid inoculum, and the second makes it possible to ensure the packaging and shipping of these cells to the targets in situ. including organo-mineral fertilizers (EOM) for crop start-ups (Figure 1). The invention thus makes it possible to ensure the production of an EOMI (i.e. EOM + inocula BFCP) with a triple action, organic, mineral and bacterial.
Beaucoup de sols agricoles, notamment au moment des semis de printemps, ont à leur surface peu ou pas de résidus de culture. Les sols pauvres en résidus de cultures au moment des semis sont aussi peu propices à la biofertilisation des cultures non-Leguminosea à l'aide d'inocula BFCP. En effet, étant donné le manque de symbioses effectives entre les BFCP et la culture non-Leguminosea, lesdites cellules BFCP auraient avantage à utiliser les résidus comme substrats carbonés et énergétiques, ce qui dans ce cas est impossible. Bien que, dans de telles situations, l'apport de résidus de cultures exogènes par l'agriculteur soit impensable agronomiquement parlant, l'apport d'amendements de sols est, par contre, recommandable. Cependant, les doses hectare requises sont généralement de l'ordre de 10 Mg par hectare ou plus (N'Dayegamiye 2000), et la bactérisation BFCP de telles quantités de matière n'est pas économique et inefficace en raison de la très grande quantité de cellules bactériennes qui leur sont associées et qui sont capables de masquer l'action in situ des BFCP réintroduites. La bactérisation d'une plus petite quantité d'amendements sous forme de biosolides, de biomasses, de matières o résiduelle fertilisantes, et plus particulièrement d'EO/EOM, doit donc être envisagée. II est nécessaire de placer ces matières et les BFCP à réintroduire à proximité des semences à l'aide d'un semoir combiné, comme pour les engrais de démarrage. L'utilisation des EO/EOM pour le démarrage de cultures agronomiques non-Leguminosea comme support et expédiant pour les dites BFCP est donc particulièrement avantageuse. Many agricultural soils, especially during spring planting, have little or no crop residues on their surface. Soils low in crop residues at planting time are also not conducive to biofertilization of non-Leguminosea crops using BFCP inocula. Indeed, given the lack of effective symbiosis between the BFCP and the non-Leguminosea culture, said BFCP cells would benefit from using the residues as carbon substrates and energy, which in this case is impossible. Although in such situations, the contribution of exogenous crop residues by the farmer is unthinkable agronomically speaking, the contribution of soil amendments is, on the other hand, advisable. However, the required hectare doses are generally of the order of 10 Mg per hectare or more (N'Dayegamiye 2000), and the bacterization BFCP of such quantities of material is not economical and inefficient because of the very large amount of associated bacterial cells that are able to mask the in situ action of reintroduced BFCPs. The bacterization of a smaller quantity of amendments in the form of biosolids, biomasses, fertilizer residual materials, and more particularly of EO / EOM, must therefore be considered. It is necessary to place these materials and BFCPs to reintroduce near seeds using a combined seeder, as for starter fertilizers. The use of EO / EOM for the start of non-Leguminosea agronomic crops as support and shipping for the said BFCP is therefore particularly advantageous.
La présente invention concerne donc particulièrement la bactérisation in situ de cultures non-Leguminosea lorsqu'il y a peu ou pas de résidus de culture au sols au moment des semis. The present invention therefore particularly relates to in situ bacterization of non-leguminosea crops when there is little or no crop residues on the soil at the time of planting.
PRÉSENTATION DE L'INVENTION Problème technique Bien que les inocula BFCP et les EO/EOM existent séparément, il serait avantageux de les combiner en un seul produit afin d'en faciliter l'utilisation agronomique. Cependant, et à ce jour, cette combinaison a été impossible, d'une part, étant donné l'absence de cellules BFCP rustiques et véritablement adaptées à la vie dans les sols et capables de résister à un certain stress osmotique, et, d'autre part, étant donné l'indisponibilité d'inocula BFCP rustiques de ce type formulés à l'état solide et produits économiquement par fermentation à l'état solide. Des cellules BFCP véritablement telluriques et donc suffisamment rustiques pour survivre au stress physico-chimique propre à une telle adjonction sont donc ici indispensables. Or, la mise en oeuvre de FR 2 833 016 (Claude 2001) permet d'obtenir ce type de cellules, qui sont non seulement rustiques et bien adaptées à la vie dans les sols, mais aussi capables de mieux résister au stress physico-chimique en présence proximale des granules d'engrais, même d'EO/EOM (bien que dans ce cas le stress soit moindre). De plus, des inocula formulés à l'état solide et produits économiquement sont nécessaires afin de rendre économiquement rentable la bactérisation d'EO/EOM. Or, dans le cadre de la présente invention, il a été mis au point un procédé de fermentation et formulation à l'état solide, ou FFES, valorisant la compétence édaphique des cellules bactériennes obtenues selon lo FR 2 833 016. Pour ce faire, de fines particules de sol sont introduites en plus du substrat cellulosique normalement présent. En effet, il est connu que ce sont surtout les particules fines, avantageusement moins de 200 micromètres, qui sont le plus associées aux biomasses bactériennes du sol (Mills 2003; Jocteur-Monrozier et al. 1991; Chenu 1993). De plus, la présence de ces fines particules de sols au cours de la FFES peut non seulement valoriser la compétence édaphique des BFCP isolées selon FR 2 833 016, mais y contribuer. En effet, selon Van Dyke et Prosser (1998 et 2000) il est possible d'induire la rusticité de cellules bactériennes telluriques déjà isolées en les mettant en contact avec des matières inertes, organiques et inorganiques, dépourvues pour l'essentiel de matières nutritives. D'autres problèmes d'ordre technique ont aussi empêché cette combinaison d'EO/EOM et d'inocula BFCP. PRESENTATION OF THE INVENTION Technical problem Although inocula BFCP and EO / EOM exist separately, it would be advantageous to combine them in a single product to facilitate agronomic use. However, and to date, this combination has been impossible, on the one hand, given the absence of rustic and truly adapted BFCP cells to soil life and able to withstand some osmotic stress, and, on the other hand, because of the unavailability of hard-shell solid inocula BFCP inocula formulated economically by fermentation in the solid state. Really telluric BFCP cells and therefore sufficiently hardy to survive the physicochemical stress of such an addition are therefore indispensable here. However, the implementation of FR 2 833 016 (Claude 2001) makes it possible to obtain this type of cells, which are not only rustic and well adapted to life in the soil, but also able to better withstand physico-chemical stress. in the proximal presence of the fertilizer granules, even of EO / EOM (although in this case the stress is less). In addition, solid formulated and economically produced inocula are needed to make the bacterization of EO / EOM economically viable. However, in the context of the present invention, it has been developed a fermentation method and solid state formulation, or FFES, enhancing the edaphic competence of bacterial cells obtained according to FR 2 833 016. To do this, fine soil particles are introduced in addition to the cellulosic substrate normally present. Indeed, it is known that it is especially the fine particles, advantageously less than 200 micrometers, which are most associated with soil bacterial biomasses (Mills 2003, Jocteur-Monrozier et al 1991, Chenu 1993). In addition, the presence of these fine soil particles during the FFES can not only enhance the edaphic competence of the BFCPs isolated according to FR 2 833 016, but also contribute to it. Indeed, according to Van Dyke and Prosser (1998 and 2000) it is possible to induce the hardiness of already isolated telluric bacterial cells by putting them in contact with inert, organic and inorganic materials, essentially lacking in nutrients. Other technical problems also prevented this combination of EO / EOM and inocula BFCP.
Premièrement, la bactérisation des engrais NPK n'a pu être réalisée parce que les réactions chimiques à proximité des granules nuisent à la viabilité des BFCP proximales. En effet, l'osmolarité (i.e. la somme des pressions osmotiques attribuable à l'ensemble des espèces chimiques en solution) à proximité des granules est un stress déterminant que doivent affronter les cellules BFCP incorporées aux éventuels EOMI. Des études démontrent le rôle prépondérant de l'enveloppe d'exopolysaccharide (EPS) ou glycocalyx , de bactéries du sol dans le contrôle de la diffusion d'ions, de l'eau, de substrats carbonés, etc., et donc vraisemblablement (bien que non démontré sans équivoque) dans la résistance à un éventuel choc osmotique provoqué par une trop forte concentration immédiate de sels minéraux fertilisants. Cela dit, il io existe néanmoins quelques publications sur l'effet osmo-régulateur des alginates (Alg) produites par certaines BFCP du genre Pseudomonas, sans pour autant que les concentrations salines soient aussi élevées qu'elles le sont à proximité desdites granules (Hart et al. 2001; Chenu et Roberson 1996; Schnider-Keel et al. 2001; Miller et Wood 1996; Hartmann et al. 1991). Par exemple, selon Schnider-Keel et al. (2001), une teneur en sels (NaCl) maximale de 0,6 M est suffisante pour atténuer sévèrement la croissance des Pseudomonas; dans le cas d'un EOM enrichi de 25% de sels MAP, la molarité du MAP est elle d'environ 3,00, soit cinq fois la molarité du NaCI utilisée par to Schnider-Keel et al. (2001). Dans les faits, cette molarité de 0,6 M NaCl est probablement bien plus élevée que celle dans la solution du sol. Il en demeure donc que le stress osmotique à proximité de granules EOM enrichis est considérablement plus fort qu'il ne l'est dans la solution du sol. Les inventeurs estiment que la molarité des sels conséquents (i.e. ammonium, phosphate, is sodium, chlore, etc.) à proximité d'une granule d'EOM enrichi à 25% de MAP est environ 3, soit 30 à 60 fois ce qu'elle est dans la solution du sol (cf. Miller et Wood 1996). On peut donc se demander si les cellules BFCP incorporées aux EOMI peuvent survivre et rester actives et efficaces malgré ce stress, du moins le temps nécessaire pour qu'il se dissipe, soit approximativement une période de 6 à 10 jours. Firstly, the bacterization of NPK fertilizers could not be achieved because the chemical reactions near the granules interfere with the viability of the proximal BFCPs. Indeed, osmolarity (i.e. the sum of osmotic pressures attributable to all chemical species in solution) near the granules is a determining stress that must face the BFCP cells incorporated in the possible IMO. Studies show the predominant role of the exopolysaccharide (EPS) envelope or glycocalyx, soil bacteria in controlling the diffusion of ions, water, carbon substrates, etc., and therefore likely (well). that not unequivocally demonstrated) in the resistance to a possible osmotic shock caused by a too high immediate concentration of fertilizing mineral salts. That said, there are nevertheless some publications on the osmo-regulating effect of alginates (Alg) produced by certain BFCPs of the genus Pseudomonas, without the saline concentrations being as high as they are in the vicinity of said granules (Hart et al 2001, Chenu and Roberson 1996, Schnider-Keel et al 2001, Miller and Wood 1996, Hartmann et al 1991). For example, according to Schnider-Keel et al. (2001), a maximum salt content (NaCl) of 0.6 M is sufficient to severely attenuate the growth of Pseudomonas; in the case of an EOM enriched with 25% of MAP salts, the molarity of the MAP is about 3.00, or five times the molarity of the NaCl used by Schnider-Keel et al. (2001). In fact, this molarity of 0.6 M NaCl is probably much higher than that in the soil solution. It remains, therefore, that the osmotic stress in the vicinity of enriched EOM granules is considerably stronger than it is in the soil solution. The inventors estimate that the molarity of the consequent salts (ie ammonium, phosphate, is sodium, chlorine, etc.) in the vicinity of an EOM granule enriched with 25% MAP is approximately 3, ie 30 to 60 times that of it is in the soil solution (see Miller and Wood 1996). It is therefore questionable whether the BFCP cells incorporated in the IMOs can survive and remain active and effective despite this stress, at least the time needed for it to dissipate, ie approximately a period of 6 to 10 days.
Deuxièmement, adjoindre les BFCP directement aux EO/EOM au cours de certains types de procédés de fabrication (Parent et al. 2000; Marcoux et al. 1992) est impraticable, étant donné la nature de ces procédés qui impliquent généralement de hautes températures et des pressions hydrostatiques importantes nécessaires pour la cuisson et la consolidation des granules formés par extrusion, températures et/ou pressions en principe contraires à une quelconque bactérisation. Il faut noter ici que la résistance de bactéries à certains chocs thermiques est reliée à leur résistance aux pressions hydrostatiques (Aertsen et al. 2004) ; notamment pour les susdits procédés de fabrication. Second, adding BFCPs directly to EO / EOM during certain types of manufacturing processes (Parent et al 2000, Marcoux et al., 1992) is impractical, given the nature of these processes that typically involve high temperatures and high temperatures. significant hydrostatic pressures necessary for the cooking and consolidation of extruded granules, temperatures and / or pressures in principle contrary to any bacterization. It should be noted here that the resistance of bacteria to certain thermal shocks is related to their resistance to hydrostatic pressures (Aertsen et al., 2004); especially for the aforesaid manufacturing processes.
Troisièmement, ce type de bactérisation est aussi limité par l'utilisation de cellules BFCP mal adaptées à la vie dans les sols (Van Veen et al. 1997) et donc incapables de persister dans le temps et d'utiliser la source de carbone que représente la fraction organique des EOM. Third, this type of bacterization is also limited by the use of BFCP cells poorly adapted to life in soils (Van Veen et al., 1997) and therefore unable to persist over time and to use the carbon source that represents the organic fraction of EOM.
Enfin, quatrièmement, il est souhaitable de produire économiquement ces BFCP, et cela préférentiellement par fermentation à l'état solide de façon à obtenir une formulation solide, réduisant ainsi le choc des bactéries au moment de leur combinaison après la mise en contact avec les EO/EOM. Finally, fourthly, it is desirable to economically produce these BFCP, and preferably by solid state fermentation so as to obtain a solid formulation, thereby reducing the shock of bacteria at the time of their combination after contact with the EO / EOM.
En ce sens, une précédente demande de brevet (WO 02/057862 A2) exige, par exemple, pour l'incorporation de microorganismes à des granules de biosolides, que ceux-ci soient incorporés séquentiellement à l'une des multiples io couches encapsulant lesdites granules. Cette approche peut être limitative et causer problème pour des granules non sphériques ou pour des granules ne comportant de couches multiples encapsulant un certain noyau. II existe aussi une technologie française (FR 2 615 203) permettant la fabrication d'un inoculum sous la forme de granules comprenant un noyau consistant en une matrice nourricière enrobant les microorganismes à inoculer. Or, cette technologie n'est pas transposable à la fabrication d'EO/EOM et/ou de leurs précurseurs biosolides; elle ne concerne donc pas directement la présente invention. In this sense, a previous patent application (WO 02/057862 A2) requires, for example, for the incorporation of microorganisms into biosolids granules, that these be incorporated sequentially into one of the multiple layers encapsulating said granules. This approach can be limiting and cause problems for non-spherical granules or for granules having multiple layers encapsulating a certain nucleus. There is also a French technology (FR 2 615 203) for the manufacture of an inoculum in the form of granules comprising a core consisting of a feeder matrix coating the microorganisms to be inoculated. However, this technology is not transferable to the manufacture of EO / EOM and / or their precursors biosolids; it does not therefore directly concern the present invention.
Or, la bactéricidité de ces granules, même s'ils sont de type EOM, est peu ou pas documentée dans la littérature scientifique. Neilsen et al. (1994) parlent de l'utilité d'apporter des bactéries et du MAP conjointement à un amendement organique pour l'implantation de cultures horticoles, sans pour autant que se pose la question de la bactéricidité du MAP à ce stade. Gaind et Gaur (2002) eux notent que l'apport de Pseudomonas striata à des cendres d'origine minière, à hauteur de 40 tonnes par hectare, n'est pas bactéricide, et cela malgré la présence d'engrais phosphatés dans le mélange. Les doses hectare de cendres permettent effectivement de diluer l'engrais P, lui évitant d'interagir trop directement avec les BFCP. Enfin, Lima et L. (1996) rapportent l'effet de la fertilisation phosphatée sur les populations bactériennes, mais pour l'ensemble du sol, sans se préoccuper particulièrement de l'environnement à proximité des granules d'engrais. La bactéricidité de l'environnement proximal des granules d'EO/EOM, voire des granules de MAP/DAP, n'a donc pas été décrite. However, the bactericide of these granules, even if they are EOM type, is little or not documented in the scientific literature. Neilsen et al. (1994) speak of the utility of bringing bacteria and MAP together with an organic amendment for the establishment of horticultural crops, without however raising the question of bactericidal MAP at this stage. Gaind and Gaur (2002) note that the contribution of Pseudomonas striata to ash of mining origin, up to 40 tonnes per hectare, is not bactericidal, despite the presence of phosphate fertilizers in the mixture. The hectare doses of ash effectively make it possible to dilute the fertilizer P, avoiding it to interact too directly with the BFCP. Finally, Lima and L. (1996) report the effect of phosphate fertilization on bacterial populations, but for the whole soil, without being particularly concerned about the environment in the vicinity of the fertilizer granules. The bactericidal nature of the proximal environment of EO / EOM granules, or even MAP / DAP granules, has not been described.
Solution technique: Double mise en contact biosolide-BFCP La présente invention permet de combiner avantageusement des inocula BFCP et des EO/EOM, créant ainsi une nouvelle matière fertilisante à triple action, minérale, organique et bactériologique, très avantageuse pour le démarrage de cultures non-Leguminosea, notamment sur sols dont le degré de saturation en phosphore est moyennement élevé et/ou ayant peu ou pas de résidus de culture au sol au moment des semis. L'invention permet de mieux valoriser des BFCP particulièrement bien adaptées à la vie dans les sols et à les rendre résistantes à de fortes pressions osmotiques, ainsi qu'au carbone organique des EO/EOM. L'invention permet aussi de résoudre certains problèmes d'ordre bio-industriel nuisant au plein développement de la biofertilisation. Technical solution: Double contact biosolid-BFCP The present invention advantageously combines inocula BFCP and EO / EOM, creating a new fertilizer material with triple action, mineral, organic and bacteriological, very advantageous for the start of crops not -Leguminosea, especially on soils with a medium degree of phosphorus saturation and / or with little or no crop residues on the soil at planting. The invention makes it possible to better valorize BFCPs that are particularly well adapted to life in the soil and to make them resistant to high osmotic pressures, as well as to the organic carbon of EO / EOM. The invention also makes it possible to solve certain bio-industrial problems which hinder the full development of biofertilization.
L'invention concerne un bioprocédé intégrant des granules d'EO/EOM et des biomasses bactériennes d'origine tellurique particulièrement bien adaptées à la vie dans les sols. Le biofertilisant obtenu peut se substituer en partie aux engrais de synthèse chimique normalement utilisés en grandes cultures agronomiques à titre d'engrais de démarrage. The invention relates to a bioprocess incorporating EO / EOM granules and bacterial biomasses of telluric origin which are particularly well adapted to life in soils. The resulting biofertilizer can be used as a substitute for chemical fertilizers normally used in agronomic crops as a starter fertilizer.
Le procédé selon l'invention comprend la co-formulation de granules d'EO/EOM et/ou de leurs précurseurs organiques avec des bactéries BFCP capables de solubiliser le phosphore du sol (Chabot et al. 1993; Rodriguez et Fraga 1999). Cela permet d'accroître la production des cultures ainsi fertilisées et d'apporter une plus grande valeur ajoutée aux EO/EOM, les rendant ainsi plus compétitifs à l'égard des engrais NPK. Ceci favorise l'écoulement des stocks de NPK et des MRF. The method according to the invention comprises the co-formulation of EO / EOM granules and / or their organic precursors with BFCP bacteria capable of solubilizing soil phosphorus (Chabot et al, 1993, Rodriguez and Fraga 1999). This increases the production of the fertilized crops and adds value to the EO / EOM, making them more competitive with NPK fertilizers. This promotes the flow of NPK stocks and FRs.
Les combinaisons des EO/EOM et des BFCP présente une activité synergique, permettant de biofertiliser des cultures non-Leguminosea en l'absence de résidus de culture au sol ayant pu faire office de substrats carbonés, de rendre les sols normalement perçus comme saturés en phosphore plus propices à la fertilisation phosphatée et d'augmenter leur rendement. The combinations of EO / EOM and BFCP show synergistic activity, allowing to biofertilize non-Leguminosea crops in the absence of soil culture residues that could act as carbon substrates, to make the soils normally perceived as saturated with phosphorus. more conducive to phosphate fertilization and increase their yield.
