OA22145A - Procédé de fabrication d'un biostimulant à base de poudre de coquilles d'huitres, de purin d'Azadirachta Indica (Neem), de flocons secs de Tithonia Diversifolia (Fleur Marguerite) pour l'amélioration de la croissance et la santé des plantes. - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne le Procédé de fabrication d’un Biostimulant aux propriétés fertilisantes et pesticides obtenues à partir d’un mélange de purin de neem, poudres chauffées de coquilles d’huitres, flocons secs de Tithonia diversifolia. Ce Biostimulant a des propriétés fertilisantes, pesticides, restauratrices des éléments fertilisantes du sol et amélioratrices de la teneur en élément nutritifs des denrées agricoles. Il agit sur la morphologie générale des plantes, la fertilisation du sol, la protection des plantes contre les phytopathogènes et sur l’augmentation des rendements ainsi que sur le profil des éléments nutritifs des denrées agricoles. Son utilisation permet d’augmenter le rendement de production des produits agricoles enrichis en éléments nutritionnels. De ce fait, il contribue activement à préserver l’écosystème en général, la santé de l’homme ainsi que de l’environnement en particulier.

Description

I. INTRODUCTION

La présente invention se rapporte à un Procédé de fabrication d’un Biostimulant à base de poudre de coquilles d’huîtres, de purin à'Azadirachta indica (neem ou margousier), de flocons secs de Tithonia diversifoiia (marguerite jaune) pour l’amélioration de la croissance et la santé des plantes.

La présente invention relève du domaine de l’écoagriculture. Elle porte sur un biostimulant obtenu à partir d’un mélange de jus de purin des graines et feuilles de neem (margousier), poudres chauffées de coquilles d'huîtres, flocons secs de Tithonia diversifolia (marguerites jaune).

L'agriculture doit relever le défi majeur de nourrir une population sans cesse grandissante avec des aliments sains, tout en assurant la protection et la préservation des ressources environnementales. Les engrais et les pesticides constituent un poumon essentiel pour la production agricole.

D’après les statistiques du Ministère de l’Agriculture et du Développement Rural (MINADER), le Cameroun en 2020 a importé à hauteur de 90 000 tonnes les engrais et pesticides chimiques. Par ailleurs, l’impact du conflit Russo-Ukrainien a entraîné une rareté de ces întrants chimiques et une augmentation exponentielle des prix de vente sur le marché local de plus 40% (le prix d’un sac d’engrais est passé de 15 000FFCA à 40 000 FCFA, les pesticides de IL de 10 000 FCFA à 20 000 FCFA) mettant ainsi les producteurs agricoles dans une situation de précarité et de découragement.

De plus les effets nocifs de ces întrants chimiques sur la qualité des aliments, santé du consommateur et la pollution de l’environnement sont à l’origine de la recrudescence des Cancers. Ceci a également entraîné des pertes économiques significatives au niveau de l’Etat liées au retrait sur le marché international ; plusieurs denrées agricoles d’exportations contaminées par les résidus des pesticides.

A ce jour, plusieurs solutions alternatives développées ne prennent pas en compte l’effet simultané sur la santé des plantes, la santé et fertilisation des sols ainsi que l’amélioration des propriétés nutritionnelles des denrées agricoles produit.

En réponse au défi majeur de contribuer à booster le rendement de production agricole pour la sécurité alimentaire et la préservation de la santé des sols face aux effets néfastes des fertilisants et pesticides chimiques, nous avons mené une étude sur la formulation d’un biostimulant deux en un (propriétés biofertilisants et biopesticides) à base des déchets des produits de mer qui foisonnent sur les côtes camerounaises et certaines plantes non comestibles largement disponibles sur l’étendue du territoire national.

A ce jour l’usage des intrants agricoles de nature biologique pour la protection des cultures et la fertilisation des sols est l’une des alternatives proposées et est basée sur l'utilisation des organismes ou matières organiques d’origine végétale et /ou animales pour booster les rendements de production des denrées agricoles tout en protégeant les plantes contre les agents pathogènes. Les intrants organiques présentent une efficacité qui se rapproche de la lutte chimique tout en préservant l’environnement et la santé du consommateur final, contrairement aux pesticides et engrais chimiques de synthèse.

Le Biostimulant objet de de la présente invention est composé de jus de purin, des graines et feuilles de neem (Azadirachta indica), de la poudre chauffée de coquilles d’huîtres, de flocons secs de Tithonia diversifolia (marguerites jaune). Ce bîostimulant a le mérite d’être sous forme solide (poudre) ayant une double action à savoir : biofertilisant, inhibitrice des phytopathogènes et complément naturel pour l'amélioration de la teneur nutritive des denrées agricoles, notamment, l’activité antioxydante (activité de piégeage des radicaux libres, chélatrices des ions ferreux) ; la teneur en lycopène, composés phénoliques, tomatine, vitamine C, calcium, zinc et magnésium chez la tomate.

