Cultures

Comprendre le stress oxydatif

Quand une plante est soumise à un environnement oxydant

Publié le 17/02/2023

L’équilibre rédox d’une plante résulte d’un côté de la production de déchets oxydants inhérents à la photorespiration et de l’autre de la production d’antioxydants. Ils ont pour rôle de neutraliser en permanence les déchets de photorespiration, et de protéger directement la plante contre des stress oxydatifs inéluctables en système cultivé.

« Le stress oxydatif est l’ensemble des agressions causées par des molécules dérivant de l’oxygène », peut-on lire comme définition universelle. Assez bien comprise et admise dans le domaine de la santé humaine, cette notion peine à prendre pied en agronomie. On parle plus facilement de stress biotiques ou abiotiques, c’est-à-dire d’agressions par des organismes ou par le climat, ou qui ont pour origine des déséquilibres nutritifs, des carences ou des excès toxiques. Pourquoi une agression biologique ou abiotique va-t-elle provoquer une oxydation ? Parce qu’il respire et consomme de l’oxygène et du glucose, le vivant produit des déchets de respiration, comme du CO2 (gaz carbonique), de l’eau, et des produits « imparfaits » de ces réactions biochimiques qu’on retrouve sous forme d’espèces chimiques d’oxygène dégradées et que l’on nomme les radicaux superoxydes (ROS). Dans la littérature chimique, ces formes d’oxygène sont représentées avec un point, tel que HO., RO., O2.-, etc. Le point signifie que ces formes d’oxygène disposent d’un électron libre, on parle d’entité radicalaire. La conséquence de cet électron baladeur est l’extrême réactivité de ces ROS, ce qui les rend extrêmement toxiques dans le milieu cellulaire. Ils sont connus pour dégrader l’ADN, la membrane lipidique des cellules et finalement altérer le bon fonctionnement métabolique de la cellule vivante. Chez l’homme et l’animal, la principale source d’émission de ROS se situe au niveau du siège de la respiration, soit la mitochondrie, cet organite cellulaire à partir duquel l’être vivant tire son énergie. Et chez la plante, au niveau des chloroplastes, cet autre organite cellulaire siège de la photosynthèse et de la photorespiration. Un arsenal pour neutraliser l’oxydation Fort heureusement, le vivant a tout prévu et en particulier de neutraliser ces déchets oxydants de la respiration. Et la cellule vivante dispose d’un arsenal pour neutraliser en permanence ces ROS : avec des stratégies enzymatiques comme la glutathion-réductase, et non enzymatiques comme les vitamines, l’acide ascorbique, le tocophérol appelé aussi vitamine E, les carotènes, ou les fameux polyphénols comme les tanins. La vitamine C ou le glutathion sont des molécules communes entre les animaux et les plantes. Mais ces dernières ont la faculté de produire une classe supplémentaire de composés antioxydants : les polyphénols. Leur capacité antiradicalaire est bien connue à travers notamment le « french paradoxe », ce régime alimentaire qui améliore les capacités de vieillissement. Une balance entre oxydants et antioxydants Tout se passe donc dans le stress oxydatif comme ci il y avait d’un côté cette production d’oxydants et de l’autre les antioxydants, à l’image d’une balance entre la production de ROS et d’antioxydants. Le stress intervient quand la balance penche du côté des oxydants. Mais la cellule tente en permanence d’entretenir cet équilibre que l’on appelle l’homéostasie. Et comme nous parlons d’oxydation, cet équilibre ou déséquilibre se mesure avec le potentiel rédox. Au-delà d’une plage d’équilibre entre 400-450 mVolts, la cellule est dans un état oxydé. Pour les agriculteurs et viticulteurs, un appareil arrive sur le marché pour mesurer ce potentiel rédox. Il s’agit du spectromètre portatif Senseen qui effectue par simple balayage lumineux sur la plante un spectre et en déduit par intelligence artificielle le potentiel rédox. Il se trouve que cet équilibre rédox est la résultante