La rusticité et la compétence édaphique (i.e. adaptation à la vie dans les sols) de bactéries telluriques de type BFCP et isolées de sols arables selon FR 2 833 016 (Claude 2001) peuvent maintenant être doublement valorisées. Une première fois au cours de ladite fermentation et formulation à l'état solide, ou FFES, partie intégrante de la présente invention, et cela à travers une première mise en contact de ces bactéries et de fines particules solides de sols capables de dynamiser la production bio-industrielle de ces microorganismes. Hardiness and edaphic competence (i.e. adaptation to life in soils) of telluric bacteria of the BFCP type and isolated from arable soils according to FR 2 833 016 (Claude 2001) can now be doubly valued. A first time during said fermentation and solid state formulation, or FFES, an integral part of the present invention, and this through a first contact of these bacteria and fine solid particles of soil capable of boosting production bio-industrial of these microorganisms.
Une deuxième valorisation de cette rusticité et cette adaptation à la vie dans les sols est possible par une deuxième mise en contact des cellules ainsi produites FFES et des EO/EOM. A second valorization of this hardiness and this adaptation to the life in the grounds is possible by a second putting in contact of the thus produced cells FFES and EO / EOM.
Il y a lieu de noter que ces mises en contact sont soit sans effet, soit nocives pour des bactéries isolées de sols arables de façon conventionnelle. La double mise en contact est donc impérative avec desbactéries telluriques compétentes isolées selon FR 2 833 016. En effet, sans la mise en contact entre les fines particules de sols et ces bactéries, le titre cellulaire de l'inoculum atteint par fermentation à l'état solide ne serait pas suffisamment élevé pour rendre économiquement rentable la bactérisation de matières résiduelles fertilisantes telles que les EO/EOM. De plus, sans cette première mise en contact, les 1e10 cellules/g devraient être produits via une fermentation à l'état liquide plus conventionnelle; la lyophilisation et ou le séchage des biomasses bactériennes ainsi produites entraîneraient cependant une mortalité telle qu'il faudrait produire initialement non pas 1e10 mais plus de le11 cellules viables/g, d'où un surcoût appréciable. Enfin, l'application de bactéries formulées à l'état liquide provoque une réaction chimique des EO/EOM au détriment de la survie des bactéries telluriques ainsi placées à leur surface. It should be noted that these contacts are either ineffective or harmful to bacteria isolated from arable soils conventionally. Double contacting is therefore imperative with competent telluric bacteria isolated according to FR 2 833 016. In fact, without the contact between the fine soil particles and these bacteria, the cellular title of the inoculum reached by fermentation at solid state would not be high enough to make economically viable the bacterization of fertilizing waste materials such as EO / EOM. In addition, without this first contact, the 10 cells / g should be produced via a more conventional liquid-state fermentation; the freeze-drying and / or drying of the bacterial biomasses thus produced would, however, result in such a mortality that it would be necessary initially to produce not more than 10 but more than 1 viable cells per gram, hence an appreciable extra cost. Finally, the application of bacteria formulated in the liquid state causes a chemical reaction of the EO / EOM at the expense of the survival of telluric bacteria thus placed on their surface.
De plus, la nécessité d'enrichir les EOM avec une certaine quantité de sels minéraux, notamment le MAP, provoquerait en soi la mort, par osmolyse, des cellules BFCP insuffisamment rustiques et adaptées à la vie dans les sols. Or, les cellules BFCP isolées selon le procédé décrit dans FR 2 833 016 sont particulièrement rustiques et résistantes à ce type de stress osmotique, ce qui leur permet d'être combinées avantageusement avec des EOM relativement riches en sels minéraux. Dans le cas contraire, et dès l'application en bandes des EOM bactérisés avec des BFCP conventionnelles, les réactions chimiques à proximité desdites granules seront trop bactéricides pour permettre une survie et une activité in situ de ces organismes. In addition, the need to enrich EOMs with a certain amount of mineral salts, especially MAP, would in itself cause the death, by osmolysis, of BFCP cells that are not sufficiently hardy and adapted to life in soils. However, the BFCP cells isolated according to the method described in FR 2 833 016 are particularly hardy and resistant to this type of osmotic stress, which allows them to be advantageously combined with relatively mineral-rich EOMs. In the opposite case, and as soon as banded EOMs with conventional BFCPs are banded, the chemical reactions in the vicinity of said granules will be too bactericidal to allow survival and in situ activity of these organisms.
Avantages apportés Synergie EO/EOM: Les besoins en carbone des BFCP situées à proximité des racines sont que partiellement satisfaits par les exsudats io provenant de celles-ci. L'abondance de carbone contenu dans les EO/EOM contribue à combler davantage les besoins nutritifs de ces microorganismes. Le carbone et la matière organique apportés à proximité des racines par les EO/EOM en tant qu'engrais de démarrage sont donc doublement valorisés; ils permettent une plus grande disponibilité des phosphates de part leur fixation sur les sites de fixation autrement occupés par les phosphates (Parent 2003), et ils agissent comme substrats nutritifs pour les BFCP ainsi réintroduites au sol à proximité des racines. Benefits EO / EOM Synergy: The carbon requirements of the BFCPs near the roots are only partially satisfied by the exudates io from them. The abundance of carbon contained in EO / EOM helps to further meet the nutritional needs of these microorganisms. Carbon and organic matter brought near the roots by the EO / EOM as a starting fertilizer are therefore doubly valued; they allow a greater availability of phosphates by their fixation on the fixation sites otherwise occupied by phosphates (Parent 2003), and they act as nutritive substrates for the BFCPs thus reintroduced on the ground near the roots.
Triple action (bio)fertilisante: L'action minérale découle de l'apport d'éléments nutritifs incorporés aux EOM selon, par exemple, un procédé décrit dans le brevet US 6,056,801. Divers EOM (Labrie 2004; Dupuis 2004) et certains engrais organiques (EO) (Provencher 2003) ont déjà fait l'objet d'un certain développement. L'action organique provient de l'interaction entre les ligands organiques (matières organiques) des EO/EOM et les sites de fixation normalement occupés par de l'orthophosphate (le phosphate) dans le sol (Parent 2003). Pour l'essentiel, ces sites de fixation sont des hydroxydes de fer et d'aluminium ainsi que du calcium. En occupant ces sites de fixation, ces ligands augmentent indirectement la disponibilité et donc l'assimilation des orthophosphates par la plante. Enfin, l'action bactériologique est le fruit de l'interaction entre les BFCP à proximité des racines. Cette interaction peut être multiforme et mettre en jeu un nombre de mécanismes, dont la diazotrophie, la production de facteurs de croissance, la dissolution de certains composés organiques et inorganiques de façon à les rendre plus assimilables par la plante, etc. (cf. Arshad et Frankenberger, Jr. 1998; Antoun et al. 1998; Chabot et al. 1993; Rodriguez et Fraga 1999). Triple (Bio) Fertilizer Action: The mineral action results from the supply of nutrients incorporated in the EOMs according to, for example, a method described in US Patent 6,056,801. Various EOM (Labrie 2004, Dupuis 2004) and some organic fertilizers (EO) (Provencher 2003) have already been the subject of some development. The organic action results from the interaction between the organic ligands (organic matter) of EO / EOM and the attachment sites normally occupied by orthophosphate (phosphate) in the soil (Parent 2003). For the most part, these binding sites are iron and aluminum hydroxides as well as calcium. By occupying these binding sites, these ligands indirectly increase the availability and therefore the assimilation of orthophosphates by the plant. Finally, the bacteriological action is the result of the interaction between the BFCP near the roots. This interaction can be multiform and involve a number of mechanisms, including diazotrophy, production of growth factors, the dissolution of certain organic and inorganic compounds so as to make them more assimilable by the plant, etc. (see Arshad and Frankenberger, Jr. 1998, Antoun et al, 1998, Chabot et al, 1993, Rodriguez and Fraga 1999).
Des matières fertilisantes à triple action - minérale, organique et bactérienne - sont particulièrement utiles étant donné, d'une part, l'action synergique entre la composante organique des EO/EOM et les BFCP, et, d'autre part, la possibilité de biofertiliser des cultures nonLeguminosea même en absence de résidus de culture ayant autrement pu faire office de substrats carbonés. De plus, cette triple action rend les sols normalement perçus comme o saturés en phosphore plus propices à une certaine fertilisation phosphatée, et donc à une augmentation de leurs potentiels de rendements. Triple-action fertilizers - inorganic, organic and bacterial - are particularly useful because, on the one hand, the synergistic action between the organic component of EO / EOM and BFCP, and, on the other hand, the possibility of biofertilize non-leguminous cultures even in the absence of crop residues that may otherwise have served as carbon substrates. In addition, this triple action makes the soils normally perceived as o saturated with phosphorus more conducive to a certain phosphate fertilization, and therefore to an increase in their yield potentials.
D'un point de vue agronomique, les avantages de l'invention sont les suivants: réduction des risques de pollutions agro-environnementales et amélio-ration des bilans massiques de la fertilisation organo-minérale; apport simultané d'inocula BFCP et d'engrais de démarrage, et donc plus grande facilité dans l'utilisation des inocula BFCP pour cultures non-Leguminosea; écoulement partiel de matières résiduelles fertilisantes (MRF) et de biosolides au cours de la fabrication de ces intrants à valeur ajoutée pour la production de grandes cultures; - alternative à la bactérisation BFCP des semences pour cultures non- Leguminosea semées en absence de résidus de culture au sol; souplesse d'utilisation à la ferme, et/ou incorporation aux EOM des BFCP à l'usine. From an agronomic point of view, the advantages of the invention are the following: reduction of the risks of agro-environmental pollution and improvement of the mass balance sheets of organo-mineral fertilization; simultaneous introduction of inocula BFCP and starter fertilizer, and therefore greater ease in the use of inocula BFCP for non-leguminosea cultures; partial flow of fertilizer residuals (FRs) and biosolids during the production of these value-added inputs for field crop production; - alternative to BFCP bacterization of seeds for non-leguminous cultures sown in the absence of crop residues on the soil; flexibility of use on the farm, and / or incorporation into EOMs of BFCPs at the plant.
D'un point de vue bio-industriel, la FFES, partie intégrante de la présente l'invention permet d'atteindre des densités cellulaires de l'ordre de 1e10 cellules par gramme de mélange organo-minéral, avantageusement des résidus de cultures cellulosiques mélangés à de fines particules de sols arables, dans les trois à quatre semaines qui suivent le début de l'incubation, et cela à partir d'une densité cellulaire initiale d'environ 1e7, voire parfois aussi faible que 1e6, voire 1e5 par gramme de mélange, en conditions non- stériles et à température ambiante si nécessaire. Les avantages bio-industriels de ce procédé, notamment pour la production de bactéries diazotrophes, sont: - Une forte réduction des besoins en capacité de fermentation, puisque l'essentiel de l'augmentation de la densité cellulaire de l'inoculum se fait en milieu solide; L'adéquation du support, mélange de résidus de culture et de particules de sols, en ce qui concerne les bactéries telluriques destinées à être 10 réintroduites dans les sols La possibilité d'utiliser une formulation solide à des fins de pulvérisation, ce qui a traditionnellement fait défaut aux formulations bactériennes à base de tourbe, ou avantageusement pour le pelliculage d'EO/EOM; Étant donné la rusticité des BFCP candidates, leur utilisation en tant qu'additif bactérien pour EO/EOM enrichi de sels minéraux fertilisants permet d'assurer une certaine dominance numérique aux dépens des souches bactériennes contaminantes et moins rustiques. Le degré de pureté microbiologique des EOMI ainsi produit est donc de facto assuré et d'autant plus compatible avec les réglementations écotoxicologiques en cours. From a bio-industrial point of view, the FFES, an integral part of the present invention makes it possible to reach cell densities of the order of 10 cells per gram of organomineral mixture, advantageously mixed cellulosic culture residues. to fine particles of arable soils, within three to four weeks after the start of incubation, and that from an initial cell density of about 1e7, or sometimes as low as 1e6, or even 1e5 per gram of mixing, under non-sterile conditions and at room temperature if necessary. The bio-industrial advantages of this process, especially for the production of diazotrophic bacteria, are: - A strong reduction of the fermentation capacity requirements, since most of the increase in the cell density of the inoculum is in the medium solid; Suitability of the carrier, mixture of crop residues and soil particles, for telluric bacteria to be reintroduced into the soil. The possibility of using a solid formulation for spraying purposes, which has traditionally been is lacking in bacterial formulations based on peat, or advantageously for EO / EOM film coating; Given the hardiness of candidate BFCPs, their use as a bacterial additive for EO / EOM enriched with mineral nutrients ensures some numerical dominance at the expense of contaminating and less hardy bacterial strains. The degree of microbiological purity of the EOMI thus produced is thus de facto ensured and all the more compatible with the current ecotoxicological regulations.
Enfin, il est important de noter que l'invention permet de dynamiser, dans le cadre d'une certaine fermentation à l'état solide, les cinétiques de croissance de cellules bactériennes véritablement telluriques aux dépens de celles qui ne le sont pas. L'invention est donc parfaitement conciliable avec l'état de la technique dans le secteur des fermentations à l'état solide, notamment et à titre d'exemple non limitatif, selon la technologie décrite dans le brevet EP 0 406 103 Al. Dans de telles situations, la production des BFCP véritablement telluriques isolées selon FR 2 833 016 est dynamisée dans les délais de production normalement requis par lesdites technologies de fermentation à l'état solide selon l'état de la technique. Finally, it is important to note that the invention allows to boost, in the context of a certain fermentation in the solid state, the growth kinetics of truly telluric bacterial cells at the expense of those which are not. The invention is therefore perfectly compatible with the state of the art in the field of solid state fermentations, in particular and by way of non-limiting example, according to the technology described in patent EP 0 406 103 A1. In such situations, the production of truly telluric BFCPs isolated according to FR 2 833 016 is boosted within the production times normally required by said solid state fermentation technologies according to the state of the art.
L'invention permet donc de produire, à partir d'un starter facilement produit par fermentation classique et d'un mélange organo- minéral bon marché à base de résidus de culture et de particules de sol, le tout ne contenant que 1e6 cellules par gramme, un inocula solide riche à hauteur de 5e9 cellules par gramme, voire jusqu'à 1 e10, donc capable d'apporter plus de 1 e13 cellules par hectare pour une dose hectare d'environ 1 kg. The invention thus makes it possible to produce, from a choke easily produced by conventional fermentation and an inexpensive organo-mineral mixture based on crop residues and soil particles, all containing only 1 6 cells per gram. a solid inocula rich at 5e9 cells per gram, or even up to 1 e10, so able to bring more than 1 e13 cells per hectare for a hectare dose of about 1 kg.
Plus précisément, la présente invention concerne donc selon un premier objet un procédé de fabrication d'engrais organique et/ou engrais organominéral (EO/EOM) bactérisé par des bactéries favorisant la croissance des plantes (BFCP) rustiques comprenant les étapes suivantes: préparation d'un inocula de BFCP; ii. fermentation et formulation dudit inocula à l'état solide (FFES) ; iii. mise en contact de la poudre obtenue en ii avec les EO/EOM. More specifically, the present invention thus relates, according to a first object, to a process for the manufacture of organic fertilizer and / or organomineral fertilizer (EO / EOM) which is bacteriostated by rustic plant growth promoting bacteria (BFCP) comprising the following steps: preparation of a BFCP inocula; ii. fermentation and formulation of said inocula in the solid state (FFES); iii. contacting the powder obtained in ii with the EO / EOM.
Selon la présente invention, on entend par rustique ou rusticité des souches bactériennes leur compétence édaphique ou fitness in soil en anglais, c'est-à-dire leur la capacité d'adaptation à la vie dans les sols arables. Cette propriété confère donc auxdites bactéries de survivre activement et non en en dormance, et cela malgré la présence de divers stress, tels que les stress osmotiques, hydriques, thermiques, biologiques (.prédation), etc. De préférence: - dans l'étape i. les BFCP sont obtenues à partir de biomasses bactériennes d'origine tellurique; - l'inocula de BFCP est obtenu par un procédé selon FR 2833016 incorporé ici par référence; plus précisément ce procédé est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de: - mise en contact d'une suspension aqueuse de sol avec un substrat matriciel, de manière à former une zone hydratée, ou biofilm, à la surface du substrat, analogue à celle adjointe au CAH du sol, abritant pour l'essentiel la composante bactérienne autochtone du sol, afin de retenir à la surface du substrat matriciel, l'essentiel de la microflore bactérienne endogène aux milieux édaphiques d'origine; maturation du biofilm avec établissement de conditions oligotrophiques permettant aux cellules les plus constitutives du biofilm édaphique qui ont colonisé le substrat matriciel, de migrer vers la phase liquide surnageant le substrat matriciel, et progressivement à la dominer; récupération et culture des souches bactériennes les plus prolifiques en milieux de cultures liquides riches, à caractère autochtone, rustiques et persistantes in situ, cultivables en milieux liquides, et donc aptes à être produites industriellement. According to the present invention, rustic or hardiness of bacterial strains is understood to be their edaphic competence or fitness in soil in English, that is to say their ability to adapt to life in arable soils. This property thus confers said bacteria to survive actively and not in dormancy, and this despite the presence of various stress, such as osmotic stress, water, heat, biological (predation), etc.. Preferably: in step i. BFCPs are obtained from bacterial biomasses of telluric origin; the inocula of BFCP is obtained by a process according to FR 2833016 incorporated herein by reference; more specifically, this method is characterized in that it comprises the steps of: - bringing an aqueous suspension of soil into contact with a matrix substrate, so as to form a hydrated zone, or biofilm, on the surface of the substrate, analogous to that associated with the soil CAH, essentially sheltering the autochthonous bacterial component of the soil, in order to retain at the surface of the matrix substrate, most of the endogenous bacterial microflora in the original edaphic media; maturation of the biofilm with establishment of oligotrophic conditions allowing the most constitutive cells of the edaphic biofilm which have colonized the matrix substrate, to migrate to the supernatant liquid phase the matrix substrate, and gradually to dominate it; recovery and cultivation of the most prolific bacterial strains in rich liquid cultures, native, rustic and persistent in situ, cultivable in liquid media, and therefore able to be produced industrially.
- les BFCP sont choisies parmi les familles Azotobacteracea et Pseudonomacea, notamment les bactéries sont diazotrophes et capables de dissoudre le phosphore (MPS). the BFCPs are chosen from the families Azotobacteracea and Pseudonomacea, in particular the bacteria are diazotrophic and capable of dissolving phosphorus (MPS).
- les bactéries expriment le gène AZM. the bacteria express the AZM gene.
- la FFES de l'étape ii. comprend la mise en contact des BFCP avec un substrat/support carboné et des particules de sol. - the FFES of step ii. comprises contacting the BFCP with a substrate / carbon support and soil particles.
- le substrat/support carboné comprend des résidus de cultures céréalières tels que les résidus de cultures céréalières sont constitués de particules de 1 à 4 mm, notamment provenant de sols arables et plus particulièrement provenant d'analogues de la fraction fonctionnelle du complexe argilo-humique du sol. the substrate / carbon support comprises residues of cereal crops such that the residues of cereal crops consist of particles of 1 to 4 mm, in particular from arable soils and more particularly from analogs of the functional fraction of the clay-humic complex of the ground.
- les particules du sol ont un diamètre compris entre 50 et 100 micromètres. the soil particles have a diameter of between 50 and 100 micrometers.
- le taux d'humidité de la poudre obtenue à l'issue de ii est compris entre 10 et 25%, plus particulièrement compris entre 12 et 15%. - The moisture content of the powder obtained after ii is between 10 and 25%, more particularly between 12 and 15%.
- la poudre obtenue à l'issue de l'étape ii présente un titre supérieur à 5x109 /gramme. the powder obtained at the end of stage ii has a titre greater than 5 × 10 9 / g.
- la dose hectare est comprise entre 1 et 5 kg de la poudre obtenue en ii. the dose hectare is between 1 and 5 kg of the powder obtained in ii.
- la mise en contact iii. est réalisée par pelliculage d'EO/EOM avec la poudre obtenue en ii ou par incorporation de la poudre obtenue en ii dans des granulés d'EO/EOM. - bringing into contact iii. is carried out by filming EO / EOM with the powder obtained in ii or by incorporating the powder obtained in ii into EO / EOM granules.
- la composition obtenue à l'issue de l'étape iii présente un titre cellulaire supérieur à 5x10' cellules/g. the composition obtained at the end of step iii has a cellular titre greater than 5 × 10 7 cells / g.
- on mélange la poudre obtenue en ii et les EOM dans un rapport compris entre 1 et 10% en poids, selon la teneur en matière organique des EOM. 30 - l'étape iii est réalisée sans l'apport d'eau. the powder obtained in II and the EOM are mixed in a ratio of between 1 and 10% by weight, according to the organic matter content of the EOMs. Step iii is carried out without the addition of water.