Le purin de neem entrant dans la formulation est obtenu par fermentation pendant quatorze jours de la pâte de graines et feuilles de neem dans de l’eau de robinet. Par ailleurs, le neem est connu au sein des industries comme matières premières ayant pour principes actifs notamment : l’azadirachtine, melantriol, nimbine, nimbidine, nimbinine, salannine, azadirone, azadiradione, gédunine, valassinine qui sont dotées de propriétés antimicrobiennes et insecticides.

De plus, les feuilles et graines de neem contiennent le calcium, l’azote et le phosphore qui sont les éléments entrant dans la fertilisation du sol et par conséquence l’amélioration de la croissance des plantes.

L’oxyde de calcium et l’oxyde de magnésium présent dans les poudres de coquilles d’huîtres chauffées, sont déjà exploités dans les industries phytosanitaires pour produire les biopesticides et les biofertilisants. Le magnésium joue un rôle primordial dans la croissance de la plante car il agit directement sur la synthèse, le transport et le stockage des sucres. C’est une composante fondamentale d’une fertilisation optimale pour la plante et il est au cœur du métabolisme énergétique des cultures. Il joue un rôle important dans la promotion de la synthèse de la chlorophylle et l'amélioration de la qualité des plantes.

Par ailleurs, l’oxyde de magnésium et de calcium sont particulièrement efficace pour augmenter le pH d’un sol et prévenir la toxicité aluminique au niveau du sol en participant à la synthèse des acides organiques protecteurs qui limitent les effets toxiques de l’aluminium.

L’oxyde de calcium est utilisé comme stérilisateur et neutralisateur de l’acidité des sols. Le calcium est utile dans la physiologie générale des plantes car il intervient comme régulateur de croissance, agent protecteur vis-à-vis des agents pathogènes et agit également dans la régulation de la synthèse des éléments nutritif chez la plante. Les poudres chauffées de coquilles d’huitres contiennent également la chitine qui est doté de propriétés antimicrobiennes et régulatrices des voies métaboliques de biosynthèse des éléments nutritionnels et de réserves chez les végétaux. Les flocons sèche de Tiïhonia diversifolia contiennent les sesquiterpènes lactones, flavonoïdes, l’azote, le potassium, le calcium et le magnésium reconnus pour leurs propriétés pesticide et fertilisante.

Ce Biostimulant s’applique à la production des denrées agricoles enrichies en éléments nutritionnels et semences protégées notamment les semences de tomates contre les attaques phytopathogènes. Appliquer sous forme d’amendement de sols à la concentration 30% (P/P) par plante, qui se traduit ici par une cuillère à soupe. Ce biostimulant est un outil requis pour la production des denrées agricole biologique, la préservation de l’environnement et pour booster la production agricole au regard des effets alarmants qui dans le secteur, notamment la baisse croissante de la fertilité des sols et les attaques des agents pathogènes.

II. ETAT DE LA TECHNIQUE

Les biostimulants sont très importants dans le domaine de l’agriculture. Ils apportent des solutions dans le cadre des enjeux d’une agriculture écologique et durable. En complément des engrais et des amendements, ils apportent de l’innovation dans les systèmes agroécologiques en vue de contribuer à :

• Améliorer la fertilité du sol, • Réduire les impacts environnementaux de la fertilisation, • Promouvoir une alimentation de qualité, • Préserver la santé des agriculteurs et des consommateurs.

Le terme de biostimulant a commencé à prendre de l’ampleur au début des années 90, il regroupe une terminologie variée pour désigner ces produits : biofertilisant, inducteur de résistance, stimulateur de défenses naturelles, stimulateur de croissance, activateur de sol, etc.

En 1933, le terme biostimulant était lié au concept de théorie du stimulant biogénique attribué au professeur V.P. Filatov. Ce dernier a proposé que les matériaux biologiques dérivés de divers organismes, y compris des plantes, qui ont été exposés à des facteurs de stress, pouvaient affecter les processus métaboliques et énergétiques chez les humains, les animaux et les plantes.

Le terme et le concept de biostimulant ont été révisés et mis à jour plusieurs fois au cours des années, reflétant l'intérêt et les nombreuses études que la communauté scientifique a consacrés à cette nouvelle catégorie de produits. Le terme biostimulant est apparu initialement comme un descripteur polyvalent de toute substance ayant un effet bénéfique pour les plantes et qui n'entre pas dans la catégorie des engrais, des produits phytosanitaires et des amendements.