de l’état rédox principalement de deux couples oxydo-réducteurs à fort pouvoir réducteur : le glutathion (omniprésent dans les cellules, plus particulièrement le cytosol, c’est-à-dire le liquide cellulaire, et notamment dans le foie chez l’homme) et l’ascorbate (de 20 à 300mM (milli-molaire) dans les chloroplastes), plus communément appelé vitamine C (Noctor, 2006). Quels enseignements pour la viticulture ou l’agriculture ? Chez l’humain, des praticiens proposent d’évaluer le statut oxydatif d’un patient à partir de 80 paramètres (Dr Michel Brack, 2014), on y retrouve toute une série de marqueurs comme les vitamines, le glutathion, des oligoéléments, bref des acteurs de « la protection antioxydante ». Mais chez la plante ? Les antioxydants neutralisent les radicaux superoxydes, mais ils peuvent également être directement sollicités par ailleurs en tant que substances de défenses naturelles par exemple pour détoxifier la plante d’une substance étrangère. Citons l’exemple du complexe Glutathion-Atrazine, où le glutathion est engagé dans la détoxication de l’herbicide… Dans ce cas, c’est du glutathion qui n’est donc plus disponible pour l’homéostasie. On comprend alors que le désherbant fait pencher la balance du mauvais côté… Mais il peut y avoir d’autres sources de stress oxydatif faisant pencher la balance du côté oxydatif comme les UV, les carences minérales, les stress hydriques, les multiples pollutions, l’ozone, la proximité d’une ligne haute tension, le cuivre qui est un métal de transition et facilite donc les réactions oxydatives. Des stress inéluctables en système cultivé En réalité, les stress oxydatifs cumulés tout au long du cycle végétatif sont inéluctables quand on domestique et cultive une plante. La vigne ou l’arbre fruitier sont taillés et doivent cicatriser en utilisant leurs polyphénols pour faire « du bois » à l’endroit des cicatrices. Dans d’autres situations de stress, un sol tassé modifie l’alimentation minérale et la régulation hydrique d’une plante. Alors les carences ou excès toxiques de nutriments minéraux altèrent la photosynthèse et en particulier la production de polyphénols qui viennent à manquer pour les défenses naturelles et l’homéostasie. Les recherches sur la biosynthèse des polyphénols ont montré une extraordinaire plasticité de cette biosynthèse par les plantes. Elles adaptent leur production en différents polyphénols en fonction des conditions environnementales. Leur objectif étant de se protéger par rapport à des agressions oxydantes. Par exemple des plantes vont sécréter des amertumes répulsives en présence d’herbivores. Elles vont produire des écrans UV en cas de forte exposition. Elles vont neutraliser des molécules toxiques exogènes si besoin. Ou encore, elles vont émettre des polyphénols fongistatiques en cas d’attaque. La plante est donc capable de réorienter ses flux de carbones de photosynthèse vers tel ou tel polyphénol pour limiter un stress oxydant. L’agriculture moderne qui cherche à agir avec de plus en plus d’élégance sur le vivant en utilisant des techniques les moins oxydantes possibles, fait considérablement évoluer ses pratiques et diminue la toxicité de ses intrants. L’outil Senseen de mesure de potentiel rédox permettra d’apprécier l’impact rédox des pratiques. Et de plus en plus d’opérateurs de l’agriculture réfléchissent leurs intrants par cette approche. .

Pommes

L’exception alsacienne menacée

Publié le 31/01/2023

Alors que dans d’autres régions de France qui ont fait de la pomiculture une spécialité, les producteurs arrachent des vergers, la surface consacrée à la production fruitière continue de croître en Alsace. Une exception liée à la densité du bassin de consommation et à la structuration la filière. Elle pourrait néanmoins être fragilisée par la conjoncture actuelle : la hausse des coûts de production combinée aux effets du changement climatique, pèse dans les comptes des exploitations fruitières.