- le procédé ne comprend pas d'étape bactéricide. the process does not comprise a bactericidal step.
- les EO/EOM comprennent au moins 20% environ de carbone. - EO / EOM comprise at least about 20% carbon.
- les EO/EOM comprennent de 25 à 30% de sels minéraux fertilisants, tels que N, P, K, Phosphate d'ammonium (MAP). EO / EOM comprises 25 to 30% of mineral fertilizing salts, such as N, P, K, ammonium phosphate (MAP).
- les EO/EOM sont choisis parmi les matières fertilisantes organiques et organo-minérales comprenant des biosolides, biomasses ou autres matières 5 résiduelles fertilisantes. the EO / EOM are chosen from organic and organo-mineral fertilizers comprising biosolids, biomasses or other residual fertilizing materials.
Selon un autre objet, la présente invention concerne également un engrais organique ou organo-minéral (EO/EOM) bactérisé comprenant des bactéries favorisant la croissance des plantes (BFCP) fermentées et formulées à l'état solide susceptible d'être obtenu selon le procédé de l'invention défini ci-avant. According to another subject, the present invention also relates to an organic or organo-mineral fertilizer (EO / EOM) bacterized comprising plant growth-promoting bacteria (BFCP) fermented and formulated in the solid state that can be obtained by the process of the invention defined above.
Selon un autre objet, la présente invention concerne un engrais organique ou organo-minéral (EO/EOM) bactérisé comprenant des bactéries favorisant la croissance des plantes (BFCP) fermentées et formulées à l'état solide. According to another subject, the present invention relates to an organic fertilizer or organo-mineral (EO / EOM) bacterized comprising plant growth-promoting bacteria (BFCP) fermented and formulated in the solid state.
De préférence, l'EO/EOM est tel que défini ci-avant et/ou la BFCP est telle que définie ci-avant. Preferably, the EO / EOM is as defined above and / or the BFCP is as defined above.
Selon un autre objet, la présente invention concerne également un procédé pour la fertilisation de cultures comprenant l'application d'EO/EOM bactérisé selon l'invention. According to another object, the present invention also relates to a method for the fertilization of cultures comprising the application of EO / EOM bacterized according to the invention.
De préférence: - les cultures sont des non-Leguminosea. Preferably: the cultures are non-leguminosea.
- l'application de l'engrais bactérisé est effectuée en tant qu'engrais de démarrage. - the application of the bactericidal fertilizer is carried out as a starter fertilizer.
- l'application de l'engrais bactérisé est effectuée en bandes à proximité des semences. - the application of the bactericidal fertilizer is carried out in strips near the seeds.
- les sols sont dépourvus de grandes quantités de résidus de cultures au 3o moment du semis. the soils are devoid of large amounts of crop residues at the time of sowing.
Selon un autre objet, la présente invention concerne également une méthode de criblage de bactéries favorisant la croissance des plantes (BFCP) selon leur rusticité, lesdites BFCP étant diazotrophes et MPS, comprenant: - la mise en culture de précultures de BFCP à température ambiante dans un milieu liquide dépourvu d'azote et de phosphore à l'exception de l'hydroxypathie, - l'application d'une pression osmotique, - l'incubation des cultures pendant une durée suffisante, - la mesure de la densité optique (DO) du milieu à deux instants (DO1 et o DO2) ; - la rusticité des bactéries dépendant de la différence (D02-D01). De préférence: - ladite rusticité accrue reflète l'expression du gène AZM chez lesdites BFCP. According to another subject, the present invention also relates to a method for screening plant growth-promoting bacteria (BFCP) according to their hardiness, said BFCP being diazotrophic and MPS, comprising: - culturing precultures of BFCP at room temperature in a liquid medium devoid of nitrogen and phosphorus with the exception of hydroxypathy, - the application of osmotic pressure, - the incubation of cultures for a sufficient period of time, - the measurement of the optical density (OD) middle at two instants (DO1 and o DO2); - the hardiness of the bacteria depending on the difference (D02-D01). Preferably: - said increased hardiness reflects the expression of the AZM gene in said BFCP.
- la pression osmotique est telle qu'elle entraîne la mort des bactéries les moins rustiques mais pas celle des bactéries les plus rustiques. - the osmotic pressure is such that it causes the death of the less rustic bacteria but not that of the most rustic bacteria.
- la pression osmotique dépend de la concentration en sel monoamoniacal de phosphore. the osmotic pressure depends on the monoammoniacal salt concentration of phosphorus.
- l'osmolarité du sel mono-amoniacal de phosphore est comprise entre 20 0,26 et 2,8, plus préférentiellement entre 0,58 et 2,8, et particulièrement 1,26. the osmolarity of the mono-amoniacal salt of phosphorus is between 0.26 and 2.8, more preferably between 0.58 and 2.8, and particularly 1.26.
- ladite durée de culture est de 28 jours. - said culture time is 28 days.
- DO1 et D02 sont mesurés respectivement aux 3e et 28e jours de culture. - DO1 and D02 are measured respectively at the 3rd and 28th days of culture.
- la température ambiante est une température comprise entre 20 et 22 C. the ambient temperature is a temperature of between 20 and 22 C.
- lesdites précultures sont diluées au 1/5eme; 1/7eme ou 1/9eme. - said precultures are diluted to 1 / 5th; 1 / 7th or 1 / 9th.
Enfin, selon un autre objet, la présente invention concerne une méthode de détermination du degré de bactéricidité de biosolides utiles pour la fabrication d'EO/EOMI bactérisés par des bactéries favorisant la croissance des plantes (BFCP) comprenant: - la mise en culture de précultures de BFCP dans un milieu liquide en présence desdits biosolides, - l'incubation à température ambiante, - la mesure de la densité optique (DO) du milieu à deux instants (DO1 et 5 DO2), - la bactéricidité desdits biosolides étant élevée lorsque la différence (DO2-DO1) est faible ou inversement. Finally, according to another subject, the present invention relates to a method for determining the degree of bactericidal biosolids useful for the manufacture of EO / EOMI bacteriocussed by plant growth promoting bacteria (BFCP) comprising: - culturing of precultures of BFCP in a liquid medium in the presence of said biosolids, - incubation at room temperature, - the measurement of the optical density (OD) of the medium at two instants (OD1 and DO2), - the bactericide of said biosolids being high when the difference (DO2-DO1) is small or vice versa.
De préférence, lesdits biosolides sont choisis parmi l'envirograin, le lisox, le lisox C, la poudrette, les GSI, les Shoc. Preferably, said biosolids are selected from envirograin, lisox, lisox C, crumb, GSI, Shoc.
L'invention concerne donc des compositions pour la bactérisation d'engrais organiques (EO) et d'engrais-organo minéraux (EOM) granulés destinés aux cultures agronomiques non-Leguminosea, ainsi que leur procédé de fabrication. Leur fabrication consiste en une double mise en contact: (1) des fines particules de sols et de bactéries favorisant la croissance des plantes (BFCP), bactéries isolées en raison de leur compétence édaphique, dans le cadre d'une fermentation et formulation à l'état solide (FFES), et (2) de l'inoculum BFCP ainsi produite et d'EO/EOM, et/ou leurs précurseurs au cours de la fabrication desdits EO/EOM, pouvant lui servir d'expédients et de substrats carbonés. The invention thus relates to compositions for the bacterization of organic fertilizers (EO) and of fertilizer-organo-minerals (EOM) granules for non-Leguminosea agronomic crops, as well as their manufacturing process. Their manufacture consists of a double contact between: (1) fine particles of soil and plant growth promoting bacteria (BFCP), bacteria isolated because of their edaphic competence, in the context of a fermentation and formulation to the solid state (FFES), and (2) the inoculum BFCP thus produced and EO / EOM, and / or their precursors during the manufacture of said EO / EOM, which can be used as expedients and carbon substrates .
L'invention assure que ces mises en contact soient économiques et faiblement bactériocides malgré une teneur en sels minéraux fertilisants des EOM ainsi constitués pouvant atteindre jusqu'à 25 à 30%. L'invention permet de conférer à ces nouvelles matières fertilisantes une triple action minérale, organique et bactériologique. Cette triple action lui permet de surpasser en terme d'efficacité agronomique les actuels EO/EOM lorsque utilisés comme engrais de démarrage pour cultures agronomiques non-Leguminosea. Cette invention est applicable à différentes façons culturales, dont notamment l'application en bande d'engrais de démarrage. L'invention est avantageusement mise en oeuvre en situations agronomique où il y a absence de résidus de culture au sol au moment des semis et/ou sur sols moyennement saturés en phosphore et donc peu ou pas propices à la fertilisation phosphatée conventionnelle. The invention ensures that these contacts are economical and weakly bacteriocidal despite a content of mineral fertilizing salts of EOM thus formed up to 25 to 30%. The invention makes it possible to confer on these new fertilizing materials a triple mineral, organic and bacteriological action. This triple action allows it to surpass in terms of agronomic efficiency the current EO / EOM when used as a starter fertilizer for non-Leguminosea agronomic crops. This invention is applicable to various farming methods, including the application in band of starter fertilizer. The invention is advantageously implemented in agronomic situations where there is absence of crop residues on the ground at the time of sowing and / or on soils moderately saturated with phosphorus and thus little or not conducive to conventional phosphate fertilization.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
É Figure 1: Représentation schématique du procédé selon l'invention comportant une première et une deuxième mise en contact des bactéries (BFCP) avec les (bio)solides permettant d'assurer une pleine valorisation de la compétence édaphique et de la rusticité de souches bactériennes particulièrement bien adaptées à la vie dans les sols arables lo avantageusement isolées selon le protocole FR 2 833 016 (Claude 2001). Figure 1: Schematic representation of the process according to the invention comprising a first and a second contacting of bacteria (BFCP) with (bio) solids to ensure full appreciation of the edaphic competence and the hardiness of bacterial strains particularly well adapted to life in arable soils lo advantageously isolated according to the protocol FR 2 833 016 (Claude 2001).
É Figure 2: Titres cellulaires azotobactériens des microcosmes ne contenant que des résidus de cultures bactérisés et des résidus de cultures bactérisés enduits de fines particules de sol; à noter l'augmentation des titres cellulaires attribuables à l'induction des cellules telluriques (AZM) par les fines particules de sol (FPS). Figure 2: Azotobacterial cellular titers of microcosms containing only residues of bacterialized cultures and residues of bacterialized cultures coated with fine soil particles; note the increase in cellular titers attributable to the induction of telluric cells (AZM) by fine soil particles (SPF).
É Figure 3: Évolution des titres cellulaires azotobactériens au sein des microcosmes contenant les résidus de cultures bactérisés enduits de particules fines de sols selon l'invention. FIG. 3: Evolution of Azotobacterial Cell Titres in Microcosms Containing Bactericidal Culture Residues Coated with Fine Particles of Soils According to the Invention.
É Figure 4: Dominance des AZM selon l'indice iMPS et en fonction de la concentration de d'azote (a) et de phosphore (b) provenant directement du MAP par rapport à la teneur totale en N et P (total) de la granule. Figure 4: Dominance of the AZMs according to the iMPS index and as a function of the concentration of nitrogen (a) and phosphorus (b) directly from the MAP in relation to the total N and P content (total) of the granule.
MEILLEUR MODE DE RÉALISATION DE L'INVENTION La présente invention comprend: - un procédé de fabrication d'engrais minéraux; - un procédé de fermentation et formulation à l'état solide (FFES) innovant des BFCP ainsi isolées de ces CMBT, avantageusement selon Claude (2001) ; - une méthode de biofertilisant des cultures non-Leguminosea par application en bandes à proximité des semences d'EO/EOM ainsi bactérisées, avantageusement sur sols avec peu ou pas de résidus de culture au sol au moment des semis et moyennement saturés en phosphore selon des indices reconnus. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention comprises: a method of manufacturing mineral fertilizers; - a fermentation process and solid state formulation (FFES) innovative BFCP and isolated from these CMBT, advantageously according to Claude (2001); a method of biofertilizing non-leguminosea cultures by banding in the vicinity of the EO / EOM seeds thus bacteriocussed, advantageously on soils with little or no crop residues on the soil at the time of sowing and moderately saturated with phosphorus according to recognized indices.
L'invention met aussi en oeuvre une méthode analytique innovante permettant de confirmer l'expression des phénotypes rustiques de la part des BFCP candidates concernées. Cette méthode innovante présentée pour la première fois dans le cadre de la présente invention ne nécessite pas l'intervention de techniques biomoléculaires et/ou bioinformatiques, techniques pour l'essentiel inappropriées pour la mise en évidence de phénotypes dont les o bases génomiques et métaboliques sont vraisemblablement très complexes (cf. Rüberg et a/. 2003), et donc difficilement réductibles et explicables via de simples mécanismes de transcription adnéique en protéomes. The invention also uses an innovative analytical method to confirm the expression of the rustic phenotypes on the part of the candidate BFCPs concerned. This innovative method presented for the first time in the context of the present invention does not require the intervention of biomolecular and / or bioinformatic techniques, techniques essentially unsuitable for the detection of phenotypes whose genomic and metabolic bases are presumably very complex (see Rüberg et al., 2003), and therefore difficult to reduce and explain via simple adnique transcription mechanisms in proteomes.
L'invention se réalise en deux temps. Dans un premier temps, il faut effectuer une première mise en contact biosolides / bactéries BFCP afin de fabriquer l'inocula BFCP devant servir à la bactérisation des EO/EOM, préou post-constitution de ceux-ci. Dans un deuxième temps, il faut réaliser une deuxième mise en contact biosolides / bactéries BFCP maintenant formulées à l'état solide afin d'assurer définitivement la bactérisation des EO/EOM, soit directement par pelliculage des granules déjà produits et consolidés, soit indirectement, si possible, par incorporation dudit inoculum au cours de leurs procédés de fabrication. The invention is realized in two stages. First, biosolids / BFCP bacteria must be contacted for the first time in order to manufacture the BFCP inocula to be used for the bacterization of the EO / EOM, preform post-constitution of these. In a second step, a second contact between biosolids and BFCP bacteria now formulated in the solid state must be carried out in order to definitively ensure the bacterization of the EO / EOMs, either directly by lamination of the granules already produced and consolidated, or indirectly, if possible, by incorporating said inoculum during their manufacturing processes.
En résumé, l'invention comporte donc (Figure 1) : É Une première mise en contact des BFCP et de fines particules de sols servant à dynamiser leur multiplication au cours de ladite fermentation et formulation à l'état solide (FFES), permettant la fabrication d'un inocula BFCP, avantageusement sous la forme d'une poudre plus ou moins fine, dotée d'un titre cellulaire suffisant. Le procédé préféré pour l'obtention des BFCP candidates particulièrement bien adaptées à la vie dans les sols est décrit dans FR 2 833 016. In summary, the invention therefore comprises (FIG. 1): É A first contact of the BFCPs with fine soil particles serving to boost their multiplication during said fermentation and solid state formulation (FFES), allowing the manufacturing a BFCP inocula, advantageously in the form of a more or less fine powder, with a sufficient cellular title. The preferred method for obtaining the candidate BFCPs which are particularly well suited to living in the soil is described in FR 2 833 016.
É Une deuxième mise en contact de l'inoculum BFCP ainsi produit et des biosolides effectuée soit au moment du pelliculage des EO/EOM avec ladite poudre inoculante produite par FFES, soit par l'incorporation de cet inocula au sein d'un procédé de fabrication d'EO/EOM des granulés ne comportant aucune étape ultimement bactéricide en ce qui concerne les BFCP candidates rustiques et/ou isolées selon le protocole FR 2 833 016 (Claude 2001) et pouvant donc nuire appréciablement et/ou définitivement à la survie desdites BFCP. É A second contact between the inoculum BFCP thus produced and the biosolids carried out either at the time of the filming of the EO / EOM with said inoculant powder produced by FFES, or by the incorporation of this inocula into a manufacturing process of EO / EOM granules having no ultimately bactericidal step with respect to the candidate BFCP hardy and / or isolated according to the protocol FR 2 833 016 (Claude 2001) and may therefore adversely affect and / or permanently to the survival of said BFCP .
1 re mise en contact: Fabrication de la poudre inoculante par FFES Selon un mode de réalisation de l'invention, un consortia de cellules type io BFCP, avantageusement des azotobactériennes étant donné la facilité de leur mise en culture une fois isolées selon le protocole décrit dans FR 2 833 016. Ces cellules BFCP peuvent, par exemple, provenir de sols arables québécois tel que des podzols sableux et/ou des gleysols argileux. Nous pouvons aussi mettre en évidence l'utilité de la FFES à l'aide de souches azotobactériennes précédemment isolées selon FR 2 833 016 (Claude 2001). Ces souches bactériennes, BFCP comme il se doit selon les revendications de FR 2 833 016, sont particulièrement bien adaptées à la vie dans les sols, et donc capables d'interagir favorablement avec les fines particules de sols faisant partie intégrante de la FFES. 1st contacting: Manufacture of the inoculant powder by FFES According to one embodiment of the invention, a consortia of BFCP type cells, advantageously azotobacterial, given the ease of their culturing once isolated according to the protocol described in FR 2 833 016. These BFCP cells may, for example, come from Québec's arable soils such as sandy podzols and / or clayey gleysols. We can also highlight the usefulness of FFES using previously isolated azotobacterial strains according to FR 2 833 016 (Claude 2001). These bacterial strains, BFCP as it should be according to the claims of FR 2 833 016, are particularly well adapted to life in the soil, and therefore capable of interacting favorably with the fine soil particles forming an integral part of the FFES.
Il n'est pas impératif d'utiliser un consortium de n souches candidates pour démarrer ainsi la FFES; tout dépend de la nature du sol, du fonctionnement in situ des souches. La FFES, de par la présence des fines particules de sols, a aussi l'avantage de contribuer elle-même à assurer une certaine sélection des souches les plus édaphiquement compétentes (i.e. adaptées à la vie dans les sols arables). Outre le fait qu'elle assure la production et la formulation de biomasses bactériennes d'origine tellurique, la FFES selon la présente invention permet donc aussi d'en assurer, dans une certaine mesure, la compétence édaphique. A la fin de la FFES, il se peut que les titres cellulaires BFCP des n membres du consortia initial ne soient pas nécessairement identiques. Cela dit, pour fin d'homologation d'un éventuel produit commercial, l'utilisation d'une seule souche BFCP pour démarrer la FFES est probablement le plus avantageux. It is not imperative to use a consortium of n candidate strains to start the FFES; everything depends on the nature of the soil, the in situ functioning of the strains. The FFES, by the presence of fine soil particles, also has the advantage of contributing itself to ensuring a certain selection of the most edaphically competent strains (ie adapted to life in arable soils). In addition to providing the production and formulation of bacterial biomasses of telluric origin, the FFES according to the present invention thus also makes it possible to ensure, to a certain extent, the edaphic competence. At the end of the FFES, the BFCP cellular titles of the n members of the initial consortium may not necessarily be identical. That said, for the purpose of registering a potential commercial product, the use of a single BFCP strain to start FFES is probably the most beneficial.
La production et la stabilisation de ces cellules bactériennes BFCP candidates sur un support organique, par exemple des résidus de cultures céréalières hachés de dimensions approximatives de l'ordre de 1 à 4 mm, leur permettent d'interagir à la fois avec ce support, qui peut aussi servir de source de substrat carboné, et de fines particules de sols arables, avantageusement d'environs 100 micromètres, d'argiles ou de tout autre support inorganique et/ou minéral à caractère colloïdal ou argileux capables d'interaction avec des substances humiques ou d'autres polymères phénoliques, naturels ou synthétiques, caractéristiques de sols arables. Les fines particules de sol, selon le mode de réalisation préféré de l'invention, peuvent être considérées comme analogues à une fraction fonctionnelle du complexe argilo-humique du sol (Mills 2003). Pour permettre cette interaction support inorganique x bactérie x support organique , il est avantageux de procéder comme suit: - Enduire, par pulvérisation, malaxage, aspersion ou immersion, une part de substrat / supports carbonés, avantageusement des résidus de culture céréalière y compris de maïs - grain, avec environs 1 e6 cellules de chacune des quelques souches BFCP retenues comme constituant recherches de l'éventuel inoculum, par gramme de substrat/support, avantageusement un résidu de culture cellulosique non stérile; - Enduire de nouveau, avantageusement par malaxage, les résidus de culture avec lesdites fines particules de sols de façon à ce que les substrats/supports soient totalement enduits de ces particules. En principe, l'efficacité de cet enduit est reconnaissable à l'absence de particules fines non adhérées. Il est avantageux d'apporter autant de fines particules que de support organique, bien que les proportions peuvent varier selon le métabolisme des BFCP. The production and stabilization of these candidate bacterial BFCP cells on an organic support, for example residues of chopped cereal crops of approximate dimensions of the order of 1 to 4 mm, allow them to interact with both this support, which can also serve as a source of carbon substrate, and fine particles of arable soil, preferably about 100 micrometers, clay or any other inorganic and / or mineral support of a colloidal or clay character capable of interacting with humic substances or other phenolic polymers, natural or synthetic, characteristic of arable soils. The fine soil particles, according to the preferred embodiment of the invention, can be considered as analogous to a functional fraction of the clay-humic soil complex (Mills 2003). In order to allow this inorganic support x bacterial x organic support interaction, it is advantageous to proceed as follows: coating, by spraying, kneading, spraying or immersing, a portion of substrate / carbon supports, advantageously cereal crop residues including corn - grain, with about 1 e6 cells of each of the few BFCP strains retained as research component of the possible inoculum, per gram of substrate / support, preferably a residue of non-sterile cellulosic culture; - Again re-coating, advantageously by mixing, the culture residues with said fine soil particles so that the substrates / supports are completely coated with these particles. In principle, the effectiveness of this coating is recognizable by the absence of unadhered fine particles. It is advantageous to provide as many fine particles as organic support, although the proportions may vary depending on the metabolism of BFCP.