En d'autres termes, les biostimulants ont donc été définis au moyen d'une logique négative qui exclut ce qu'ils ne sont pas. De cette façon, une ligne de démarcation a été tracée entre les biostimulants et d'autres catégories de substances largement appliquées aux cultures, comme les engrais et les produits phytosanitaires. Dans un deuxième temps, il a été mis en évidence que les actions positives attribuables aux biostimulants peuvent également être offertes par des bactéries et des champignons, élargissant ainsi les catégories de biostimulants pour inclure également les micro-organismes.

Enfin, en 2019, le nouveau règlement européen 2019/1009, connu sous le nom de règlement sur les produits fertilisants, a pour la première fois reconnu officiellement les biostimulants végétaux. Dans ce nouveau règlement, les biostimulants apparaissent comme une catégorie à part entière avec des règles uniques qui permettent la commercialisation dans l'espace européen.

De nombreuses propriétés sont reconnues aux biostimulants. Notamment :

• L’amélioration de l’absorption par la plante des nutriments présents dans l’environnement ou apportés par les engrais, • L’amélioration de la biodisponibilité des composés nutritifs du sol permettant une meilleure absorption et utilisation au sein de la plante.

• L’augmentation de la tolérance et de la résilience des plantes face aux stress abiotiques (sécheresse, excès d’eau, gelées, salinité, etc.) ;

• L’amélioration des critères de la qualité des produits récoltés (par exemple : teneur en sucre, en lipides, couleur, conservation, etc.) ;

• L’amélioration de l’activité microbienne ou des propriétés physicochimiques des sols permettant une meilleure dégradabilité des composés organiques ;

• Un gain économique via l’augmentation des rendements :

• Un gain environnemental par la réduction de l’utilisation de fertilisants issus de sources non renouvelables.

Sur les fruits après application de biostimulants sur les fruits, on peut observer :

• Une meilleure fructification ;

• Une augmentation de la taille et du poids :

• Une meilleure qualité gustative.

Sur les parties végétales après application de biostimulants, on peut observer :

• Une croissance plus importante • Un rendement plus élevé • Une meilleure assimilation de l'eau et des nutriments • Une réaction au stress adaptée

Sur les fleurs après application de biostimulants sur les fleurs, on peut observer :

• Un déclenchement plus rapide du bourgeonnement et de la floraison

Sur les semences après application de biostimulants, on peut observer :

• Une meilleure germination • Un effet starter • Une résistance au stress hydrique dû à la greffe

Sur les racines après application de biostimulants sur les racines, on peut observer :

• Un meilleur développement racinaire • Une amélioration de la qualité gustative • Un enracinement plus rapide des boutures

Sur le sol, après application de biostimulants, on peut observer :

• Une amélioration des propriétés physico-chimiques • Un développement de microorganismes bénéfiques • Une meilleure rétention de l'eau et des nutriments • Une résistance face au stress causé par la salinité lll. DESCRIPTION DE L’INVENTION

La présente articulation de ce mémoire comporte une description sommaire et une description détaillée de l’invention.

lll.2. Description sommaire de l’invention

Le biostimulant est obtenu par homogénéisation couplé au chauffage à 500°C d’un mélange constitué de poudre chauffées de coquilles d’huitres, de flocons secs de Tiïhonia diversifolia et du jus de purin de neem. Les différents ingrédients de notre Biostimulant sont obtenus suivant un protocole bien déterminé.

La poudre de coquille d’huitres chauffée est obtenue par chauffage des coquilles d’huitres à 200°C pendant une heure, puis broyées dans une broyeuse adaptée . La poudre obtenue a été est tamisée à l'aide d'un tamis de 0,8 mm pour obtenir une poudre la plus fine chauffée dans une étuve à 1200°C pendant 2h. La poudre obtenue conservé à température ambiante. Le purin est obtenu par macération des feuilles et graines de neem pendant 14 jours à raison de 1kg de matière végétale (50% graines et 50% feuilles) pour cinq litres d’eau. Les flocons sèches sont obtenus par découpages puis séchage au dessiccateur des feuilles de Tiïhonia diversifolia.

