Review: implementing plant biostimulants and biocontrol strategies in the agroecological management of cultivated ecosystems

Abstract

Introduction. In the context of sustainable agricultural production, agroecology aims at optimizing the economic and environmental performances of beneficial ecosystem services in order to (i) increase the productivity and resilience of cultivated ecosystems and (ii) preserve their natural resources. The maintenance of such performances is supported by research via the development of new tools that enhance plant tolerance to numerous biotic and abiotic stresses. Literature. Biostimulants can be used as a tool to complement the use of chemical inputs, by involving non-living-based products, or living-based products containing beneficial rhizosphere microbiome, such as plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR). Pest management research has also made major advances in the development of efficient biocontrol methods. Elicitors and semiochemicals are considered to be some of the most promising tools for inducing plant resistance to various diseases and enhancing natural predation, respectively. Several products are already on the market. This review discusses current methods for exploiting and applying biostimulant and biocontrol products in contemporary agricultural systems. Future applications of these tools for sustainable management of cultivated ecosystems are also discussed. Conclusions. These tools are still difficult to use because of their lack of reliability in the field and their uneasy integration in the cropping systems. Further studies are needed to better understand the parameters influencing the efficiency of PGPR, elicitors and semiochemicals. Special attention needs to be given to the formulation and the interactions of these products with plant physiology and the environment.Synthèse bibliographique : intégrer les biostimulants et les stratégies de biocontrôle dans la gestion agroécologique des écosystèmes cultivés Introduction. Dans le cadre d’une production agricole durable, l’agroécologie vise à optimiser les performances économiques et environnementales des services écosystémiques avantageux afin d’assurer (i) une augmentation en productivité et en résilience des écosystèmes cultivés et (ii) une préservation de leurs ressources naturelles. Le maintien de ces performances est soutenu par la recherche via le développement de nouveaux outils permettant d’augmenter la tolérance des plantes aux stress biotiques et abiotiques. Littérature. Les biostimulants peuvent être utilisés comme un outil complémentaire à l’utilisation d’intrants chimiques via l’usage de formulations inertes ou vivantes contenant des microbiontes rhizosphériques bénéfiques tels que les bactéries promotrices de la croissance des plantes (PGPR). La recherche en phytopathologie a également fait des progrès conséquents dans le développement de méthodes de lutte. Les éliciteurs et sémiochimiques font partie des outils de biocontrôle les plus prometteurs en stimulant, respectivement, les défenses naturelles des plantes contre de nombreuses maladies et la prédation naturelle. Plusieurs produits sont déjà disponibles sur le marché. Cette synthèse décrit les méthodes actuelles d’emploi et d’application des produits biostimulants et de biocontrôle dans les systèmes agricoles actuels. Le futur de ces techniques dans la gestion durable des écosystèmes cultivés est également abordé. Conclusions. Ces outils sont encore difficilement utilisables du fait de leur efficacité variable au champ et du manque de recul sur la manière de les intégrer dans les systèmes de culture. Des recherches supplémentaires sont nécessaires afin de mieux comprendre les paramètres conditionnant l’efficacité des PGPR, des éliciteurs et des sémiochimiques. L’accent doit être porté sur la formulation et les interactions de ces produits avec la physiologie et l’environnement de la plante.