Une fois le titre cellulaire recherché atteint (de 109 à 1010 cellules par gramme), le mélange peut être amené à un taux d'humidité relative d'environ 18%, voire avantageusement d'environ 12 à 15%, soit suffisamment sec pour être pulvérisé par broyage sous la forme d'une poudre inoculante de granulométries variables selon les besoins (cf. ci- dessous; 21ème mise en contact). Once the desired cellular titre has been achieved (from 109 to 1010 cells per gram), the mixture can be brought to a relative humidity level of about 18%, or even preferably about 12 to 15%, which is sufficiently dry to be pulverized by grinding in the form of an inoculant powder of variable granulometry according to need (see below, 21st contacting).
En ce sens, de par la capacité qu'auront les cellules bactériennes édaphiques à interagir favorablement avec les fines particules de sols, ou leurs analogues, enduisant les résidus de culture hachés, l'invention est particulièrement bien conçue pour la formulation de biomasses azotobactériennes et BFCP telles que décrites dans FR 2 833 016. Selon le mode préféré de réalisation de l'invention, on procède comme suit: Stériliser, par autoclavage par exemple, les résidus de culture finement hachés au préalable; - Stériliser, par autoclavage par exemple, les fines particules de sol; lo - Traiter avec un antibiotique, l'ampicilline par exemple, un extrait aqueux d'un mélange de sol (frais ou pré-incubé) et de résidus de cultures pailleux (y compris ceux de maïs), avantageusement 50/50 p/p, de façon à assurer une nette prédominance microbiologique des biomasses fongiques dans ces extraits (nb. Il faut faire ici très attention de laver suffisamment la fraction solide de cet extrait, par centrifugations et re-suspensions successives par exemple, afin d'éliminer l'antibiotique utilisé) ; - Apporter aux résidus de culture, par voie d'un volume égal en poids, 1e7 cellules (azoto)bactériennes par gramme de résidus; il faut ici utiliser, comme milieu liquide de co- inoculation, ledit extrait à dominance fongique préparé ci-dessus; -Après malaxage des résidus de culture ainsi inoculés, y incorporer les fines particules de sol et malaxer, en conditions aseptiques, préférablement par agitation; Laisser incuber, une fois le récipient fermé avec étanchéité, au moins deux à trois semaines afin d'assurer le développement du titre cellulaire à une niveau égal ou supérieur à 5x109 cellules bactériennes par gramme de support solide, voire plus si loisible. In this sense, because of the ability of edaphic bacterial cells to interact favorably with the fine soil particles, or analogs thereof, coating the chopped crop residues, the invention is particularly well-suited for the formulation of nitrogenous biomasses and BFCP as described in FR 2 833 016. According to the preferred embodiment of the invention, the procedure is as follows: Sterilize, for example by autoclaving, the culture residues finely minced beforehand; - Sterilize, for example by autoclaving, the fine soil particles; Lo treatment with an antibiotic, ampicillin for example, an aqueous extract of a mixture of soil (fresh or pre-incubated) and residues of straw-rich crops (including those of corn), advantageously 50/50 w / w , in order to ensure a clear microbiological predominance of the fungal biomasses in these extracts (here, it is necessary to be very careful to sufficiently wash the solid fraction of this extract, for example by centrifugations and re-suspensions, in order to eliminate the antibiotic used); - Bring to culture residues, by equal volume by weight, 1 7 bacterial (azoto) cells per gram of residues; it is necessary here to use, as liquid medium of co-inoculation, said fungal-dominated extract prepared above; After mixing the culture residues thus inoculated, incorporate the fine particles of soil and knead, under aseptic conditions, preferably by stirring; Incubate, once the container is sealed, at least two to three weeks in order to ensure the development of cellular titre at a level equal to or greater than 5x109 bacterial cells per gram of solid support, or even more if allowed.
Ce mélange des résidus de culture/ fines particules de sol/extrait fongique et des biomasses bactériennes constitue maintenant l'inocula brut et son support solide formulé à l'état solide. II est tout aussi avantageux, au lieu de stériliser les résidus de culture et les fines particules de sols, de les soumettre à un choc thermique (par exemple, les chauffer à environ 60 degrés Celsius pendant une heure dans une étuve) afin d'atténuer les éventuels contaminants bactériens et fongiques qu'ils pourraient générer au cours de l'incubation. Cette approche a l'avantage de ne pas trop nuire à la dynamique d'incubation, mais laisse malgré tout se développer une quantité appréciable de contaminants, en dessous des 1e6 germes par gramme d'inocula, soit la limite supérieure autorisée par la législation en cours en France. This mixture of crop residues / fine soil particles / fungal extract and bacterial biomasses is now the raw inocula and solid support formulated in the solid state. It is equally advantageous, instead of sterilizing crop residues and fine soil particles, to subject them to thermal shock (for example, heating them to about 60 degrees Celsius for an hour in an oven) in order to mitigate any bacterial and fungal contaminants they may generate during incubation. This approach has the advantage of not overly harming the incubation dynamics, but still leaves an appreciable amount of contaminants, below the 1 6 germs per gram of inocula, the upper limit allowed by the legislation. course in France.
Afin de faciliter le pelliculage des EO/EOM, le cas échéant, il est avantageux de broyer finement l'inoculum ainsi produit et son support solide. o De simples mécanismes, type moulin à café ou robots culinaires à In order to facilitate the filming of the EO / EOM, if necessary, it is advantageous to finely grind the inoculum thus produced and its solid support. o Simple mechanisms like coffee grinder or food processor at
actions rotatives sont utiles en ce sens. Étant donné la faible humidité relative de la préparation, ce broyage et le tamisage (eg. 750 micromètres) sont facilement réalisables et ne provoquent pas la mort des bactéries. Rotative actions are useful in this sense. Due to the low relative humidity of the preparation, this milling and sieving (eg 750 micrometers) is easily achievable and does not cause the death of the bacteria.
Il n'y a pas de limite technique à la taille de chaque lot de production, dans la mesure où une fermentation à l'état solide est réalisable, par exemple selon les procédés de Suryanarayan et al. (2001), Inra (1990), ou encore selon les règles de l'art décrite de façon générale dans Raimbault (1998). II est aussi possible de réaliser de petits lots, individuellement de 1 à 5 kg, voire 10 kg, poids final post- FFES, soit l'équivalent d'une dose hectare. Enfin, l'utilisation 20;d'un procédé de fermentation à l'état solide de concert avec ladite FFES telle que décrite ici peut servir avantageusement à réduire le délai de production, par exemple ici et à titre non limitatif, bien en deçà des 21 jours nécessaires à la production du titre cellulaire recherché mentionné ci-dessus. There is no technical limit to the size of each batch of production, since a solid state fermentation is feasible, for example according to the methods of Suryanarayan et al. (2001), Inra (1990), or according to the rules of art generally described in Raimbault (1998). It is also possible to make small batches, individually from 1 to 5 kg, or even 10 kg, final weight post-FFES, the equivalent of a hectare dose. Finally, the use of a solid state fermentation process in concert with said FFES as described herein can advantageously serve to reduce the production time, for example here and without limitation, well below the 21 days required to produce the desired cell title mentioned above.
2e mise en contact: Incorporation des BFCP dans des EO/EOM Les inocula, et plus particulièrement les cellules BFCP qu'elle contiennent, produits au cours de la première mise en contact peuvent maintenant être mis en contact avec les EO/EOM, ou, le cas échéant et si loisible, la fraction organique des prémélanges devant servir à leur fabrication. 2nd Contacting: Incorporation of BFCP in EO / EOM The inocula, and more particularly the BFCP cells that it contains, produced during the first contacting can now be put in contact with the EO / EOM, or, where appropriate and if possible, the organic fraction of the premixtures to be used for their manufacture.
Étant donné une certaine fragilité inhérente à toutes les cellules bactériennes d'origine tellurique, il est avantageux que les EO/EOM et/ou des susdits prémélanges contiennent une certaine proportion de carbone organique, soit avantageusement un minimum de 20 à 25%. Cela dit, et étant donné la rusticité et la compétence édaphique de cellules bactériennes isolées selon FR 2 833 016, la contrepartie minérale préférentiellement du MAP (sels mono-ammoniacaux de phosphate) peut atteindre l'équivalent de 25% de la composition finale, voire plus, par exemple 30%, étant donné la présence de liants organiques et/ou selon la teneur en matières organiques des biosolides constituants. Given a certain fragility inherent in all bacterial cells of telluric origin, it is advantageous that the EO / EOM and / or the aforementioned premixes contain a certain proportion of organic carbon, advantageously a minimum of 20 to 25%. That said, and given the hardiness and the edaphic competence of bacterial cells isolated according to FR 2 833 016, the mineral counterpart preferentially MAP (mono-ammoniacal phosphate salts) can reach the equivalent of 25% of the final composition, even more, for example 30%, given the presence of organic binders and / or according to the organic content of the constituent biosolids.
La bactérisation par mise en contact des inocula BFCP et des EO/EOM granulés et/ou leurs précurseurs organo-minéraux peut être effectuée soit à la o ferme par mise en contact de l'inocula et lesdits EO/EOM, soit industriellement par voie d'un procédé de traitement de semence conventionnel, et cela dans la mesure où ledit procédé n'est pas en soi bactéricide. Dans les deux cas, il faut incorporer l'équivalent de la dose hectare, soit avantageusement de 1 à 5 kg de l'inocula de titre cellulaire d'au moins 5e9 cellules BFCP candidates par gramme, ce qui équivaut à une dose hectare d'environ de 1e13 à 5e13 via 200 kg d'EO/EOM, ou selon les besoins de la culture. Bacterization by contacting the inocula BFCP and granular EO / EOM and / or their organo-mineral precursors can be carried out either on the farm by contacting the inocula and said EO / EOM, or industrially by way of a conventional seed treatment method, and this insofar as said method is not per se bactericidal. In both cases, it is necessary to incorporate the equivalent of the hectare dose, advantageously from 1 to 5 kg of the cell titre inocula of at least 5e9 candidate BFCP cells per gram, which is equivalent to a hectare dose of approximately 1E13 to 5E13 via 200 kg of EO / EOM, or according to the needs of the crop.
En ce qui concerne la bactérisation des granules EO/EOM postconstitution, et étant donné la petitesse recherchée de particules d'inoculum et la rugosité des granules d'EO/EOM, l'adhérence de l'inoculum est assurée sans avoir à ajouter de l'eau ou un quelconque liant, bien que ceux-ci peuvent s'avérer utiles en certaines circonstances; cette adhésion spontanée, le cas échéant, a l'avantage de minimiser les réactions physico-chimiques bactéricides à proximité des granules. Enfin, les EO/EOM sont avantageusement granulés, soit sous forme de bouchons cylindriques, soit sous forme sphérique, conditionnement moins commun mais plus avantageux (cf. EP 1 174 404 A2) En ce qui concerne l'incorporation des BFCP par mise en contact avec le prémélange au cours du procédé de fabrication desdits EO/EOM, il est avantageux que ce procédé ne comporte pas d'étapes bactéricides, notamment 3o par traitements physico-chimiques et/ou thermiques tels que la consolidation par cuisson à température élevée pendant des périodes de temps prolongées. Regarding the bacterization of EO / EOM pellets postconstitution, and given the desired small size of inoculum particles and the roughness of EO / EOM granules, the adhesion of the inoculum is ensured without having to add water or any binder, although these may be useful in certain circumstances; this spontaneous adhesion, where appropriate, has the advantage of minimizing bactericidal physicochemical reactions near the granules. Finally, the EO / EOM are advantageously granulated, either in the form of cylindrical plugs or in spherical form, less common but more advantageous packaging (see EP 1 174 404 A2) With regard to the incorporation of BFCP by contacting with the premix during the manufacturing process of said EO / EOM, it is advantageous that this process does not include bactericidal steps, especially 3o by physicochemical and / or thermal treatments such as consolidation by baking at high temperature during extended periods of time.
Selon les divers modes de réalisation décrits aux tableaux 1 et 2, il est avantageux d'inclure un liant, préférentiellement organique, tel que la mélasse et/ou la vinasse de betterave à hauteur de 5 à 8% (base massique). En sus de permettre une meilleure consolidation du granule, ce type de liant peut servir de substrat carboné aux cellules BFCP. Selon un mode de réalisation, les granules peuvent être séchés graduellement à une température relativement basse, comme par exemple la température ambiante d'une pièce. D'un point de vue bio-industriel cependant, il est parfois avantageux d'utiliser une température de séchage plus élevée afin de réduire le temps nécessaire pour cette to consolidation. Cette approche est aussi compatible avec la présente invention étant donné la rusticité des souches BFCP (AZM) isolées selon FR 2 833 016. According to the various embodiments described in Tables 1 and 2, it is advantageous to include a binder, preferably organic, such as molasses and / or beet vinasse at a level of 5 to 8% (mass basis). In addition to allowing better consolidation of the granule, this type of binder can serve as a carbon substrate for BFCP cells. According to one embodiment, the granules can be gradually dried at a relatively low temperature, such as, for example, the room temperature of a room. From a bio-industrial point of view, however, it is sometimes advantageous to use a higher drying temperature in order to reduce the time required for this consolidation. This approach is also compatible with the present invention, given the hardiness of the BFCP (AZM) strains isolated according to FR 2 833 016.
Donc, l'incorporation des BFCP peut être effectuée, soit avant, soit après la formation des granules. Si le procédé de fabrication comporte une étape potentiellement bactéricide, il est avantageux d'incorporer les BFCP après la formation des granules consolidées. Pour ce faire, il est avantageux de moduler la porosité des granules et la granulométrie de la poudre inoculante de façon à permettre d'incruster ledit inoculant dans les granules une fois ceux-ci produites. Si le procédé de fabrication ne comporte pas une étape potentiellement ou effectivement bactéricide, il est avantageux d'incorporer la poudre inoculante produite par FFES directement aux prémélanges. Thus, the incorporation of BFCPs can be carried out, either before or after the formation of the granules. If the manufacturing process involves a potentially bactericidal step, it is advantageous to incorporate the BFCPs after the formation of the consolidated granules. To do this, it is advantageous to modulate the porosity of the granules and the particle size of the inoculant powder so as to allow said inoculant to be embedded in the granules once they have been produced. If the manufacturing process does not include a potentially or effectively bactericidal step, it is advantageous to incorporate the inoculant powder produced by FFES directly to the premixes.
Par ailleurs, la présente invention concerne également un conditionnement des formulations de bactéries favorisant la croissance des plantes (BFCP) telles qu'obtenues avant le mélange aux engrais, en phase aqueuse comprenant: (a) une formulation de BFCP produites et formulées à l'état solide contenues dans un premier contenant, (b) une phase aqueuse dans un second contenant, le premier et le second contenant, étant arrangés de telle façon que les micro- organismes contenus dans ladite formulation sont en suspension dans la 30 phase aqueuse. Furthermore, the present invention also relates to a conditioning of plant growth promoting bacterial (BFCP) formulations as obtained prior to mixing with fertilizers, in the aqueous phase comprising: (a) a formulation of BFCP produced and formulated at the solid state contained in a first container, (b) an aqueous phase in a second container, the first and second container being arranged such that the microorganisms contained in said formulation are in suspension in the aqueous phase.
De préférence: - ledit conditionnement est caractérisé en ce que la formulation de BFCP à l'état solide est non miscible à l'eau. Preferably: - said conditioning is characterized in that the formulation of BFCP in the solid state is immiscible with water.
- ledit conditionnement est caractérisé en ce que la formulation de BFCP est inorganique ou organique. said conditioning is characterized in that the BFCP formulation is inorganic or organic.
s - ledit conditionnement est caractérisé en ce que la formulation contient des fines particules de sols, ou leurs analogues. s - said conditioning is characterized in that the formulation contains fine soil particles, or their analogues.
- ledit conditionnement est caractérisé en ce que le second contenant comprend un volume suffisant pour permettre ladite suspension des micro-organismes, avantageusement de 1, 5 à 10 L. o - ledit conditionnement est caractérisé en ce que le second contenant est un sachet infusable à l'intérieur du premier contenant 1 fermé et intégral. said conditioning is characterized in that the second container comprises a volume sufficient to allow said suspension of the micro-organisms, advantageously from 1.5 to 10 L. - said conditioning is characterized in that the second container is an infusible bag with inside the first container 1 closed and integral.
- ledit conditionnement est caractérisé en ce que le second contenant fermé est constitué d'une membrane poreuse adéquate renfermant ladite formulation microbienne non miscible à l'eau. said conditioning is characterized in that the second closed container consists of a suitable porous membrane enclosing said microbial formulation immiscible with water.
- ledit conditionnement est caractérisé en ce que le premier contenant est non fermé et vissé sur sa partie inférieure au second contenant, contenant ladite formulation microbienne non miscible à l'eau. said conditioning is characterized in that the first container is not closed and screwed on its lower part to the second container, containing said microbiological formulation immiscible with water.
- ledit conditionnement est caractérisé en ce que le premier contenant contient dans sa partie inférieure une grille permettant de soutenir une membrane 20 poreuse. said conditioning is characterized in that the first container contains in its lower part a grid for supporting a porous membrane.
- ledit conditionnement est tel que le premier contenant contient un orifice permettant d'y ajuster des moyens de pulvérisation de la suspension. said conditioning is such that the first container contains an orifice making it possible to adjust therein means for spraying the suspension.
Mode préféré de réalisation et exemples d'applications A partir de petits échantillons de deux sols (Tableau 1), ont été isolées, selon Claude (2001), des cultures pures de souches candidates AZM , c'est-à- dire diazotrophes et capables de solubiliser des composés phosphatés récalcitrants minéraux, i.e. a priori et autrement peu solubles dans l'eau. Il a fallu transférer des aliquotes des cultures mères ainsi obtenues vers des milieux JM (sans azote; Kumar et Narula 1999). La dominance numérique de ces cellules AZM sera assurée par des cultures liquides JM de Rang III. Les milieux JM contiennent comme seule source de phosphate des phosphates di- et tricalcique et sous la forme d'hydroxyapatite, ou HA . Des colonies seront obtenues par étalement d'aliquotes des cultures de Rang III sur milieux gélosés JM et PK (avec N; Kumar et Narula 1999) contenant eux aussi des phosphates di- et tricalcique insolubles. La formation d'halos translucides autour de certaines colonies indiquera la dissolution de ces composés phosphatés préalablement insolubles. PREFERRED EMBODIMENT AND EXAMPLES OF APPLICATIONS From small samples of two soils (Table 1) were isolated, according to Claude (2001), pure cultures of AZM candidate strains, that is to say diazotrophic and capable of to solubilize inorganic recalcitrant phosphate compounds, ie a priori and otherwise poorly soluble in water. Aliquots of the resulting mother cultures had to be transferred to JM media (without nitrogen, Kumar and Narula 1999). The numerical dominance of these AZM cells will be provided by liquid JM cultures of Rang III. JM media contain as the sole source of phosphate di- and tricalcium phosphates and in the form of hydroxyapatite, or HA. Colonies will be obtained by plating aliquots of Tier III cultures on JM and PK agar media (with N, Kumar and Narula 1999) also containing insoluble di- and tricalcium phosphates. The formation of translucent halos around certain colonies will indicate the dissolution of these previously insoluble phosphate compounds.