Les images ont fait le tour des journaux télévisés et des réseaux sociaux : des producteurs de pommes, armés de tronçonneuses, abattent leur outil de production. Des images glaçantes, lorsqu’on sait le temps qu’il faut à un verger pour devenir productif, et les investissements que cela requiert, en termes de matériel végétal, de temps de travail, de main-d’œuvre… Il faut que les producteurs soient arrivés au bout du supportable, pour scier la branche qui les nourrit ! En effet, les producteurs interrogés sur les ondes nationales expliquent qu’avec la hausse des charges, et même s’ils font tout ce qui est en leur pouvoir pour la contenir, produire des pommes n’est plus une opération rentable. Dès lors, s’ils arrachent des vergers, c’est pour arrêter une hémorragie dont leurs exploitations pourraient ne pas se relever. D’où leur revendication, portée par la Fédération nationale des producteurs de fruits (FNPF) : « + 20 centimes/kg, c’est ce que réclament les producteurs de pommes à la grande distribution et aux transformateurs… pour simplement survivre. » La situation dans laquelle se trouvent actuellement ces producteurs n’est pas que conjoncturelle, mais aussi structurelle. Elle est le fruit de l’érosion de la pomiculture française : « En 20 ans, la surface dédiée à la production de pommes a reculé de 20 à 30 % en France », indique Hervé Bentz, responsable du verger expérimental Verexal à Obernai. Thomas Burger, producteurs à Steinseltz, rappelle : « Il y a encore quelques années, la France était le premier producteur européen de pommes. La France était non seulement autosuffisante, mais aussi exportatrice de pommes. » Mais au cours des années 2000, la Pologne a détrôné la France, sous l’effet notamment de la Pac, « qui a permis de financer des outils de production dans les Pays de l’Est », analyse Thomas Burger. Un choix de politique européenne dont les producteurs français récoltent aujourd’hui les fruits. Dans son rapport sur la compétitivité de la Ferme France, le Sénat, décortique la dégringolade de la filière : « La France perd chaque année des parts de marché à l’exportation à une vitesse effrénée : le volume exporté a été divisé par deux en moins de 7 ans, passant de près de 700 000 t en 2014 à moins de 350 000 t en 2021… La chute des exportations explique l’érosion du solde commercial français de la filière pommes. Il est passé en volume en moyenne d’un solde excédentaire de 600 000 t/an entre 2004 et 2015 à un niveau de 250 000 t en moyenne depuis 2019… Pour la première fois, la France est même devenue déficitaire vis-à-vis du reste de l’Union européenne en pommes en 2021, tout en maintenant un léger excédent, largement inférieur à la moyenne historique, avec les pays tiers », peut-on lire. Des petites structures, diversifiées, et résilientes L’Alsace semble surnager dans ce marasme. Producteur de fruits à Kriegsheim et président de la Cuma Alsa Pomme, Patrick Vogel explique cette exception alsacienne par plusieurs facteurs : « Les producteurs alsaciens bénéficient d’un bassin de consommation dense, et attaché aux produits locaux. Nous profitons également de l’organisation des filières, avec des structures comme l’interprofession Fruits et Légumes d’Alsace, qui contribue à l’amélioration des relations commerciales entre les différents maillons des filières. » Autre élément d’explication : la taille et le profil des structures. Avec 100 ha de pommes, la Cuma Alsa Pomme fait figure de mastodonte dans le paysage pomicole alsacien, mais c’est « une goutte d’eau », comparée aux exploitations spécialisées, qui cultivent plusieurs centaines d’hectares de vergers. La petite taille des fermes fruitières alsaciennes s’avère être un atout. Par exemple, pour employer de la main-d’œuvre. « Trouver dix personnes, c’est plus facile que d’en trouver 50 », expose Patrick Vogel. Plus petites, les structures alsaciennes sont aussi plus diversifiées. Une diversification qui agit comme un amortisseur, en cas de difficulté dans une filière. L’Alsace bénéficie aussi d’une situation géographique privilégiée : Franche-Comté, Bourgogne, Lorraine… aucun des territoires limitrophes n’est un acteur majeur de la production de pommes. Ce marché relativement peu concurrentiel