04/12/2015 - Ils obtiennent des herbicides naturels grâce à la feuille de tournesol

Menéame

Enquêteurs du département de chimie organique et de génie chimique de la Université de Cadix ont obtenu d'éventuels herbicides naturels à partir d'une série de composés chimiques présents dans les feuilles de tournesol. Les experts ont appliqué une nouvelle méthodologie, respectueuse de l'environnement et propre, pour extraire ces substances de l'usine, ce qui a permis la mise au point de produits biodégradables utiles dans l'agriculture biologique.

Les plantes fabriquent un certain nombre de substances qui remplissent plusieurs fonctions. L'une d'entre elles est d'empêcher ou d'affaiblir la croissance d'autres espèces rivalisant avec les nutriments du sol, l'engrais ou la lumière du soleil. Dans le cas du tournesol, les composés chimiques qui provoquent ces effets sont stockés dans l'envers des feuilles, dans des glandes appelées trichomes.

Les chercheurs ont observé que sur les parcelles où les cultures de tournesols sont développées, il n'y a que peu de mauvaises herbes, une circonstance qui se répète même dans les variétés les plus sauvages, qui poussent naturellement. " L'absence de plantes inopportunistes dans une récolte nous a fait réfléchir Pourquoi ne pousse-t-elle rien? Cela nous a conduit à identifier ou caractériser les produits chimiques qui empêchent l'apparition d'autres espèces autour du tournesol," explique le professeur de l'Université de Cadix, responsable de ce projet, Francisco Antonio Macías.

Pluie d'usine

Comme le montre l'article Isolating of bioactive compounds from sunflower leaves (Helianthus annuus L.) extracted with supercritical carbon dioxide, publié dans la revue Journal of Agricultural and Food Chemistry, ela première étape pour l'identification de ces substances est leur extraction de l'usine. Pour ce faire, les experts ont reproduit en laboratoire les conditions de pluie et d'humidité d'une récolte de tournesols. " Imitons le processus d'extraction naturelle du champ: l'eau, glisser à travers les feuilles, s'imprègne de certaines substances et atteint le sol, où nous savons déjà que d'autres herbes ne poussent pas. Par conséquent, si nous analysons cette eau, nous saurons quels composés chimiques participent à cette fonction défensive ou protectrice du tournesol," indique le scientifique.

Pour rendre l'extraction de substances plus efficace, les scientifiques ont appliqué une nouvelle technique, mise au point par l'équipe d'ingénieurs chimiques dirigée par le professeur Enrique Martínez de la Ossa et basée sur l'utilisation du dioxyde de carbone (CO2) à l'état supercritique. "Les composés doivent être dissous dans un solvant, normalement de l'eau, pour pouvoir être extraits. Dans le but d'améliorer l'efficacité du processus, nous substituons l'eau au CO2," signalent les chercheurs.

Lorsque ce gaz est compressé à une certaine pression, il acquiert à la fois les propriétés d'un gaz, qui se volatilise sans laisser de traces, et celles d'un liquide, qui dissout les substances. Ce double comportement implique, selon l'expert, un processus d'extraction plus rapide, plus efficace et plus sélectif. "Dans cet état, appelé supercritique, le CO2 ne résout pas tous les composés, seulement quelques-uns. C'est pourquoi il est plus facile de les isoler et de les identifier," assure-t-il.

En outre, le scientifique continue, le dioxyde de carbone est un solvant vert ou durable car il n'est ni toxique, ni inflammable ni produit de déchets. C'est pourquoi l'herbicide obtenu à l'issue de ce procédé est considéré comme un produit entièrement naturel.

Essais in vivo

Pour terminer le projet, financé par le Conseil d'économie et de connaissance de la Junta de Andalucía, les chercheurs ont testé l'efficacité de l'herbicide à plusieurs niveaux: dans les graines de tomate et dans les plants, c'est-à-dire lorsque la plante a déjà germé et que les premières feuilles apparaissent. "Il s'agit de bioessais qui mesurent l'effet de la substance sur des organismes vivants, dans ce cas, des plantes. En aucun cas, celles-ci ne sont venues à se développer ce qui indique que l'herbicide fonctionne" assure Macias.

Sur le terrain, après les premiers tests, les experts travaillent à ajuster l'herbicide à la mauvaise herbe qu'on veut éliminer. "Nous cherchons à ce que ces composés soient sélectifs, qu'ils attaquent les plantes qui ne nous intéressent pas mais qui respectent la récolte originale, que ce soit le blé, l'orge ou le riz. Notre travail, maintenant, est la formulation de l'herbicide, c'est-à-dire quand l'appliquer, à quel moment de la croissance de la mauvaise herbe, et à quelle dose. Dès lors, il sera possible de parler de l'escalade au niveau industriel," affirme le responsable du projet. 

Sortir les déchets

Avec le choix du tournesol comme matière première pour produire des herbicides naturels, les chercheurs donnent de l'utilité aux feuilles, un résidu qui est souvent brûlé ou séché. "La production de cette usine en Andalousie est énorme et de très bonne qualité. Mais on ne profite que de la tête, d'où on extrait les piments avec lesquels on fabrique des aliments comme l'huile, la margarine ou les pipes elles-mêmes. Le reste de la récolte, tant le tronc que les feuilles, est détruit," poursuit l'expert.

L'étude a porté sur environ 380 variétés de tournesol cultivées en Andalousie, tant de plantes fraîches que de plantes sèches. "La phase de croissance la plus intéressante pour nous est quand la tête est jaune et luxuriante, proche de la récolte, ou une fois que la feuille est déjà moissonnée et sèche. La concentration de substances chimiques dans les deux phases est similaire," affirme Macias.

Les chercheurs avancent non seulement les avantages de cette technique dans le domaine agricole, car l'étude vise également des domaines d'action de ces composés comme bactéricides ou antifongiques d'application dans le domaine de la santé.

Réf.

Le Marsni, Z.; Torres, A.; Varela, RM.; Molinillo, JM.; Maisons, L.; Mantell, C.; Martinez de la Ossa, EJ.; Macías, FA (2015). 'Isolating of bioactive compounds from sunflower leaves (Helianthus annuus L.) extracted with supercritical carbon dioxide'.Journal of Agricultural and Food Chemistry (2015), 63: 6410-6421. http://dx.doi.org/10.1021 / acs.jafc.5b02261

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Université de Cadiz

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