Afin d'évaluer le pouvoir solubilisant des isolats AZM, on a déterminé les pH des milieux JM après sept jours de culture pour les cultures de rangs (R) I, Il et III; plus le pH est faible, plus, en principe, le pouvoir solubilisant des isolats o AZM est grand (Kim et al. 1997; Kim et al. 2003). Pour des raisons d'ordre pratique, n'ont été retenues que douze colonies, six par type de sol, sur la base de leurs index de solubilisation (IS; Kumar et Narula 1999) ; ces colonies serviront à la production de biomasses AZM en milieu de culture No.1 (Institut Pasteur, Paris) de titres cellulaires AZM d'environ 1e9 par mL. In order to evaluate the solubilizing capacity of the AZM isolates, the pH of the JM media was determined after seven days of culture for the (R) I, II and III cultures; the lower the pH, the greater the solubilizing power of AZM isolates, in principle (Kim et al 1997, Kim et al 2003). For practical reasons, only twelve colonies, six per soil type, were selected based on their solubilization indices (IS, Kumar and Narula 1999); these colonies will be used for the production of AZM biomasses in No.1 culture medium (Institut Pasteur, Paris) of AZM cell titers of approximately 1e9 per mL.
Chacun des 12 isolats (6 par sol) ont été évalués individuellement par rapport à des (12) témoins appariés non bactérisés (t) ; chaque comparaison est répétée trois fois. La production de matière sèche des parties aériennes, ou MSPA (Hilali et al. 2001; Gachon 1988; Sardi et Csatho 2002) servira d'indice de l'activité in situ de ces isolats AZM candidats. Each of the 12 isolates (6 per soil) were evaluated individually against (12) non-bacterialized matched controls (t); each comparison is repeated three times. Dry matter production of aerial parts, or MSPA (Hilali et al 2001, Gachon 1988, Sardi and Csatho 2002) will serve as an index of the in situ activity of these candidate AZM isolates.
Les douze isolats seront essayés en sols A et S reconstitués (170 g / pot) et ensemencés avec du mil (Phleum pratense L.). Des résidus de culture sont utilisés comme expédients pour les AZM (1% p/p) ; les résidus de culture ainsi bactérisés contiennent 5E5 cellules AZM par gramme, soit approximativement l'équivalent de la dose hectare rapportée par Claude et Fillion (2004) pour la bactérisation in situ de résidus de culture en situations agronomiques. Les pots, 72 en tout, ont été fertilisés avec une solution nutritive (100 ml/pot) dépourvue d'azote et de phosphore, le seul phosphore exogène apporté par incorporation solide étant l'équivalent de 60 kg de P par ha sous forme d'hydroxyapatite (HA). L'équivalent de 75 unités d'azote (nitrate d'ammonium) par hectare est apporté 28 jours après semis, soit 10 à 12 jours avant la première coupe (Cl). Afin d'évaluer l'effet de l'HA en soi et/ou des résidus de culture, ont été inclus deux témoins; un sol reconstitué sans HA ni résidus de culture, et un sol reconstitué avec l'HA les témoins avec HA et résidus de culture étant appariés à chacun des pots bactérisés à l'aide de l'un des 12 AZM candidates. The twelve isolates will be tested in soils A and S reconstituted (170 g / pot) and seeded with millet (Phleum pratense L.). Culture residues are used as expedients for AZM (1% w / w); the cultured residues thus contained 5E5 AZM cells per gram, or approximately the equivalent of the hectare dose reported by Claude and Fillion (2004) for the in situ bacterization of crop residues in agronomic situations. The pots, 72 in all, were fertilized with a nutrient solution (100 ml / pot) devoid of nitrogen and phosphorus, the only exogenous phosphorus introduced by solid incorporation being the equivalent of 60 kg of P per ha in the form of hydroxyapatite (HA). The equivalent of 75 units of nitrogen (ammonium nitrate) per hectare is provided 28 days after sowing, 10 to 12 days before the first cut (Cl). In order to evaluate the effect of the HA itself and / or culture residues, two controls were included; reconstituted soil without HA or crop residues, and soil reconstituted with HA, the controls with HA and culture residues being paired with each of the infected pots using one of the 12 candidate AZMs.
Selon la capacité à favoriser la production de la MSPA, il est possible d'éliminer les quelques souches AZM candidates les moins prometteuses. Les AZM candidates ainsi retenues serviront à amorcer un procédé de fermentation et formulation à l'état solide, ou FFES, et à produire ainsi un inocula pour la bactérisation des biosolides précurseurs d'EO/EOM. Le titre cellulaire l'inocula solide ainsi produit peut atteindre avantageusement 5E9 AZM par gramme. Depending on the ability to favor the production of MSPA, it is possible to eliminate the few AZM candidate strains the least promising. The resulting AZM candidates will be used to initiate a solid state fermentation and formulation process, or FFES, to produce an inocula for the bacterization of EO / EOM precursor biosolids. The cell title the solid inocula thus produced can advantageously reach 5E9 AZM per gram.
o Chaque AZM candidate retenue sera produite de la sorte, le consortia final étant constitué à part égale de chacune d'entre elles. L'évaluation des 12 isolats AZM (T) se fait à l'aide de 12 témoins (t) non bactérisés appariés, chaque unité expérimentale ainsi constituée étant répétée trois fois. Les rapports T/t pour chaque isolat serviront de critères d'évaluation de l'efficacité in situ des AZM candidates. Ces souches ont par la suite été produites et formulées selon le procédé de fermentation et de formulation à l'état solide selon la présente invention. o Each successful AZM will be produced in this way, with the final consortium being an equal part of each one. The evaluation of the 12 AZM (T) isolates is performed using 12 paired non-bacterial controls (t), each experimental unit thus constituted being repeated three times. The T / t ratios for each isolate will serve as criteria for evaluating the in situ efficacy of the candidate AZMs. These strains were subsequently produced and formulated according to the fermentation and solid state formulation method according to the present invention.
Tableau 1: Caractérisation physico-chimique des séries de sols Batiscan (podzol sableux sol S) et Le Bras (gleysol argileux sol A) d'où proviennent les deux sols; ces deux sols sont aussi utilisés pour les exemples d'application 3 et 4. Table 1: Physico-chemical characterization of the soil series Batiscan (soil S sandy podzol) and Le Bras (clay soil Gleysol A) from which both soils originate; these two sols are also used for application examples 3 and 4.
Caractéristique sol A sol S Série LeBras Batiscan Classification Gleysol Podzol Loam sableux Texture Limon argileux Deschambault, Localité St. Lambert, Qc Qc % Sable 17 56 Limon 63 34 % d'Argile 20 10 5,87 5,95 2, 61 3,26 11,6 14,1 45,4 76,4 45,1 154 898 712 80,9 37,5 972 1588 169 78 7, 5 15 4,68 4,81 62 31 o Afin de mieux assurer la réalisation de l'invention, il est avantageux de bactériser des EO/EOM contenant au minimum et approximativement 20% environ de carbone, soit environ 45 à 50% de matière organique. Cette teneur minimale approximative évite une trop grande réactivité physico-chimique des granules au contact du sol, réactivité contraire à la survie immédiate des BFCP, tout en procurant à celles-ci un maximum de substrat carboné en sus de celui exsudé par les racines. Soil Characteristics Soil S Series LeBras Batiscan Classification Gleysol Podzol Sandy Loam Texture Clay Soil Deschambault, Locality St. Lambert, Que. Qc% Sable 17 56 Soil 63 34% Clay 20 10 5.87 5.95 2, 61 3.26 11.6 14.1 45.4 76.4 45.1 154 898 712 80.9 37.5 972 1588 169 78 7, 5 15 4.68 4.81 62 31 o To better ensure the realization of the In the invention, it is advantageous to bacterize EO / EOM containing at least approximately 20% carbon, ie approximately 45 to 50% of organic matter. This approximate minimum content avoids too much physico-chemical reactivity of the granules in contact with the soil, reactivity contrary to the immediate survival of the BFCP, while providing them with a maximum of carbon substrate in addition to that exuded by the roots.
^ Application en bandes à proximité des semences en tant qu'engrais de io démarrage: les EO/EOM doivent être appliqués à proximité des semences à l'aide d'un semoir combiné en tant qu'engrais de démarrage (Craaq 2003). Cette situation est souvent le fait des semis de printemps de grandes cultures, notamment celles du maïs et de certaines céréales de printemps (CPVQ 1988). Heureusement, ces situations sont aussi généralement is caractérisées par l'absence de résidus de cultures au sol, ou en surface des sols, au moment (printemps) du semis et donc du placement en bandes des engrais de démarrage. Banding in the vicinity of the seeds as a starting fertilizer: EO / EOM should be applied near the seeds using a combined seed drill as a starter fertilizer (Craaq 2003). This is often the case with spring planting of field crops, including corn and some spring cereals (CPVQ 1988). Fortunately, these situations are also generally characterized by the absence of crop residues on the soil, or on the surface of the soil, at the time (spring) of the sowing and thus the placement of starter fertilizer in strips.
^ Sols dépourvus de grandes quantités de résidus de culture au moment des semis: la présence d'une surabondance de résidus de culture, soit plus de pH eau É M.O. ^ Soils lacking large amounts of crop residues at planting time: the presence of an overabundance of crop residues, which is more than a water pH M.O.
CECCEC
mg/kg P mg/kg K mg/kg Ca mg/kg Mg mg/kg Al mg/kg Fe VEC (%P/AI) É P/AI É (P/AI) / VEC trois, voire 5 mg par hectare au moment des semis, favorisera l'action strictement organo-minérale des EO/EOM bactérisés au détriment de la mise en évidence de l'efficacité relative des BFCP. Plus exactement, c'est le rapport C/N relativement faible (environ 30) de la composante organique des EO/EOM, par rapport à celui des résidus de culture (environ 100), qui permettra à cette matière organique d'amorcer une certaine minéralisation des ces résidus. Il est donc avantageux d'appliquer conjointement les BFCP et les EO/EOM dans les situations où les résidus de culture au sol sont peu ou pas présents aux semis. mg / kg P mg / kg K mg / kg Ca mg / kg Mg mg / kg Al mg / kg Fe VEC (% P / AI) E / AI (P / AI) / VEC three or even 5 mg per hectare at planting time, will favor the strictly organo-mineral action of the bacterial EO / EOM at the expense of highlighting the relative efficiency of BFCP. More precisely, it is the relatively low C / N ratio (about 30) of the organic component of EO / EOM, relative to that of crop residues (about 100), which will allow this organic material to initiate some mineralization of these residues. It is therefore advantageous to jointly apply BFCP and EO / EOM in situations where crop residues on the soil are little or not present at the seedlings.
lo ^ Dans le cas de BFCP destinées à l'amélioration de la nutrition phosphatée des cultures, il est avantageux que la spéciation dominante des composés phosphatés les plus présents soit en accord avec la nature du pouvoir MPS des BFCP concernées. Plus particulièrement, les sols plutôt riches, voire saturés par des composés phosphatés alumino- ferriques, des podzols par exemple, doivent recevoir des BFCP isolées en fonction de leurs pouvoirs MPS dirigés vers ce type de composés. Alternativement, les sols plutôt riches, voire saturés par des composés phosphatés calcio-magnésiques, doivent plutôt recevoir des BFCP isolées en fonction de leurs pouvoir MPS dirigés vers des phosphates calciques, comme par exemple des hydroxyapatites. In the case of BFCP intended for the improvement of the phosphate nutrition of the cultures, it is advantageous that the dominant speciation of the most present phosphatic compounds is in agreement with the nature of the MPS power of the BFCP concerned. More particularly, soils that are rather rich, or even saturated with alumino-ferric phosphate compounds, for example podzols, must receive isolated BFCPs according to their MPS powers directed towards this type of compounds. Alternatively, soils that are rather rich, or even saturated with calcio-magnesium phosphate compounds, should rather receive isolated BFCPs according to their MPS capacities directed towards calcium phosphates, for example hydroxyapatites.
L'utilité de l'invention ne se limite pas qu'à la bactérisation des EOM puisque les EO eux aussi peuvent être, en principe, appliqués en bandes à proximité des semences là et où l'application d'EO/EOM ne serait pas possible, au moment des semis de cultures céréalières d'hiver en France par exemple. The utility of the invention is not limited to the bacterization of the EOMs since the EOs too can, in principle, be applied in strips near the seeds there and where the application of EO / EOM would not be possible. possible when planting winter cereal crops in France, for example.
Bien que la pratique ne soit pas courante, elle pourrait le devenir grâce aux avantages de l'invention. Dans les faits donc, et pour faciliter la description de la présente invention, le concept d'EO/EOM n'exclut pas ici celui d'EO. Although the practice is not common, it could become so through the advantages of the invention. In fact therefore, and to facilitate the description of the present invention, the concept of EO / EOM does not exclude that of EO.
Par rapport à une fermentation à l'état solide plus conventionnelle, i.e. sans l'ajout de fines particules de sols capables d'interagir favorablement avec des souches bactériennes d'origine tellurique et particulièrement bien adaptées à la vie dans les sols, nous pouvons donc augmenter considérablement le titre cellulaire de ces préparations (Figures 2 et 3). Puisque ces préparations sont plutôt sèches (i.e. 15% d'humidité), elles peuvent être considérées comme formulées à l'état solide et peuvent servir, entre autres, à la bactérisation d'EO/EOM, voire de leurs prémélanges en cours d'extrusion et de consolidation. Si ce n'était cette augmentation du titre cellulaire, les coûts normalement associés à la préparation d'un tel inoculum composé de souches bactériennes telluriques rustiques et généralement oligotrophes seraient prohibitifs et la bactérisation d'EO/EOM serait trop onéreuse. Compared to a more conventional solid-state fermentation, ie without the addition of fine soil particles capable of interacting favorably with bacterial strains of telluric origin and particularly well adapted to life in soils, we can therefore significantly increase the cellular titer of these preparations (Figures 2 and 3). Since these preparations are rather dry (ie 15% humidity), they can be considered as formulated in the solid state and can be used, inter alia, for the bacterization of EO / EOM, or even their premixes in the course of extrusion and consolidation. If it were not for this increase in cellular titre, the costs normally associated with the preparation of such an inoculum composed of rustic and generally oligotrophic telluric bacterial strains would be prohibitive and the bacterization of EO / EOM would be too expensive.
EXEMPLESEXAMPLES
Exemple 1: Effet de l'enduit de fines particules de sols sur la densité cellulaire azotobactérienne d'un mélange de résidus de culture (blé) et de particules fines de sol (70 microns) sur l'accumulation de l'azote ammoniacal et des biomasses azotobactériennes dans le temps. Example 1: Effect of the coating of fine soil particles on the nitrogen cell density of a mixture of crop residues (wheat) and fine soil particles (70 microns) on the accumulation of ammonia nitrogen and Azotobacterial biomasses over time.
Dans le cadre d'une FFES selon la présente invention, nous avons déterminé la densité cellulaire azotobactérienne des souches AZM avec et sans la présence de fines particules de sol (loam argileux gleysolique). La présence de particules fines de sol (Figure 2) permet effectivement de centupler la densité cellulaire azotobactérienne. Seules les souches azotobactériennes AZM isolées selon FR 2 833 016 (Claude 2001), voire, dans une moindre mesure, avec les souches azotobactériennes témoins isolées selon FR 2 833 016, sont capables d'interagir favorablement de la sorte avec lesdites fines particules de sol et atteindre un titre cellulaire important; le titre cellulaire obtenu avec une souche azotobactérienne témoin (Azotobacter. chroococcum no. 76.116, Collection de l'Institut Pasteur, Paris) est lui, nettement inférieur. In the context of an FFES according to the present invention, we determined the azotobacterial cell density of the AZM strains with and without the presence of fine soil particles (Gleysolic clay loam). The presence of fine particles of soil (Figure 2) effectively makes it possible to increase the density of the azotobacterial cell hundredfold. Only the AZM azotobacterial strains isolated according to FR 2 833 016 (Claude 2001), or even, to a lesser extent, with the control nitrogenous strains isolated according to FR 2 833 016, are capable of interacting favorably in this way with said fine soil particles. and achieve an important cellular title; the cellular titre obtained with a control azotobacterial strain (Azotobacter, chroococcum No. 76.116, Collection of the Institut Pasteur, Paris) is it, much lower.
Exemple 2: Évolution des densités cellulaires au sein des microcosmes contentant les résidus de culture bactérisés et enduits de particules fines de sols selon l'invention. Example 2 Evolution of Cellular Densities Within Microcosms Containing the Bacterilized Culture Residues and Coated with Fine Particles of Soils According to the Invention
L'essentiel du protocole utilisé pour l'Exemple 1 a été repris mais uniquement avec les microcosmes contenant les fines particules de sols afin de mieux démontrer la cinétique d'accumulation des différentes biomasses bactériennes selon leur origine et le type de protocole d'isolement utilisé. Most of the protocol used for Example 1 was taken up again but only with the microcosms containing the fine soil particles in order to better demonstrate the kinetics of accumulation of the different bacterial biomasses according to their origin and the type of isolation protocol used. .
Comme le montre la Figure 3, dès le 7e jour d'incubation, seul les FFES contenant les fines particules de sols inoculés avec les biomasses azotobactériennes AZM isolées selon FR 2 833 016 (Claude 2001) contiennent plus de 1e8 cellules azotobactériennes AZM par gramme de préparation. Cela démontre clairement la possibilité de produire et de conditionner simultanément des inocula azotobactériens, et cela si et seulement si, les biomasses bactériennes concernées sont particulièrement bien adaptées à la vie dans les to sols et donc d'autant plus capables d'interagir avec ces fines particules de sols, ce qui n'est pas le cas par exemple des biomasses azotobactériennes A. chroococcum 76.116 de l'Institut Pasteur, voire des autres biomasses témoins produites selon FR 2 833 016. Dans le cas des souches azotobactériennes candidates isolées selon FR 2 833 016, la densité cellulaire est passée de 1e6 à 1s 5e9 après 21 jours d'incubation; la souche témoin sensu FR 2 833 016 a été, tel que prévu, plus prolifique que l'Azotobacter 76.116, sans pour autant atteindre les titres cellulaires atteints avec AZM. As shown in FIG. 3, as of the 7th day of incubation, only the FFES containing the fine particles of soil inoculated with AZM azotobacterial biomasses isolated according to FR 2 833 016 (Claude 2001) contain more than 1 e8 AZM azotobacterial cells per gram of preparation. This clearly demonstrates the possibility of simultaneously producing and packaging nitrogen-containing inocula, and that if and only if, the bacterial biomasses concerned are particularly well suited to life in soils and therefore all the more capable of interacting with these fines. soil particles, which is not the case, for example, of the A. pleuro azoclobular A. crroococcum 76.116 biomass of the Institut Pasteur, or even of the other control biomasses produced according to FR 2 833 016. In the case of candidate azotobacterial strains isolated according to FR 2 833,016, the cell density increased from 1e6 to 1s5e9 after 21 days of incubation; the control strain sensu FR 2 833 016 was, as expected, more prolific than Azotobacter 76.116, without reaching the cellular titres achieved with AZM.
Tableau 2: Caractérisation physico-chimique des 9 prémélanges biosolides (BS) / MAP / AZM, y compris un calcul de contribution éventuelle du MAP à l'osmolarité (stress osmotique; N-MAP/N-Total et P- MAP/P-Total). Table 2: Physico-chemical characterization of the 9 biosolids (BS) / MAP / AZM premixes, including a calculation of the potential contribution of MAP to osmolarity (osmotic stress, N-MAP / N-Total and P-MAP / P- Total).