joue en la faveur des producteurs alsaciens au niveau tarifaire, « y compris auprès de la grande distribution, même s’ils ne sont quand même pas très généreux », rapporte Hervé Bentz. En outre, bon nombre de producteurs multiplient les canaux de commercialisation, entre grande distribution, grossistes, vente directe… ce qui fait que les producteurs alsaciens n’ont généralement « aucun problème de débouché, contrairement aux grands bassins de production », témoigne Patrick Vogel. Parmi les facteurs explicatifs de la résistance alsacienne, Pierre Barth, producteur à Furdenheim, avance aussi les investissements qui ont été consentis par la Cuma Alsa Pomme. Alors que dans d’autres bassins de production, les structures logistiques et commerciales ne sont pas toujours à la hauteur de la production, la station de conditionnement de Brumath permet de préserver la qualité et de bien gérer la commercialisation des pommes d’Alsace. L’Alsace n’arrache pas, mais la situation économique se tend Du fait de ces particularités, l’Alsace n’arrache pas de vergers, au contraire, il s’en plante. « Depuis 2016, la surface des vergers est passée de 80 à quelque 100 ha », estime Patrick Vogel. Cette dynamique est néanmoins menacée. D’un côté, les producteurs sont confrontés à des coûts de production qui augmentent, « surtout en post-production, stockage, emballage, transport, et main-d’œuvre », pointe Pierre Barth, qui chiffre la hausse des charges à « au moins 15 cts/kg de pomme ». Aux coûts de production s’ajoutent des frais que l’on pourrait qualifier d'« annexe » s’ils n’étaient pas devenus essentiels. Patrick Vogel a ainsi mis en place quatre certifications sur son exploitation : Vergers écoresponsables, GlobalG.A.P., charte Fruits et légumes d’Alsace, et HVE. « Ça me coûte 2 000 €/an. Mais, sans ça, je n’ai pas accès à la grande distribution », précise-t-il. La hausse du coût de l’énergie inquiète tout particulièrement les producteurs. La Cuma Alsa Pomme est, pour l’instant, relativement épargnée grâce à un contrat signé avant le début de la crise et qui court jusqu’en 2025. « Nous sommes malgré tout, confrontés à des hausses significatives du coût de l’électricité », rapporte Patrick Vogel, qui souligne que, si on peut baisser le chauffage de quelques degrés dans son salon en enfilant un pull, il n’est pas envisageable de faire de même dans les cellules réfrigérées où sont stockées les pommes. En effet, la moindre variation de température se paie au niveau de la qualité. Même son de cloche au Verexal, qui est pour l’instant relativement bien protégé de la hausse du coût de l’électricité par un contrat d’approvisionnement qui court jusqu’en août 2023. Mais la perspective de son renouvellement est source d’inquiétude. Et puis, en 2023, d’autres charges vont s’ajouter, comme « l’augmentation du Smic, la hausse du coût des matériaux », indique Pierre Barth. Car si le verger alsacien plante encore des arbres, cela coûte de plus en plus cher aux producteurs en termes de piquets et autres matériels de palissage. « Globalement tout a pris 30 %. Ça va devenir compliqué pour les trésoreries », pronostique Pierre Barth. D’autant que les producteurs ne vont pas pouvoir répercuter ces hausses des coûts de production comme ils le voudraient : « Il faut rester aligné au prix du marché si on veut vendre », pointe Thomas Burger. La liste des menaces ne serait pas complète sans celle du changement climatique. Les Burger ont perdu les trois quarts de leurs poires à cause du gel l’année dernière. « Pour nous, c’est le principal problème : il nous manque du volume, et nous avons des charges en hausse, que nous n’avons pas pu répercuter. » Pierre Barth déplore aussi une récolte « pas énorme » mais un prix payé au producteur « qui n’augmente pas ». Le Verexal, également, a vu sa production amputée par le gel. D’ailleurs, si le retour du froid est une bonne nouvelle car il retarde la croissance et donc une émergence trop hâtive de la végétation, les effets de la douceur qui a précédé ne sont pas pour autant effacés : « Tout démarrage précoce de la végétation augmente le risque de dégât de gel. Et plus l’état végétatif est avancé, plus les dégâts risquent d’être importants », rappelle Hervé Bentz.