Dans le procédé de production, on mélange à l’aide d’homogénisateur, 70% de poudre chauffées de coquilles d’huitres, 20 % de flocons sèches de Tiïhonia diversifolia et 10 % de jus de purin de neem. Après homogénéisation, l’ensemble est séché au four à 500°C pendant une heure. La poudre obtenue contient l’oxyde de calcium, le phosphore, la chitine, P’Azote, sesquiterpernes lactones, flavonoides, l’azote

Je potassium , l’azadirachtine , melantriol, nimbine, nimbidine, nimbinine, salannine, azadirone, azadiradione, gédunine, valassinine, le calcium et le magnésium. Cette composition lui confère des propriétés stimulatrices, bactéricides, fongicides, fertilisantes et bio fortifiantes. Ce biostimulant est de nature poudreuse de couleur beige et a une durée de conservation de 24 mois à température ambiante (condition paysanne ou air libre) se caractérisant par un pouvoir hygroscopique de 81,13 %.

Le biostimulant permet de réduire (de 0,1 à 1 unité pH) l’acidité des sols, d’augmenter (de 0,1 à 1 unité pH) le pH du sol, la teneur (de 5% à 75%) en calcium, (de 5% à 40%) potassium, (de 10% à 30%) azote, (de 10% à 300%) phosphore et (de 5% à 20%) cation échangeable au niveau du sol.

Le biostimulant permet d’améliorer la croissance des plantes, d’augmenter le rendement de production en fruits de tomates chez les plants de tomate et de lutter contre les agents pathogènes, notamment le mildiou chez la tomate causé par le phytophtora infestans.

Le biostimulant opère comme un amendement du sol à la dose de 30 % (P/P) avant les semis et pendant toutes les étapes de développement phénologique de la plante.

Le biostimulant, favorise la synthèse des composés phénoliques, des protéines, des activités peroxydases, des sucres totaux flavonoïdes.

Le biostimulant favorise la surexpression des gènes de défenses chez la tomate notamment les gènes TomPRl, TomPR.2 et TomLoxC, inhibe la synthèse des protéines, des pompes ATPases et détruis la membrane des agents pathogènes.

1II.2. Description détaillée de l’invention

Le procédé de fabrication du Nano Biostimulant, objet de la présente invention repose sur deux étapes majeures à savoir : L’obtention du purin de neem à partir des graines et feuilles de Azadirachta indica, les poudres chauffées de coquilles d’huitres et les flocons sèches de Tithonia diversifolia d’une part et la formulation du Biostimulant proprement dit à l’aide de l’ensemble d’ingrédients pour obtenir le produit final.

111.2. Obtention des extraits et autres ingrédients

III.2.1. Les Flocons sèches de Tithonia diversifolia

Les feuilles et fleurs de Tithonia diversifolia sont collectées dans les parcelles d’expérimentation du centre de biotechnologie de l'Université de Yaoundé 1. Ces feuilles peuvent également être collectées dans les milieux naturels où elles poussent.

Z Les feuilles et fleurs sont découpées en fine portion.

Z L’ensemble est séché au déshydrateur pendant trois jours.

Les flocons sèches de Tithonia diversifolia sont obtenus comme indiqué dans la figure A de la planche de dessin 1 ci-joint.

111.2.2. Préparation du purin de neem

S Les feuilles d Azadirachta indica (margousier) ont été collectées autour du campus de l'Université de Yaoundé 1. Les graines ont été achetées au niveau de Maroua (Marché local de la ville de Maroua)

Ά Les feuille son lavées à l'eau courante, coupées. Les graines sont triées puis broyées aux Moulinex.

Z Le matériel végétal constitué des graines broyées et feuilles découpées (rapport 50 /50) est mélangé à de l'eau dans un rapport de 1/5 (P/V).

Z Le mélange est incubé pour fermentation pendant une durée de 14 jours.

Z A la fin de la période de fermentation, l'extrait liquide est séparé des résidus par filtration à l’aide du tissu de mousseline.

Z L’extrait liquide obtenu constitut le purin.

En bref, le procédé de production du purin de neem (Azadirachta indica) est résumé dans la figure B de la Planche de dessin l/ll ci-joint.

III.2,3. Préparation de la poudre chauffée de coquille d’huitre

Les étapes préparation de la poudre de coquille d’huitre sont les suivantes :

- Collecte des coquilles d’huîtres : les coquilles d’huitres sont achetées sur le marché au niveau de la localité de Mouanko ;

- Tri et lavage : cette opération implique la sélection de matières indésirables telles que des pierres, des bâtons, l'élimination des particules indésirables pouvant être présentes au milieu des coquilles par la main, ensuite les coquilles sont lavées abondamment à l’eau du robinet afin d’éliminer la boue ;

- Séchage et chauffage : l'étape de séchage et chauffage consiste à sécher les coquilles d’huitres au soleil dans un premier temps et ensuite placer les coquilles d’huitres séchées dans un four pour chauffage à une température de 200°C pendant une heure jusqu’à obtention d’un poids constant et pouvant être facilement broyées ;

- Broyage : cette opération consiste à broyer les coquilles d’huitres séchées à l'aide d'un mélangeur adapté, muni d’une lame en acier inoxydable de préférence pour obtenir une poudre fine ;

Filtration : la poudre est ensuite tamisée en utilisant un tamis avec une taille de pores de 0,8 mm ;

- Chauffage de la poudre fine : cette opération consiste à placer à l’étuve la poudre de coquille d’huitre et de chauffer à 12OO°C pendant deux heures.