Origine du Map M %N %P %K %M P/N PIK %NI %P I N % P biosolide Map org. MAP MAP MAP / MAP / N p total total GSI - SLPt 0.0 0.00 3.70 3.90 0. 52 64 1.05 7.50 37 20 0 0 GSI - SLPe 0.0 0.00 3.40 3.80 0.48 54 1.12 7.92 34 19 0 0 Shoc BM S.0251 0.0 0.00 1.00 2.08 1.60 81 2.08 1.31 10 10 0 0 Shoc BM s.0281 0.0 0.00 1.27 1.49 1.27 73 1.17 1.18 13 7 0 0 GSI - SLPt 4. 0 0.28 3.95 4.55 0.50 61 1.15 9.11 40 23 6 14 GSI - SLPe 4.0 0.28 3.66 4. 45 0.46 52 1.21 9.66 37 22 7 15 Shoc BM S.0251 4.0 0.28 1.36 2.80 1.53 78 2.06 1.83 14 14 27 26 Shoc BM s.0281 4.0 0.28 1.62 2.23 1.22 70 1.38 1. 84 16 11 22 33 GSI - SLPt 7.7 0.58 4.18 5.14 0.48 59 1.23 10.70 42 26 12 24 GSI - SLPe 7.7 0.58 3.91 5.05 0.44 50 1.29 11.39 39 25 13 25 Shoc BM 7. 7 0.58 1.69 3.46 1.47 75 2.05 2.35 17 17 41 40 S.0311 Shoc BM 7.7 0.58 1. 94 2.92 1.17 68 1.50 2.49 19 15 35 49 S.0341 GSI - SLPt 14.3 1.26 4.60 6. 20 0.45 55 1.35 13.91 46 31 20 37 GSI - SLPe 14.3 1.26 4.34 6.11 0.41 46 1. 41 14.86 43 31 22 38 â, Shoc BM 14.3 1.26 2.29 4.64 1.37 69 2.03 3.40 23 23 56 55 S.0311 Shoc BM 14.3 1.26 2.52 4.14 1.09 63 1.64 3.81 25 21 50 64 S.0341 GSI - SLPt 25.0 2.88 5.28 7.93 0.39 48 1.50 20.32 53 40 30 51 GSI -SLPe 25.0 2.88 5.05 7.85 0.36 41 1.55 21.81 51 39 33 52 Shoc BM 25.0 2. 88 3.25 6.56 1.20 61 2.02 5.49 33 33 69 68 S.0251 Shoc BM s.0281 25.0 2. 88 3.45 6.12 0.95 55 1.77 6.44 35 31 63 76 Tableau 3: Caractérisation physico-chimique des six préparations granulaires faisant office d'EOMI prototypes selon leurs teneurs en matières organiques, matières sèches, liant organique et en éléments nutritifs N, P et K. La teneur relative du P et du K provenant directement du MAP en guise d'indice osmolaire (stress osmotique) est également indiquée. Map origin M% N% P% K% M P / N PIK% NI% P I N% P biosolid Map org. MAP MAP MAP / MAP / N total sum GSI - SLPt 0.0 0.00 3.70 3.90 0. 52 64 1.05 7.50 37 20 0 0 GSI - SLPe 0.0 0.00 3.40 3.80 0.48 54 1.12 7.92 34 19 0 0 Shock BM S.0251 0.0 0.00 1.00 2.08 1.60 81 2.08 1.31 10 10 0 0 Shock BM s.0281 0.0 0.00 1.27 1.49 1.27 73 1.17 1.18 13 7 0 0 GSI - SLPt 4. 0 0.28 3.95 4.55 0.50 61 1.15 9.11 40 23 6 14 GSI - SLPe 4.0 0.28 3.66 4 45 0.46 52 1.21 9.66 37 22 7 15 Shoc BM S.0251 4.0 0.28 1.36 2.80 1.53 78 2.06 1.83 14 14 27 26 Shock BM s.0281 4.0 0.28 1.62 2.23 1.22 70 1.38 1. 84 16 11 22 33 GSI - SLPt 7.7 0.58 4.18 5.14 0.48 59 1.23 10.70 42 26 12 24 GSI - SLPe 7.7 0.58 3.91 5.05 0.44 50 1.29 11.39 39 25 13 25 Shock BM 7. 7 0.58 1.69 3.46 1.47 75 2.05 2.35 17 17 41 40 S.0311 Shock BM 7.7 0.58 1 94 2.92 1.17 68 1.50 2.49 19 15 35 49 S.0341 GSI - SLPt 14.3 1.26 4.60 6. 20 0.45 55 1.35 13.91 46 31 20 37 GSI - SLPe 14.3 1.26 4.34 6.11 0.41 46 1. 41 14.86 43 31 22 38 a Shoc BM 14.3 1.26 2.29 4.64 1.37 69 2.03 3.40 23 23 56 55 S.0311 Shoc BM 14.3 1.26 2.52 4.14 1.09 63 1.64 3.81 25 21 50 64 S.0341 GSI - SLPt 25.0 2.88 5.28 7.93 0.39 48 1.50 20.32 53 40 30 51 GSI -SLPe 25.0 2.88 5.05 7.85 0.36 41 1.55 21.81 51 39 33 52 Shock BM 25.0 2. 88 3.25 6.56 1.20 61 2.02 5.49 33 33 69 68 S.0251 Shoc BM s.0281 25.0 2. 88 3.45 6.12 0.95 55 1.77 6.44 35 31 63 76 Table 3: Physicochemical characterization of the six granular preparations acting as EOMI prototypes according to their levels in organic matter, dry matter, organic binder and N, P and K nutrients. The relative content of P and K directly from MAP as an osmolar index (osmotic stress) is also indicated.
Essai 1 Essai 2 Essai 3 Essai 4 Essai 5 Essai 6 70 70 70 70 70 Shoc Shoc Shoc GSI GSI GSI 25.1 28.1 28.1 écroce tourbe tourbe (t) (e) (t) 81 73 73 64 54 54 5 8 8 8 12 25 25 25 25 30 100 100 100 100 100 0 0 0 0 0 0 50 50 50 50 50 100 100 100 100 100 240 250 253 253 253 262 137.5 137. 5 137.5 137.5 137.5 120.0 112.5 115.5 115.5 115.5 124.5 29.2 28.0 27.7 27. 7 27.7 26.7 2.1 2.0 3.2 3.2 3.2 4.6 10.4 10.0 9.9 9.9 9.9 11.5 8.3 5.0 4. 9 4.9 4.9 4.8 33.0 26.4 26.7 24.2 21.5 21.5 50.0 45.0 45.7 45.7 45.7 47. 5 58.3 62.2 60.6 60.6 60.6 56.2 4.2 4.4 6.9 6.9 6.9 9.6 20.8 22.2 21.6 21. 6 21.6 24.1 g BS type de BS % MO du BS g inocula BFCP g MAP mlH2O ml liant (50% eau) ml liant (25% eau) MO du liant sec Poids (g) total ml H2O total g MS total É BS É FFES É MAP 0/0 Liant É MO 0/0 MS É BS/MS É FFES/MS É MAP/MS % Liant/MS 16.7 11.1 10.8 10.8 10.8 10.0 cYo MO/MS 66.0 58.8 58.5 53.1 47.0 45.2 dont % de BS 72 77 76 73 70 67 N dans BS/MS 0. 0100 0.0127 0.0127 0.0370 0.0340 0.0340 P dans BS/MS 0.0208 0.0149 0.0149 0.0390 0. 0380 0.0380 K dans BS/MS 0.0160 0.0127 0.0127 0.0052 0.0048 0. 0048 N 2.67 3.01 2.93 4.41 4.23 4.32 % P 5.38 5.37 5.23 6.69 6.63 6.96 K 0.93 0.79 0. 77 0.32 0.29 0.27 N / MAP 26.7 30.1 29.3 44.1 42.3 43.2 P / MAP 26.9 26.9 26.2 33.5 33.2 34.8 N-MAP / N 78.1 73.8 73.8 49.1 51.2 55.8 P-MAP / P 77. 4 82.7 82.7 64.7 65.3 69.3 gMO / gN-MAP 31.68 26.44 27.04 24.52 21.72 18. 77 gMO / gP-MAP 15.84 13.22 13.52 12.26 10.86 9.38 gMO / gN-total 24.75 19.50 19.95 12.04 11.13 10.46 gMO / gP-total 12.26 10.94 11.18 7.93 7.09 6.50 Exemple 3: Résistance et survie des cellules BFCP de type AZM sélectionnées selon le protocole d'isolement décrit dans FR 2 833 016 et soumises à des stress osmotiques attribuables à de fortes doses de MAP entrant dans la composition desdits EOMI: Un troisième exemple d'application a permis de mettre en évidence l'extraordinaire résistance des souches AZM au stress osmotique provoqué par des doses relativement élevées de MAP dans la composition des EOMI. Pour ce faire, des prémélanges de divers types de biosolides et de diverses o doses de MAP ont été incubés; certaines caractéristiques physico-chimiques de ces prémélanges sont présentées au Tableau 2. La rusticité des cellules AZM issues de FR 2 833 016 (Claude 2001) peuvent être avantageusement valorisées au cours de la seconde mise en contact comportant une forte concentration de sels minéraux fertilisants, soit ici de l'ordre de 25% de MAP. Test 1 Test 2 Test 3 Test 4 Test 5 Test 6 70 70 70 70 70 Shoc Shoc Shoc GSI GSI GSI 25.1 28.1 28.1 Peat Peat (t) (t) 81 73 73 64 54 54 5 8 8 8 12 25 25 25 25 30 100 100 100 100 100 0 0 0 0 0 0 50 50 50 50 50 100 100 100 100 100 240 250 253 253 253 262 137.5 137. 5 137.5 137.5 137.5 120.0 112.5 115.5 115.5 115.5 124.5 29.2 28.0 27.7 27. 7 27.7 26.7 2.1 2.0 3.2 3.2 3.2 4.6 10.4 10.0 9.9 9.9 9.9 11.5 8.3 5.0 4. 9 4.9 4.9 4.8 33.0 26.4 26.7 24.2 21.5 21.5 50.0 45.0 45.7 45.7 45.7 47. 5 58.3 62.2 60.6 60.6 60.6 56.2 4.2 4.4 6.9 6.9 6.9 9.6 20.8 22.2 21.6 21. 6 21.6 24.1 g BS type BS% MO of BS g inocula BFCP g MAP mlH2O ml binder (50% water) ml binder (25% water) MO dry binder Total weight (g) ml H2O total g MS total É BS ÉFFES É MAP 0/0 Binder É MO 0/0 MS É BS / MS ÉFFES / MS É MAP / MS% Binder / MS 16.7 11.1 10.8 10.8 10.8 10.0 cYo MO / MS 66.0 58.8 58.5 53.1 47.0 45.2 of which% of BS 72 77 76 73 70 67 N in BS / MS 0. 0100 0.0127 0.0127 0.0370 0.0340 0.0340 P in BS / MS 0.0 208 0.0149 0.0149 0.0390 0. 0380 0.0380 K in BS / MS 0.0160 0.0127 0.0127 0.0052 0.0048 0. 0048 N 2.67 3.01 2.93 4.41 4.23 4.32% P 5.38 5.37 5.23 6.69 6.63 6.96 K 0.93 0.79 0. 77 0.32 0.29 0.27 N / MAP 26.7 30.1 29.3 44.1 42.3 43.2 P / MAP 26.9 26.9 26.2 33.5 33.2 34.8 N-MAP / N 78.1 73.8 73.8 49.1 51.2 55.8 P-MAP / P 77. 4 82.7 82.7 64.7 65.3 69.3 gMO / gN-MAP 31.68 26.44 27.04 24.52 21.72 18. 77 gMO / gP-MAP 15.84 13.22 13.52 12.26 10.86 9.38 gMO / gN-total 24.75 19.50 19.95 12.04 11.13 10.46 gMO / gP-total 12.26 10.94 11.18 7.93 7.09 6.50 Example 3: Resistance and survival of selected AZM-type BFCP cells according to the protocol of Isolation described in FR 2 833 016 and subjected to osmotic stress attributable to high doses of MAP used in the composition of said IMO: A third example of application made it possible to demonstrate the extraordinary resistance of AZM strains to osmotic stress caused by relatively high doses of MAP in the body of the EOMI. To do this, premixes of various types of biosolids and various doses of MAP were incubated; certain physico-chemical characteristics of these premixes are presented in Table 2. The hardiness of the AZM cells from FR 2 833 016 (Claude 2001) can be advantageously valorised during the second contact with a high concentration of mineral fertilizing salts, here about 25% of MAP.
La présence de ces sels est utile, voire nécessaire étant donné la faible teneur en sels minéraux fertilisants des EOM par rapport à celle du MAP. Néanmoins, la teneur en sels minéraux fertilisants des éventuels EOMI sera nécessairement et appréciablement moindre que celle des leurs homologues conventionnels dépourvus de matières organiques. Cet appauvrissement, loin de constituer un désavantage, représente un avantage agroenvironnemental en ce sens qu'il permet de réduire la dose- hectare de phosphore apportée au démarrage; ce sont les BFCP, avantageusement de type AZM, qui devront compenser pour ce bénéfique déficit en phosphore. The presence of these salts is useful, even necessary given the low content of fertilizing mineral salts of EOM compared to that of MAP. Nevertheless, the content of mineral fertilizing salts of the possible EOMI will be necessarily and appreciably less than that of their conventional counterparts devoid of organic matter. This impoverishment, far from being a disadvantage, represents an agro-environmental advantage in that it makes it possible to reduce the dose-hectare of phosphorus introduced at start-up; it is the BFCP, advantageously of the AZM type, which will have to compensate for this beneficial phosphorus deficit.
On a évalué la capacité qu'ont les cellules AZM isolées selon FR 2 833 016 à résister à des pressions osmotiques (osmolaires) provoquées par des concentration de MAP allant jusqu'à 3 M MAP, soit le fait d'une concentration d'environ 25% de MAP sur une base massique (Tableaux 2 et 3) . Ces concentrations sont plusieurs fois supérieures à celles présentes dans la solution du sol et donc a priori et en principe bactéricides si ce n'est de la rusticité inhérente des AZM isolées selon FR 2 833 016. Pour mettre en évidence cette plus grande rusticité, des souches témoins, dites azm, diazotrophes et MPS isolées conventionnellement des sols cibles (Tableau 1), ont été utilisées. L'obtention de ce type de souches témoins a été préalablement décrite dans FR 2 833 016, et reprise ci- dessus dans le cadre de la présente demande de brevet. On a introduit 1e8 g des souches AZM et AZM dans deux séries de mélanges biosolides / MAP plus ou moins enrichis en MAP (Tableaux 2 et 3) et préalablement stérilisés par autoclavage; le titre cellulaire de ces milieux a été par la suite déterminé sur milieux PK et JM (Kumar et Narula 1999; Tableau 3). Ces deux souches ont été introduites dans les mêmes mélanges mais cette fois-ci non stérilisés, pour évaluer leurs capacités respectives à dominer l'ensemble de la flore microbienne présente (Tableau 4). The ability of AZM cells isolated according to FR 2 833 016 to resist osmotic (osmolar) pressures caused by MAP concentrations up to 3 M MAP has been evaluated. 25% MAP on a mass basis (Tables 2 and 3). These concentrations are several times higher than those present in the soil solution and therefore a priori and in principle bactericidal except for the inherent hardiness of the AZM isolated according to FR 2 833 016. To highlight this greater hardiness, Control strains, called azm, diazotrophs and conventionally isolated MPS target soils (Table 1), were used. Obtaining this type of control strain was previously described in FR 2 833 016, and repeated above in the context of the present patent application. One e8 g of AZM and AZM strains were introduced into two series of biosolids / MAP mixtures more or less enriched in MAP (Tables 2 and 3) and previously sterilized by autoclaving; the cellular titre of these media was subsequently determined on PK and JM media (Kumar and Narula 1999, Table 3). These two strains were introduced into the same mixtures, but this time not sterilized, to evaluate their respective capacities to dominate all the microbial flora present (Table 4).
Tableau 4: Titre cellulaire (moyenne pour les neuf (9) BS essayés) des cellules témoins azm et des cellules rustiques AZM selon la concentration en sel mono-ammoniacal de phosphore (MAP) des pré-mélanges biosolides / MAP / BFCP (AZM, azm). L'indice iMPS, ou dt28-3 , est évalué selon la méthode analytique innovante de l'invention. Table 4: Cellular titre (mean for the nine (9) BS tested) of the azm control cells and the rustic AZM cells according to the monoammoniacal phosphorus salt (MAP) concentration of the biosolids premixes / MAP / BFCP (AZM, azm). The iMPS index, or dt28-3, is evaluated according to the innovative analytical method of the invention.
Concentration osmolarité cellules x e9 / g AZM/azm iMPS (dt28-3) MAP (% p/p) MAP (osM) azm AZM 0 0 10 10 1 -0.300 4 0.26 4 9 2 -0.175 7.7 0.58 1 8 8 -0.050 14.3 1.26 0.1 5 50 0.120 2.8 0.033 2 61 0.070 II est important de noter qu'il est impossible à ce jour de discerner avec certitude entre ces deux souches, ou encore entre elles et les autres Io BFCP MPS du sol, à l'aide d'outils biomoléculaires et génomiques puisque ces biomasses bactériennes sont apparentées, hormis leur rusticité. En effet, et hormis leurs actions in situ sur la croissance des plantes, les souches édaphiquement compétentes issues de FR 2 833 016 sont difficilement repérables et/ou distinguables des souches apparentées qui le sont moins. Osmolarity concentration cells x e9 / g AZM / azm iMPS (dt28-3) MAP (% w / w) MAP (osM) azm AZM 0 0 10 10 1 -0.300 4 0.26 4 9 2 -0.175 7.7 0.58 1 8 8 -0.050 14.3 1.26 0.1 5 50 0.120 2.8 0.033 2 61 0.070 It is important to note that it is impossible to date to discern with certainty between these two strains, or between them and the other Io BFCP MPS soil, using biomolecular and genomic tools since these bacterial biomasses are related, apart from their hardiness. Indeed, and apart from their actions in situ on the growth of plants, the edaphically competent strains from FR 2 833 016 are difficult to identify and / or distinguishable from related strains that are less so.
Le stress osmotique provoqué par la MAP s'avère ici utile en ce sens qu'il permet de mettre en évidence cette plus grande compétence. Dans les faits, la pression osmotique assure la dominance des souches les plus rustiques, et plus particulièrement ici les AZM, réintroduites dans le sol selon la présente invention. Cette dominance peut être illustrée à l'aide d'une méthode analytique mise au point dans le cadre de la présente invention. Il s'agit de confronter les souches introduites à de multiples stress et de faire de la diazotrophie et du caractère MPS de ces souches des traits rapporteurs pour la rusticité supposée de celles-ci. Les inventeurs ont mis au point une méthode analytique permettant de s'assurer de la dominance effective des souches AZM, les plus rustiques selon FR 2 833 016 (Claude 2001), aux dépens de celles qui le sont moins. Cette méthode est ainsi avantageuse pour l'assurance et le contrôle de la qualité (AQCQ) et cela sans avoir à dépendre d'une caractérisation génétique et/ou biomoléculaire fine de la compétence édaphique. Les inventeurs ont donc développé en ce sens la méthode analytique suivante, dite indice MPS ou iMPS, ou encore dt28-3 ; É Des aliquotes d'une dilution du prémélange en cours d'incubation est placé dans un milieuliquide de type JM (Kumar et Narula 1999) dépourvu d'azote et de phosphore soluble; la seule source de phosphore étant o l'hydroxyapatie (HA), composé phosphaté récalcitrant et insoluble si ce n'était de l'action MPS des souches AZM et azm. Les aliquotes sont diluées de la sorte aux le en', 1'7 ièm et 1e9 ièm et les tubes JM incubés pendant 28 jours à température ambiante (20-22 degrés C). La densité optique (DO) des milieux JM est déterminée après 3 et 28 jours d'incubation, la différence entre les deux observations est révélatrice de l'activité MPS attribuable aux souches AZM ou azm. En principe, si l'aliquote n'est constitué que des souches diazotrophes et MPS, la différence t28-t3 sera grande; la présence de souches contaminantes non-diazotrophes et/ou MPS réduira la taille de cette différence. Donc, et étant donné la supposée rusticité des souches AZM issues de FR 2 833 016 en comparaison aux cellules azm témoins, les aliquotes provenant des prémélanges à forte teneur de MAP devraient contenir une plus forte proportion d'AZM, les autres constituants de la flore bactérienne, y compris les azm inoculées conjointement aux AZM, ayant été éliminés par une pression osmotique bactéricide; la différence t28-3 sera donc plutôt grande si et seulement si les AZM (MPS ici) ont effectivement résisté au stress osmotique. Si la teneur en MAP des prémélanges est réduite, la sélection en faveur des AZM et aux dépens des autres cellules bactériennes moins rustiques, et pour la plupart non diazotrophes et/ou MPS, sera moins forte et le développement de la densité optique de t3 à t28 sera d'autant moins prononcé. En ce sens, le MAP induit un stress sélectif en faveur des souches BFCP (AZM) rustiques isolées selon FR 2 833 016, tandis que le milieu JM favorise l'expression du caractère MPS de ces souches diazotrophes. Le caractère MPS, et accessoirement le développement de la DO de 3 à 28 jours post-inoculation des milieux JM, est donc ici un trait rapporteur de la rusticité des AZM. The osmotic stress provoked by the MAP is useful here in that it makes it possible to highlight this greater competence. In fact, the osmotic pressure ensures the dominance of the most rustic strains, and more particularly here the AZM, reintroduced into the soil according to the present invention. This dominance can be illustrated using an analytical method developed in the context of the present invention. It is a question of confronting the introduced strains with multiple stresses and to make the diazotrophy and the MPS character of these strains of the traits rapporteurs for the supposed hardiness of these strains. The inventors have developed an analytical method making it possible to ascertain the effective dominance of the AZM strains, the most hardy ones according to FR 2 833 016 (Claude 2001), at the expense of those which are less so. This method is thus advantageous for quality assurance and quality control (AQCQ) without having to depend on a fine genetic and / or biomolecular characterization of the edaphic competence. The inventors have therefore developed in this sense the following analytical method, called MPS or iMPS index, or dt28-3; Aliquots of a dilution of the premix during incubation are placed in a liquid medium of the JM type (Kumar and Narula 1999) free of nitrogen and soluble phosphorus; the only source of phosphorus being hydroxyapatite (HA), a recalcitrant and insoluble phosphate compound, except for the MPS action of the AZM and azm strains. The aliquots are diluted in this manner at pH = 17, and pH = 9 and the JM tubes incubated for 28 days at room temperature (20-22 degrees C). The optical density (OD) of the JM media is determined after 3 and 28 days of incubation, the difference between the two observations is indicative of the MPS activity attributable to the AZM or azm strains. In principle, if the aliquot consists only of diazotrophic and MPS strains, the difference t28-t3 will be large; the presence of non-diazotrophic contaminant strains and / or MPS will reduce the size of this difference. Therefore, and given the supposed hardiness of the AZM strains from FR 2 833 016 compared to the control azm cells, the aliquots from the high MAP premixes should contain a higher proportion of AZM, the other constituents of the flora. bacterial, including azm inoculated with AZM, having been removed by bactericidal osmotic pressure; the difference t28-3 will therefore be rather large if and only if the AZMs (MPS here) have actually resisted the osmotic stress. If the MAP content of the premixes is reduced, the selection in favor of the AZMs and at the expense of the other less hardy bacterial cells, and for the most part non-diazotrophic and / or MPS, will be less strong and the development of the optical density from t3 to t28 will be even less pronounced. In this sense, the MAP induces a selective stress in favor of the rustic BFCP (AZM) strains isolated according to FR 2 833 016, whereas the JM medium promotes the expression of the MPS character of these diazotrophic strains. The character MPS, and incidentally the development of the DO from 3 to 28 days post-inoculation of JM media, is here a reporter trait of the hardiness of AZM.
