Atténuation du stress induit par le cadmium chez le maïs grâce à une application synergique de biochar et d'acide gibberélique pour améliorer les traits morpho-physiologiques et biochimiques

Résumé Le cadmium (Cd), étant un métal lourd, a tendance à s'accumuler dans les sols principalement en raison des activités industrielles, des pratiques agricoles et du dépôt atmosphérique. Le maïs, étant une culture de base pour de nombreuses régions, est particulièrement vulnérable à la contamination par le Cd, ce qui entraîne un compromis de la croissance, une réduction des rendements et des risques potentiels pour la santé des consommateurs. Le biochar (BC), un matériau riche en carbone dérivé de la pyrolyse de la matière organique, a été montré comme améliorant la structure du sol, la rétention des nutriments et l'activité microbienne. Le choix du biochar comme agent améliorant découle de sa capacité bien documentée à améliorer la qualité du sol et à atténuer le stress lié aux métaux lourds. L'étude vise à contribuer à la compréhension de l'efficacité du biochar en combinaison avec le GA 3, un régulateur de croissance des plantes connu pour son rôle dans la promotion de divers processus physiologiques, dans l'atténuation des effets néfastes du stress dû au Cd. L'investigation détaillée des attributs morpho-physiologiques et des réponses biochimiques dans des conditions de laboratoire contrôlées fournit des informations précieuses sur les avantages potentiels de ces interventions. Le plan expérimental se composait de trois répliques dans un plan randomisé complet (CRD), où chaque sol contenant 10 kg était soumis à des concentrations variées de cadmium (0, 8 et 16 mg/kg) et de biochar (0,75 % p/p). Douze combinaisons de traitement différentes ont été appliquées, impliquant la culture de 36 plants de maïs dans un sol contaminé par le Cd (T1 : Contrôle (Sans stress Cd) ; T2 : Stress Cd léger (8 mg Cd/kg sol) ; T3 : Stress Cd sévère (16 mg Cd/kg sol) ; T4 : 10 ppm GA 3 (Sans stress Cd) ; T5 : 10 ppm GA 3 + Stress Cd léger ; T6 : 10 ppm GA 3 + Stress Cd sévère ; T7 : 0,75 % Biochar (Sans stress Cd) ; T8 : 0,75 % Biochar + Stress Cd léger ; T9 : 0,75 % Biochar + Stress Cd sévère ; T10 : 10 ppm GA 3 + 0,75 % Biochar (Sans stress Cd) ; T11 : 10 ppm GA 3 + 0,75 % Biochar + Stress Cd léger ; T12 : 10 ppm GA3 + 0,75 % Biochar + Stress Cd sévère). L'application combinée de GA 3 et de BC a considérablement amélioré de multiples paramètres, notamment la germination (27,83 %), la longueur des racines (59,53 %), la longueur des pousses (20,49 %), les protéines foliaires (121,53 %), les protéines racinaires (99,93 %), les protéines des pousses (33,65 %), les phénoliques foliaires (47,90 %), les phénoliques racinaires (25,82 %), les phénoliques des pousses (25,85 %), la chlorophylle a des feuilles (57,03 %), la chlorophylle b des feuilles (23,19 %), la chlorophylle totale (43,77 %), le malondialdéhyde des feuilles (125,07 %), le malondialdéhyde des racines (78,03 %) et le malondialdéhyde des pousses (131,16 %) à travers différents niveaux de Cd comparés au groupe témoin. L'effet synergique de GA 3 et de BC s'est manifesté par des niveaux optimaux de protéines foliaires et de malondialdéhyde, indiquant une tolérance induite et une atténuation de l'impact néfaste du Cd sur la croissance des plantes. Les sols enrichis ont montré une résistance à la toxicité des métaux lourds, soulignant le potentiel de BC et de GA 3 comme stratégie viable pour améliorer la croissance du maïs. L'application de biochar et d'acide gibberélique apparaît comme un moyen efficace d'atténuer le stress induit par le cadmium chez le maïs, présentant une avenue prometteuse pour des pratiques agricoles durables.