En bref, le procédé d’obtention de la poudre chauffée de coquilles d’huitres est résumé dans la figure C de la Planche de dessin l/ll ci-joint, lll.3. Obtention Formulation du biostimulant

A cet effet, les différentes formules ont été développées et ont subi une série de 5 tests. L’objectif était de trouver la formule idéale.

III.3.1. Choix des éléments variables

Les facteurs variables comprennent le jus de purin de neem, les flocons sèches de Tithonia diversifoiïa et la poudre chauffée de coquilles d’huitres.

Le tableau ci-dessous résume la formule du biostimulant io Tableau : Formule du Biostimulant

Ingrédients	Proportions (%)
Jus de purin de neem	10
Poudre chauffée de coquilles d’huitres	70
Flocons sèches de Tithonia diversifoiïa	20
Total	100 %

111.3.2. Formulation et production du Biostimulant

Le procédé de production du biostimulant comporte un certain nombre d'opérations unitaires assorties de spécifications physiques comme indiqué à la figure de is la planche de dessin 11/11 ci-joint

Claims (11)

1. Procédé de fabrication d’un Biostimulant à base de poudre de coquilles d’huîtres, de purin Azadirachta indica (neem ou margousier), de flocons secs de Tiïhonia diversifoiia (marguerite jaune) pour l’amélioration de la croissance et la santé des plantes caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :

• La collecte, le chauffage, le broyage et le tamisage des coquilles d’huîtres pour obtenir une poudre ;

• La collecte, la macération des feuilles et des graines en proportion égale pendant quatorze jours dans de l’eau pour obtenir le jus de purin ;

• La collecte, le découpage et le séchage des feuilles de Tiïhonia diversifoiia pour obtenir des flocons.

2. Biostimulant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il est obtenu par l'homogénéisation couplé au chauffage à 500°C d’un mélange constitué de 70 % poudre chauffée de coquilles d’huitre, de 20 % flocons sèche de Tiïhonia diversifoiia et de 10 % du jus de purin de neem.

3. Le biostimulant selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que sa formulation contient des composés dotés de propriétés antimicrobiennes, stimulatrices et fertilisantes.

4. Biostimulant selon les revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il se présente sous la forme d'une poudre de couleur beige.

5. Biostimulant selon la revendication 4, caractérisé en ce qu’il est à la fois un stimulateur, un bactéricide, un fongicide et un fertilisant.

6. Biostimulant selon la revendication N°5 caractérisé en ce qu’il est facile à conserver sur 24 mois à température ambiante (condition paysanne ou air libre) se caractérisant par un pouvoir hygroscopique de 81,13 %.

7. Biostimulant selon la revendication n°6 caractérisé en ce qu’il permet de réduire (de 0,1 à 1 unité pH) l’acidité des sols, d’augmenter (de 0,1 à 1 unité pH) le pH du sol, la teneur (de 5% à 75%) en calcium, (de 5% à 40%) potassium, (de 10% à 30%) azote, (de 10% à 300%) phosphore et (de 5% à 20%) cation échangeable au niveau du sol.

8. Biostimulant selon les revendications 3 et 7 caractérisé en ce qu’il permet d’améliorer la croissance des plantes, d’augmenter le rendement de production en fruits de tomates chez les plants de tomate et de lutter contre les agents pathogènes, notamment le mildiou chez la tomate causé par le phytophtora infestans.

9. Biostimulant selon la revendication N°4 caractérisé en ce que son utilisation opère comme un amendement du sol à la dose de 30 % (P/P) avant les semis et pendant toutes les étapes de développement phénologique de la plante.

10. Biostimulant selon les revendications 9, caractérisée en ce qu’il favorise la synthèse des composés phénoliques, des protéines, des activités peroxydases, des sucres totaux flavonoïdes.

11. Biostimulant selon les revendications 10, caractérisé en ce qu’il favorise la surexpression des gènes de défenses chez la tomate notamment les gènes TomPRl, TomPR2 et TomLoxC, inhibe la synthèse des protéines, des pompes ATPases et détruis la membrane des agents pathogènes.