En d'autres termes, la dissolution du phosphore tel que détecté par la clarification initiale des milieux JM, agit ici comme un trait rapporteur pour les cellules capables de diazotrophie, diazotrophie qui est elle, par définition des BFCP-AZM, associée à la rusticité supposée de ces cellules. Si, en réponse au stress osmotique, les cellules non rustiques sont éliminées, seules les cellules (AZM) rustiques pourront être soumises à une carence d'azote et de phosphore caractéristique des milieux JM, et contribuer à densifier (i.e. augmenter la densité apparente) de ces milieux. Pour vérifier que ce sont bien les cellules les plus rustiques (AZM) réintroduites par inoculation qui résistent, et non les autres types de cellules, en principe mois rustiques, voire les cellules témoins (azm), elles aussi réintroduites par inoculation, il s'agit simplement d'inclure des témoins non inoculés et des témoins inoculés avec des cellules témoins tels que définis dans le brevet FR 2 833 016 (Claude 2001). Dans la mesure où les témoins non inoculés et inoculés (azm) ne provoquent pas d'augmentation sensible de la densité apparente des milieux JM en fonction de l'augmentation du stress osmotique en vigueur dans les prémélanges avec MAP, la densification des milieux JM associés aux prémélanges inoculés à l'aide des BFCP supposément rustiques ne peut être attribuable qu'à la résistance desdites cellules audit stress osmotique. L'augmentation de la densité optique (la densification) des milieux JM, voire ici de l'iMPS tel que défini ci-dessus, est donc nécessairement une démonstration positive de la rusticité des souches candidates (AZM) introduites par inoculation dans les prémélanges biosolides / MAP, précurseurs éventuels des EOMI. Mieux, cette méthode d'analyse permet donc aussi d'évaluer, non seulement différentes souches candidates pour leurs degrés de rusticité, mais aussi différents substrats matriciels pour leurs degrés de bactéricidité (voir Tableux 5 et 6, et Figure 4). Tel que démontré dans le cadre de la présente invention, cette méthode d'analyse est particulièrement propice et utile pour le criblage de souches candidates et de biosolides prototypes pouvant servir de précurseurs à la s fabrication d'EOMI. Cette méthode est particulièrement utile pour l'évaluation des résistances à divers stress dont les mécanismes génomiques et métaboliques sont (nécessairement) complexes et donc peu ou pas élucidés (élucidables) et pour lesquels, donc, aucune méthode biomoléculaire, voire bioinformatique, n'a été développée à ce jour. In other words, the dissolution of phosphorus as detected by the initial clarification of the JM media, acts here as a reporter trait for the cells capable of diazotrophy, diazotrophy which is, by definition, BFCP-AZM, associated with hardiness supposed of these cells. If, in response to osmotic stress, the non-hardy cells are removed, only the rustic (AZM) cells can be subjected to a deficiency of nitrogen and phosphorus characteristic of the JM media, and contribute to densify (ie increase the apparent density) of these environments. To verify that it is the most hardy cells (AZM) reintroduced by inoculation that resist, and not other types of cells, in principle, the hardy months, even the control cells (azm), also reintroduced by inoculation, it s' is simply to include uninoculated controls and controls inoculated with control cells as defined in patent FR 2 833 016 (Claude 2001). Insofar as the uninoculated and inoculated (azm) controls do not cause a significant increase in the bulk density of the JM media as a function of the increase in osmotic stress in premixes with MAP, the densification of the associated JM media premixes inoculated with the so-called hardy BFCPs can only be attributed to the resistance of said cells to said osmotic stress. The increase in the optical density (densification) of the JM media, or even here of the iMPS as defined above, is therefore necessarily a positive demonstration of the hardiness of the candidate strains (AZM) introduced by inoculation into the biosolids premixes. / MAP, potential precursors of EOMIs. Better still, this method of analysis also makes it possible to evaluate, not only different candidate strains for their degrees of hardiness, but also different matrix substrates for their bactericidal levels (see Tables 5 and 6, and Figure 4). As demonstrated in the context of the present invention, this method of analysis is particularly suitable and useful for the screening of candidate strains and prototype biosolids which can serve as precursors to the manufacture of EOMI. This method is particularly useful for the evaluation of resistance to various stresses whose genomic and metabolic mechanisms are (necessarily) complex and thus little or no elucidated (elucidable) and for which, therefore, no biomolecular or even bioinformatic method has has been developed to date.
Tableau 5: Estimation de la dominance AZM selon l'indice dt28-3 (ou iMPS) selon les divers types de biosolides (BS) évalués et la concentration en MAP des prémélanges biosolides / MAP / BFCP (AZM, azm) ; ces données sont rapportées graphiquement à la Figure 4. Table 5: Estimate of AZM dominance according to the dt28-3 index (or iMPS) according to the various types of biosolids (BS) evaluated and the MAP concentration of biosolids premixes / MAP / BFCP (AZM, azm); these data are reported graphically in Figure 4.
Biosolide (BS) 0% MAP 4% MAP 8% MAP 15% MAP 25% MAP iMPS (dt28-3) Envirogain (BS 1) Lisox (BS 2) Lisox C (BS 3) Poudrette (BS 4) GSI Centri (BS 5) -0.429 -0.161 -0.127 0.052 -0.015 GSI - SLPt (BS 6) -0.141 0.056 -0.047 0.189 0.315 GSI - SLPe (BS 7) -0.388 -0.096 -0.151 0.122 0. 139 Shoc 25.1 (BS 8) -0.326 -0.105 -0.092 0.063 0.155 Shoc 28.1 (BS 9) -0. 445 -0.256 -0.225 0.091 0.018 Moyenne -0.346 -0.135 -0.128 0.103 0.122 Cette méthode analytique a aussi l'avantage de mettre en évidence l'effet des divers biosolides sur la sélection à l'avantage des AZM (rustiques) 20 et aux dépens des azm (non rustiques) favorisant ainsi une dominance des AZM dans les mélanges biosolides / MAP et éventuellement aussi à proximité des granules EOMI in situ. Selon notre analyse, l'indice iMPS (ou dt28-3) croît régulièrement en fonction du stress osmotique conséquent à l'augmentation de la teneur en sels provenant directement du MAP (Tableaux 5 et 6). Cette augmentation de l'iMPS est d'autant plus détectable que la teneur en matière organique (MO) des biosolides est faible (cf. Tableaux 2 et 3) ; la faible teneur en MO laissant libre cours aux sels MAP d'agir sur la survie de cellules non rustiques à l'avantage des AZM qui le sont. Selon cette analyse, rapportée à la Figure 4, il est possible de distinguer clairement entre les biosolides plutôt faibles en MO, i.e. ici les biosolides GSI (cf. BS 5, 6 et 7), et ceux qui sont plutôt riches en MO, i.e. to ici les biosolides dit Shoc (cf. BS 9et 8). Cette mesure indirecte mais appropriée de la bactéricidité des mélanges biosolides / MAP sert à influencer intelligemment le choix des biosolides à utiliser pour la constitution éventuelle des EOMI prototypes. Biosolids (BS) 0% MAP 4% MAP 8% MAP 15% MAP 25% MAP iMPS (dt28-3) Envirogain (BS 1) Lisox (BS 2) Lisox C (BS 3) Powder (BS 4) GSI Centri (BS 5) -0.429 -0.161 -0.127 0.052 -0.015 GSI-SLPt (BS 6) -0.141 0.056 -0.047 0.189 0.315 GSI-SLPe (BS 7) -0.388 -0.096 -0.151 0.122 0. 139 Shock 25.1 (BS 8) -0.326 -0.105 -0.092 0.063 0.155 Shock 28.1 (BS 9) -0. 445 -0.256 -0.225 0.091 0.018 Average -0.346 -0.135 -0.128 0.103 0.122 This analytical method also has the advantage of highlighting the effect of the various biosolids on the selection to the advantage of AZM (hardy) 20 and the costs azm (non-hardy) thus favoring a dominance of the AZM in the biosolids / MAP mixtures and possibly also in the vicinity of the EOMI granules in situ. According to our analysis, the iMPS index (or dt28-3) increases steadily according to the osmotic stress resulting from the increase in salt content directly from the MAP (Tables 5 and 6). This increase in iMPS is all the more detectable as the organic matter (OM) content of the biosolids is low (see Tables 2 and 3); the low OM content allowing free MAP salts to act on the survival of non-hardy cells to the advantage of AZMs that are. According to this analysis, reported in Figure 4, it is possible to clearly distinguish between the biosolids rather low in MO, ie here the biosolids GSI (see BS 5, 6 and 7), and those which are rather rich in MO, ie to here the so-called Shoc biosolids (see BS 9 and 8). This indirect but appropriate measure of bactericidal biosolids / MAP mixtures serves to intelligently influence the choice of biosolids to be used for the eventual constitution of prototype EOMIs.
ts Tableau 6: Titres cellulaires AZM-azm et indices de dominance AZM iMPS, ou dt28-3 , pour diverses préparations granulaires d'EOMI selon leur teneur en MAP et leur concentration en N et P par rapport à la celle du MAP; deux modes de séchage et consolidation des granules ont été essayés. Table 6: AZM-azm cellular titers and AZM iMPS, or dt28-3, dominance indices for various EOMI granular preparations according to their MAP content and their N and P concentration relative to that of MAP; two modes of drying and consolidation of the granules have been tried.
iMPS (dt28-3) Préparation (21C - 56h) % MAP %P / MAP azm AZM AZM/azm dt28-t3 BS 8 (Shoc 25.1) 20.8 27 0.1 20 200 0.155 BS 9 (Shoc 28.1) 21.2 27 0.08 50 625 0.018 BS 9 (Shoc 28.1) 21.6 26 0.06 40 667 0.018 BS 7 (GSI SLP écorce) 21.6 34 0.04 44 1100 0.315 BS 6 (GSI SLP tourbe) 21.6 33 0.04 43 1075 0.139 BS 6 (GSI SLP tourbe) 24.1 35 0.05 45 900 0.139 Préparation (60C - 1h) % MAP %P / MAP iMPS (dt28-3) AZM/azm dt28-t3 azm AZM BS 8 (Shoc 25.1) 20.8 27 0.07 19 271 0.210 BS 9 (Shoc 28.1) 21.2 27 0. 05 45 900 0.026 BS 9 (Shoc 28.1) 21.6 26 0.05 39 780 0.021 BS 7 (GSI SLP écorce) 21.6 34 0.03 38 1267 0.363 BS 6 (GSI SLP tourbe) 21.6 33 0.03 40 1333 0.173 BS 6 (GSI SLP tourbe) 24.1 35 0.04 39 975 0.151 Dans un premier temps, on a évalué une gamme de mélanges biosolides / MAP / BFCP (ici des AZM ou des azm; Tableau 5) pour leur degré de bactéricidité selon l'indice dt28-3 (ou iMPS). Tel qu'attendu, le titre cellulaire est inversement proportionnel à la concentration en MAP. Mieux, les titres cellulaires AZM résistent beaucoup mieux à ces stress osmolaires que les titres cellulaires azm (Tableaux 4 et 5). A forte teneur en MAP, les titres cellulaires AZM dépassent largement ceux des cellules azm, par un facteur de plus de 50, les azm étant vraisemblablement moins résistantes à ce type de stress. De plus, le rapport entre les titres cellulaires pour les io cellules AZM et azm est en parfait accord avec la variation de la densité optique des milieux JM tels que déterminé selon l'indice iMPS (dt28-3) ; cette mesure relative de la dominance in situ des souches de type AZM issues de FR 2 833 016 reflète donc la rusticité inhérente à ces cellules expressément sélectionnées pour leurs compétence édaphique et leur adaptation à la vie dans les sols arables, y compris en proximité de granules d'EOMI relativement riches en sels MAP. Cette analyse a en outre permis de distinguer entre deux groupes de biosolides (Tableau 5 et Figure 4). iMPS (dt28-3) Preparation (21C - 56h)% MAP% P / MAP azm AZM AZM / azm dt28-t3 BS 8 (Shoc 25.1) 20.8 27 0.1 20 200 0.155 BS 9 (Shoc 28.1) 21.2 27 0.08 50 625 0.018 BS 9 (Shoc 28.1) 21.6 26 0.06 40 667 0.018 BS 7 (GSI SLP bark) 21.6 34 0.04 44 1100 0.315 BS 6 (GSI SLP peat) 21.6 33 0.04 43 1075 0.139 BS 6 (GSI SLP peat) 24.1 35 0.05 45 900 0.139 Preparation (60C - 1h)% MAP% P / MAP iMPS (dt28-3) AZM / azm dt28-t3 azm AZM BS 8 (Shoc 25.1) 20.8 27 0.07 19 271 0.210 BS 9 (Shoc 28.1) 21.2 27 0. 05 45 900 0.026 BS 9 (Shoc 28.1) 21.6 26 0.05 39 780 0.021 BS 7 (GSI SLP bark) 21.6 34 0.03 38 1267 0.363 BS 6 (GSI SLP peat) 21.6 33 0.03 40 1333 0.173 BS 6 (GSI SLP peat) 24.1 35 0.04 39 975 0.151 In a first step, a range of biosolids / MAP / BFCP mixtures (here AZM or azm, Table 5) were evaluated for their degree of bactericide according to the index dt28-3 (or iMPS). As expected, the cellular titre is inversely proportional to the MAP concentration. Better still, AZM cellular titers are much more resistant to these osmolar stresses than azm cellular titers (Tables 4 and 5). At high MAP levels, AZM cellular titers largely exceed those of azm cells by a factor of more than 50, with azm probably less resistant to this type of stress. In addition, the ratio of cellular titers for AZM and azm cells is in perfect agreement with the change in the optical density of the JM media as determined by the iMPS index (dt28-3); this relative measure of the in situ dominance of the AZM type strains resulting from FR 2 833 016 thus reflects the hardiness inherent in these cells specifically selected for their edaphic competence and their adaptation to life in arable soils, including in proximity to granules of EOMI relatively rich in MAP salts. This analysis also distinguished between two groups of biosolids (Table 5 and Figure 4).
Malgré l'apport de liants organiques et du support organo-minéral nécessaire à la production et la formulation par FFES des AZM, le titre bactérien, et donc la résistance au stress osmotique attribuable à la présence du MAP, a pu être maintenu vraisemblablement du fait de la rusticité relative des AZM par rapport aux azm moins compétentes et adaptées à la vie dans les sols (Tableau 6). Despite the addition of organic binders and the organo-mineral support necessary for the production and formulation by FFES of the AZMs, the bacterial titre, and thus the resistance to osmotic stress attributable to the presence of MAP, could probably be maintained due to the relative hardiness of AZM compared to less competent azm and adapted to life in soils (Table 6).
Enfin, on a également évalué, sommairement, l'effet d'une température de séchage plus élevée que la température ambiante sur la survie de granules post-extrusion. La consolidation accélérée de ces granules à l'aide d'une température de séchage de 65 degrés Celsius pendant une période de 90 minutes, soit suffisamment pour assurer la consolidation des granules, n'a pas eu d'effet marqué et/ou contreproductif 3o sur la survie des bactéries de type AZM. Selon les données rapportées au Tableau 6, les cellules AZM, et les azm dans une moindre mesure, résistent à un tel choc thermique. Cette rusticité des AZM est parfaitement en accord avec la présente invention. Finally, the effect of a drying temperature higher than room temperature on the survival of post-extrusion granules was also briefly evaluated. The accelerated consolidation of these granules with a drying temperature of 65 degrees Celsius for a period of 90 minutes, sufficient to ensure the consolidation of the granules, had no marked and / or counterproductive effect. on the survival of AZM bacteria. According to the data reported in Table 6, AZM cells, and azm to a lesser extent, withstand such thermal shock. This hardness of AZM is perfectly in accordance with the present invention.
Une fois les souches AZM produites économiquement par FFES, et leur rusticité démontrée, notamment en ce qui concerne leur résistance à des stress osmotiques à proximité des granules EOMI, leur utilité agronomique a été démontrée. Pour ce faire, on a re-isolé des souches azotobactériennes de type AZM selon le protocole décrit dans FR 2 833 016 (Claude 2001) et devant servir dans la fabrication d'EOMI (cf. Exemples 1, 2 et 3). Des homologues EOM non bactérisés de ces EOMI (des EOM) ont été également o fabriqués afin de démontrer clairement l'effet AZM sur l'efficacité pondérale relative des EOMI. Pour fin d'expérimentation, et ici à titre d'exemple non limitatif, on a la préparation granulaire BS6 contenant 24,1% MAP (cf. Essais 6 au Tableau 2) ; la bactéricidité de cette préparation est rapportée au Tableau 5. Pour produire les EOMI, on a donc incorporé sur une base massique 9,6% de l'inocula AZM produit selon notre procédé FFES. Pour la constitution des témoins EOM non bactérisés, on a incorporé, sur une base massique, 9,6% du substrat et co- formulant stérile sans les BFCP-AZM. Cet apport d'EOMI permet d'expédier au sol, à proximité des graines de maïs, l'équivalent de 1e13 cellules AZM par hectare. La granulation des prémélanges peut-être réalisée par extrusion selon un procédé industriel reconnu. En guise de témoin conventionnel, ont été utilisés des sels de MAP (11-52-0) comme engrais minéral. Un témoin sans phosphore a aussi été utilisé. Ces EOMI ont été testés, ainsi que leurs témoins en serre (Tableaux 7 et 8) et aux champs (Tableaux 9 et 10). Once the AZM strains produced economically by FFES, and their proven hardiness, especially as regards their resistance to osmotic stress near the EOMI granules, their agronomic utility has been demonstrated. To do this, azo-bacterial strains of the AZM type were re-isolated according to the protocol described in FR 2 833 016 (Claude 2001) and intended to be used in the manufacture of EOMI (see Examples 1, 2 and 3). Non-bacterial EOM homologs of these EOMIs (EOMs) have also been produced to clearly demonstrate the AZM effect on the relative weight efficiency of EOMIs. For the purpose of the experiment, and here by way of non-limiting example, there is the BS6 granular preparation containing 24.1% MAP (see Tests 6 in Table 2); the bactericide of this preparation is reported in Table 5. To produce the EOMI, 9.6% of the inocula AZM produced according to our FFES process was therefore incorporated on a mass basis. For the constitution of the non-bacterized EOM controls, 9.6% of the sterile co-formulating substrate was incorporated on a mass basis without the BFCP-AZM. This supply of EOMI makes it possible to send to the soil, close to the corn seeds, the equivalent of 13 cells AZM per hectare. The granulation of the premixes may be carried out by extrusion according to a recognized industrial process. As a conventional control, salts of MAP (11-52-0) were used as mineral fertilizer. A phosphorus-free control was also used. These EOMIs were tested, along with their controls in the greenhouse (Tables 7 and 8) and fields (Tables 9 and 10).