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Navets salés

Gilles Jaeg reprend le flambeau des Speisser, à la transfo'

Publié le 12/01/2023

Les terres dorées d'Alsace, la SAS créée par Gilles Jaeg de Bindernheim, reprend l'outil de transformation en navets salés de la choucrouterie Speisser, à Geispolsheim. Cathy et Constant Speisser partent à la retraite, soulagés et heureux. La filière, appuyée par Fruits et légumes d'Alsace, partage ces sentiments, puiqu'ils sont toujours trois transformateurs et sept producteurs de navets salés, en Alsace, dont la famille Jaeg, chez qui a eu lieu la conférence de presse de saison.

Toute la presse locale était là... ou presque ! Mardi 10 janvier, la première action de communication des Fruits et légumes d'Alsace a permis de faire la promotion du navet salé, un produit régional de saison, encore trop négligé par les consommateurs et les restaurateurs. Il est pourtant riche en vertues nutritives (fibres, vitamines), hypocalorique, rapide à préparer (d'autant plus qu'il est aussi vendu précuit) et facile à digérer. Un peu plus cher que la choucroute car son rendement est moins important (environ 25 t/ha contre 80 t/ha pour le chou) et qu'il faut 3 kg de navets pour obtenir 1 kg de navets salés, contre 2 kg de chou pour 1 kg de choucroute, le seau d'1 kg et quelques de navets salés est affiché à 5 €, en général, en grandes et moyennes surface. Ce légume hyper local reste donc à la portée de toutes les bourses. A l'EARL Roland Jaeg, à Bindernheim, on en produit 450 t par an, sur les 850 récoltés chaque campagne par les sept producteurs alsaciens. 300 t partent aux Terres dorées d'Alsace, la SAS de Gilles, le fils Jaeg, qui a repris l'activité de transformation des Speisser, à Geispolsheim, en août 2022. « On en parlait depuis quelques années, de cette transmission, puisque nous livrions Cathy et Constant. Mais j'ai d'abord terminé mes études : un BTS Acse, au lycée d'Obernai, obtenu en 2020. Puis, j'ai été salarié de l'EARL, j'y ai pris une part. J'ai aussi travaillé une semaine, l'an passé, avec les Speisser pour voir si le métier me plaisait. Et oui : ce que je fais à Geispolsheim, c'est dans la continuité de ce que nous créons, ici, à Bindernheim », raconte le jeune homme de 23 ans. L'EARL Jaeg, ce sont 115 ha, dont 38 de navets, cultivés en dérobé (8 à 10 ha pour le navet salé et le reste en légumes, commercialisés via la Coopérative des maraîchers de Sélestat), 75 ha de maïs, 30 ha de blé, 5 ha d'oignons blancs, 2 ha de jachères et prairies, et 80 ares de rhubarbe. Gilles aide ses parents, depuis l'enfance. Les deux autres transformateurs (Adès et Claude) accueillent avec joie cette nouvelle recrue. Pierre Lammert, le président de l'IFLA, l'interprofession, rappelle que des spots publicitaires seront diffusés à la radio, dès ce week-end, pour que vive la tradition du « sueri ruewe ».