Le choix des sols et des sites expérimentaux a fait l'objet d'une attention particulière. En sol relativement riche en P, le MAP en tant que témoin ne sera pas efficace, et donc la relative inefficacité des EOM non bactérisés ne peut être inférée; une éventuelle efficacité des EOMI ne pourra être attribuée qu'aux BFCP, ce qui est bien, mais n'est pas inventif en soi et/ou l'objet du présent développement expérimental. En sol relativement plus pauvre en P, l'action du MAP sera au contraire détectable, et, bien que celle de l'EOMI un peu moins qu'en sol riche en P, l'efficacité des EOMI par rapport à celles des EOM sera maintenant plus évidente, voire comparable à celle du MAP. En ce sens, on n'a pas cherché simplement à mettre en évidence l'utilité d'expédier des BFCP de type AZM à proximité des racines, cela n'étant pas en soi inventif, mais bien à le faire à l'aide d'EOMI, améliorant du coup l'efficacité relative d'un technologie existante, les EOM. Il est préférable de s'assurer que l'effet MAP soit détectable. De plus, et d'un point de vue commercial, il est intéressant de démontrer que la bactérisation des EOM est efficace sur sol pauvre en P, voire comparable au MAP utilisé comme engrais de démarrage. Donc, si le risque associé à ce type de o fertilisation innovante en situation où l'utilisation du MAP est impérative, l'utilisation d'un démarreur organo-minéral bactérisé est possible. De plus, l'utilisation de ce nouveau type de démarreur peut contribuer, par voie de sa composante BFCP, à augmenter le potentiel de rendement sur sols riches et phosphore. The choice of soils and experimental sites has been the subject of particular attention. In soil relatively rich in P, MAP as a control will not be effective, and therefore the relative ineffectiveness of non-bacterial EOM can not be inferred; a possible effectiveness of the EOMI can only be attributed to the BFCP, which is good, but is not inventive in itself and / or the object of the present experimental development. In relatively poor soil at P, the action of the MAP will be detectable, and, although that of the EOMI a little less than in soil rich in P, the effectiveness of the EOMI compared to those of the EOM will be now more obvious, even comparable to MAP. In this sense, we have not simply sought to highlight the usefulness of shipping AZM-type BFCPs near the roots, which is not in itself inventive, but to do so with the help of EOMI, thereby improving the relative efficiency of an existing technology, EOMs. It is best to ensure that the MAP effect is detectable. In addition, and from a commercial point of view, it is interesting to demonstrate that the bacterization of EOM is effective on soil poor in P, or comparable to MAP used as a starter fertilizer. So, if the risk associated with this type of innovative o fertilization in a situation where the use of MAP is imperative, the use of an organomineralized starter is possible. In addition, the use of this new type of starter can contribute, through its BFCP component, to increase the yield potential on rich soils and phosphorus.
Exemple 4: Efficacité des EO/EOM bactérisés par rapport à des EO/EOM non bactérisés. Example 4 Efficiency of the EO / EOM Bacterisized versus Uninfected EO / EOM.
Dans le cadre de cet essai en serre, ont été utilisés deux grands groupes de sols (Tableau 6) ; (1) des sols podzoliques des hautes terres au Québec, dont les phosphates sont principalement sous forme aluminoferrique (Fe, Al), et (2) des sols gleysoliques de la plaine montréalaise (aussi appelée basses terres du Saint Laurent ), dont les phosphates sont principalement fixés sous forme calcio-magnésique (Ca, Mg) (Tabi et al. 1990). Pour chacun de ces grands groupes, ont été choisis deux niveaux de fertilité en phosphore. As part of this greenhouse trial, two large groups of soils were used (Table 6); (1) Podzolic soils of the uplands in Quebec, whose phosphates are mainly in aluminoferric form (Fe, Al), and (2) Gleysolic soils of the Montreal plain (also known as the St. Lawrence Lowlands), including phosphates. are mainly fixed in calcio-magnesic form (Ca, Mg) (Tabi et al., 1990). For each of these large groups, two levels of phosphorus fertility were chosen.
Pour chacun de ces quatre (4) types de sols, on a évalué l'EOMI prototype retenu, son homologue non bactérisé (EOM), et un engrais de démarrage conventionnel (MAP), ainsi qu'une modalité témoin sans engrais de démarrage. Ces quatre (4) modalités ont été répétées quatre fois et ont été disposées en carré latin au sein de pots de deux litres contenant 1,667 kg de sols reconstitués pour fin d'expérimentation en serre. Les engrais ont été disposés dans un premier temps sur 1,000 kg et recouverts d'une couche de 333 g de sol; deux semences de maïs ont été placées au sommet de ces 1,333 kg de sol et recouvertes de 333 g de sol. De cette façon, les engrais sont placés de façon à simuler l'application d'engrais de démarrage en bandes aux champs au moment du semis du maïs. En tout, 64 pots de deux litres ont donc été installés, suivis et récoltés. La plante-test utilisée est le maïs récolté à 30 cm; l'irrigation des plants a été effectuée à l'aide d'une solution nutritive dépourvue de phosphore, mais suffisamment riche pour assurer la pleine croissance de plantules selon les directives du Craaq (2003). Les matières sèches des parties aériennes (MSPA) ont été io déterminées et analysées pour leur teneur en azote (N), phosphore (P), potassium (K), calcium (Ca) et magnésium (Mg). For each of these four (4) soil types, the selected prototype EOMI, its non-bacteriated counterpart (EOM), and a conventional starter fertilizer (MAP) were evaluated, as well as a control modality without starter fertilizer. These four (4) modalities were repeated four times and were arranged in Latin squares in two-liter pots containing 1.667 kg of reconstituted soils for greenhouse experimentation. The fertilizers were initially placed on 1,000 kg and covered with a layer of 333 g of soil; two maize seeds were placed at the top of these 1.333 kg of soil and covered with 333 g of soil. In this way, the fertilizers are placed to simulate the application of starter fertilizer in strips to the fields at the time of corn planting. In all, 64 two-liter pots were installed, monitored and harvested. The test plant used is maize harvested at 30 cm; the plants were irrigated with a phosphorus-free nutrient solution, but rich enough to ensure the full growth of seedlings according to the Craaq guidelines (2003). The dry matter of the aerial parts (MSPA) were determined and analyzed for their content of nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K), calcium (Ca) and magnesium (Mg).
Pour déterminer si les augmentations de rendements en MSPA, et éventuellement, si nécessaire, des prélèvements en N, P, K, Ca et Mg, attribuables aux EOMI sont significatives, les quatre séries de 16 pots ont été is disposées en carrés latins 4x4. A l'aide d'un protocole d'analyse de variance (Anova) conventionnel adaptée à ce type de dispositif expérimental on a pu effectuer la comparaison des moyennes des quatre modalités selon une technique dite de Newman-Keuls (NK). To determine whether increases in MSPA yields, and possibly, if necessary, N, P, K, Ca and Mg samples attributable to EOMIs are significant, the four sets of 16 pots were arranged in 4x4 Latin squares. With the help of a conventional Anova analysis protocol, which was adapted to this type of experimental device, it was possible to compare the averages of the four modalities according to a Newman-Keuls (NK) technique.
Sur les sols dont le degré de saturation en P, i.e. le rapport P/Al, est moyen (i.e. 5,0) l'efficacité du MAP en tant qu'engrais de démarrage est indéniable; celle de l'EOM l'est beaucoup moins (Tableaux 7 et 8), essentiellement en raison de leur moindre teneur en P et, dans une moindre mesure, en N. Cette réduction des teneurs en P, bien que souhaitable d'un point de vue agro-environnemental, est conséquente agronomiquement. La bactérisation de ces mêmes EOM a cependant permis d'atteindre des rendements en MSPA comparables à ceux obtenus avec le MAP (Tableau 7 et 8), et cela tout en réalisant au démarrage de la culture une économie d'environ 26 kg de P2O5 et de 5 kg d'azote par hectare. Ces résultats ont été reproduits sur les deux types de sols. Cela dit, si le degré de saturation des sols est plus appréciable (i.e. P/Al = 7,5), l'efficacité du MAP, et accessoirement celle du témoin EOM non bactérisé, est essentiellement nulle, tandis que l'efficacité de l'EOMI reste détectable; elle est même, relativement au MAP, plus efficace ici que sur sols moins saturés en P. L'action de la composante BFCP-AZM des EOMI est donc indépendante de leurs composantes organo-minérales. En ce sens, elle s'ajoute à celles-ci et procure, en certaines circonstances, une action tripartite organique, minérale s et bactérienne aux EOMI. On soils with a P / Al saturation degree of P, i.e. (i.e., 5.0), the effectiveness of MAP as a starter fertilizer is undeniable; that of the EOM is much less so (Tables 7 and 8), mainly because of their lower P content and, to a lesser extent, N. This reduction in P contents, although desirable from one point from an agro-environmental point of view, is agronomically significant. The bacterization of these same EOMs, however, made it possible to achieve MSPA yields comparable to those obtained with MAP (Table 7 and 8), and this while achieving at the start of the crop a saving of about 26 kg of P2O5 and 5 kg of nitrogen per hectare. These results were reproduced on both types of soils. That said, if the degree of saturation of the soils is more appreciable (ie P / Al = 7.5), the effectiveness of the MAP, and incidentally that of the non-bacterized EOM control, is essentially zero, whereas the efficiency of the EOMI remains detectable; it is even more effective in MAP compared to less saturated soils in P. The action of the BFCP-AZM component of EOMIs is therefore independent of their organo-mineral components. In this sense, it adds to these and provides, under certain circumstances, tripartite action organic, mineral and bacterial EOMI.
Tableau 7: Production de matière sèche des parties aériennes (MSPA) sur un sol podzolique par des plants de maïs cultivés en serre et récoltés lorsqu'ils ont atteint 30 cm de hauteur selon la modalité de démarrage. Table 7: Production of aerial matter dry matter (MSPA) on podzolic soil by maize plants grown in a greenhouse and harvested when they reached 30 cm in height depending on the starting mode.
Sol podzolique Apports Rendements MSPA au démarrage (maïs 30 cm) Modalité de démarrage N P205 K20 P/Al = 5,0 P/Al = 7,5 (kg / ha) (mg / pot) Témoin sans démarreur 0 0 0 300 c 402 b Avec MAP (11 52 - 0) 9 40 0 425 a 426 b Avec EOM (4,5 - 17 0,5) 3,8 14 0,3 325 bc 412 b Avec EOMI (4,5 17 3,8 14 0,3 400 a 468 ab 0,5) Tableau 8: Production de matière sèche des parties aériennes (MSPA) sur un sol gleysolique par des plants de maïs cultivés en serre et récoltés 15 lorsqu'ils ont atteint 30 cm de hauteur selon la modalité de démarrage. Podzolic soil Inputs Yields MSPA at start-up (maize 30 cm) Starting method N P205 K20 P / Al = 5.0 P / Al = 7.5 (kg / ha) (mg / pot) Indicator without starter 0 0 0 300 c 402 b With MAP (11 52 - 0) 9 40 0 425 to 426 b With EOM (4.5 - 17 0.5) 3.8 14 0.3 325 bc 412 b With EOMI (4.5 17 3.8 14 0.3 400 to 468 ab 0.5) Table 8: Dry matter production of aerial parts (MSPA) on a Gleysolic soil by maize plants grown in a greenhouse and harvested when they reached 30 cm in height according to the start mode.
Sol gleysolique Apports Rendements MSPA au démarrage (maïs 30 cm) Modalité de démarrage N P205 K20 P/Al = 5,0 P/Al = 7,5 (kg / ha) (mg / pot) Témoin sans démarreur 0 0 0 328 c 448 b Avec MAP (11 52 - 0) 9 40 0 450 a 455 b Avec EOM (4,5 - 17 0,5) 3,8 14 0,3 318 b 455 b Avec EOMI (4,5 17 3,8 14 0,3 436 a 492 ab 0,5) Exemple 5: Efficacité des EO/EOM bactérisés par rapport à des EO/EOM non bactérisés. Gleysolic soil Contributions MSPA yields at start (maize 30 cm) Starting method N P205 K20 P / Al = 5.0 P / Al = 7.5 (kg / ha) (mg / pot) Indicator without starter 0 0 0 328 c 448 b With MAP (11 52 - 0) 9 40 0 450 to 455 b With EOM (4.5 - 17 0.5) 3.8 14 0.3 318 b 455 b With EOMI (4.5 17 3.8 14 0.3 436 to 492 ab 0.5) Example 5: Effectiveness of the EO / EOM bactericidal compared to EO / EOM uncharacterized.
Le mode opératoire est le même que celui utilisé pour l'Exemple 4. Nous avons utilisé deux grands groupes de sols (Tableau 6) afin de situer deux dispositifs expérimentaux contrastés en terme de texture et de pédologie mais dont les degrés de saturation P (i.e. P/AI) sont comparables. Pour déterminer si les augmentations de rendement en MSPA et des prélèvements en N, P, K, Ca et Mg attribuables aux EOMI sont significatives, nous avons disposé les deux séries de 12 parcelles (i.e. quatre (4) modalités o x 3 répétitions) en blocs Fischer ( randomized complete block design ), 4x3. A l'aide d'un protocole d'analyse de variance (Anova) conventionnel adapté à ce type de dispositif expérimental, nous avons pu effectuer la comparaison des moyennes des quatre modalités selon une technique dite de Newman-Keuls (NK). The procedure is the same as that used for Example 4. We used two large groups of soils (Table 6) in order to locate two contrasting experimental devices in terms of texture and pedology but whose saturation levels P (ie P / AI) are comparable. To determine whether increases in MSPA yield and N, P, K, Ca and Mg samples attributable to EOMIs are significant, we arranged the two sets of 12 plots (ie, four (4) ox oxo-repeat modalities) in blocks. Fischer (randomized complete block design), 4x3. Using a conventional Anova analysis protocol for variance adapted to this type of experimental device, we were able to compare the averages of the four modalities according to a Newman-Keuls (NK) technique.
1s Tel qu'attendu, et étant donné un degré moyen de saturation en P (i.e. P/Al d'environ 4,8), l'efficacité du MAP sur les deux sites est détectable, tandis que celle des EOM non bactérisés l'est à peine (Tableaux 9 et 10). L'efficacité relative des EOMI est, elle, comparable à celle du MAP sur le site gleysolique de Saint Lambert, et de même mais dans une moindre mesure sur le site podzolique de Deschambeault mais surtout, sensiblement plus grande que celle des EOM non bactérisés. A noter que seul le traitement MAP est complémenté de 20 unités (kg/ha) de nitrate d'ammonium. Ce complément n'est pas ajouté aux traitements EOMI pour des raisons de bactéricidité. Par rapport aux traitements MAP (avec complément de nitrate d'ammonium), l'efficacité pondérale des traitements EOMI est ici donc supérieure. As expected, and given an average degree of saturation at P (ie P / Al of approximately 4.8), the MAP efficiency at both sites is detectable, whereas that of the non-bacterial EOMs is detectable. is hardly (Tables 9 and 10). The relative efficacy of the IMO is comparable to that of the MAP at the Saint Lambert Gleysolic site, and similarly to a lesser extent at the Deschambeault Podzolic site, but above all, significantly greater than that of the non-bactericidal EOMs. It should be noted that only the MAP treatment is supplemented with 20 units (kg / ha) of ammonium nitrate. This supplement is not added to the EOMI treatments for bactericidal reasons. Compared to MAP treatments (with ammonium nitrate supplement), the weight efficiency of the EOMI treatments is therefore superior.
Tableau 9: Rendements en grain et prélèvements nutritifs (N,P,K,Ca, Mg) du maïs relatifs à un témoin sans démarreur sur un podzol de la série Batiscan (Deschambault, Québec) selon différentes modalité de démarrage P/Al = 4,8. Table 9: Maize grain yields and nutrient samples (N, P, K, Ca, Mg) for a non-starter control on a Batiscan podzol (Deschambault, Quebec) according to different starting conditions P / Al = 4 8.
Tableau 10: Rendements en grain et prélèvement nutritif (N,P,K,Ca, Mg) du maïs relatifs à un témoin sans démarreur sur 5 un podzol de la série Le Bras (Saint Lambert, Québec) selon différentes modalités de démarrage P/AI = 4,7. Table 10: Corn grain yield and nutrient harvest (N, P, K, Ca, Mg) relative to a control without a starter on a podzol of the Le Bras series (Saint Lambert, Quebec) according to different start-up modalities P / AI = 4.7.
Apports au démarrage Rendements du maïs-grain / témoin sans démarreur N P205 K2O grain N P K Ca Mg Modalité de démarrage (kg / ha) (kg / ha) Témoin sans démarreur 0 0 0 (1.00) (1.00) (1.00) (1.00) (1.00) (1.00) Avec MAP (11 52 - 0) 29 40 0 1,10 a 1,10 a 1,10 a 1,10 a 1,10 a 1,10 a Avec EOM (4,5 - 17 0,5) 3,8 14 0,3 1,03 b 1.02 b 1,02 b 1,01 b 1, 02 b 1,01 b Avec EOMI (4,5 17 0,5) 3,8 14 0,3 1,09 a 1,09 a 1,10 a 1, 07 a 1,08 a 1,08 a Apports au démarrage N P205 K2O (kg / ha) Rendements du maïs-grain / témoin sans démarreur grain N P K Ca Mg (kg / ha) Modalité de démarrage Témoin sans démarreur Avec MAP (11 52 - 0) Avec EOM (4,5 - 17 0,5) Avec EOMI (4,5 17 0,5) 0 0 0 (1.00) (1.00) (1.00) (1.00) (1.00) (1.00) 29 40 0 1,10 a 1,10 a 1,10 a 1,10 a 1,10 a 1,10 a 3, 8 14 0,3 1,02 b 1.01 b 1,02 b 1,01 b 1,01 b 1,01 b 3,8 14 0,3 1,06 ab 1, 06 ab 1,06 ab 1,06 ab 1,05 ab 1,06 ab Références Aertsen, A., K. Vanoirbeek,, Ph. De Spiegeleer, J. Sermon, K. Hauben, A.Farewell, T. Nystrôm et C.W. Michiels. 2004. Heat shock protein- mediated resistance to high hydrostatitic pressure. Appl. Environ. Inputs at start-up Yield of grain corn / control without starter N P205 K2O grain NPK Ca Mg Starting method (kg / ha) (kg / ha) Indicator without starter 0 0 0 (1.00) (1.00) (1.00) (1.00) (1.00) (1.00) With MAP (11 52 - 0) 29 40 0 1.10 to 1.10 to 1.10 to 1.10 to 1.10 to 1.10 a With EOM (4.5 - 17.0 , 5) 3.8 14 0.3 1.03 b 1.02 b 1.02 b 1.01 b 1, 02 b 1.01 b With EOMI (4.5 17 0.5) 3.8 14 0.3 1.09 to 1.09 to 1.10 to 1.07 to 1.08 to 1.08 a Start-up efficiencies N P205 K2O (kg / ha) Yield of grain corn / control without starter grain NPK Ca Mg (kg / ha) Start mode Indicator without starter With MAP (11 52 - 0) With EOM (4.5 - 17 0.5) With EOMI (4.5 17 0.5) 0 0 0 (1.00) (1.00) ( 1.00) (1.00) (1.00) (1.00) 29 40 0 1.10 to 1.10 to 1.10 to 1.10 to 1.10 to 1.10 to 3. 8 14 0.3 1.02 b 1.01 b 1.02 b 1.01 b 1.01 b 1.01 b 3.8 14 0.3 1.06 ab 1, 06 ab 1.06 ab 1.06 ab 1.05 ab 1.06 ab References Aertsen , A., K. Vanoirbeek, Ph. De Spiegeleer, J. Sermon, K. Hauben, A.Far Ewell, T. Nystrom and C.W. Michiels. 2004. Heat shock protein-mediated resistance to high hydrostatitic pressure. Appl. About.
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