Combined effects of biochar and plant growth-promoting bacteria (PGPR) on the mitigation of drought stress in barley (Hordeum vulgare L.)

Abstract

L’orge (Hordeum vulgare L.) constitue une culture stratégique en Algérie, mais sa productivité est de plus en plus menacée par les épisodes de sécheresse dans les zones semi-arides. Cette thèse a évalué la capacité de consortiums de rhizobactéries promotrices de croissance (PGPR) d’origine saharienne associés à du biochar à améliorer la tolérance de l’orge à un déficit hydrique sévère. L’expérimentation a été réalisée en pots sous serre sur la variété Fouara selon un dispositif en blocs aléatoires complets randomisés comportant quatre blocs et un plan factoriel intégrant les traitements bactériens (T0, T2, T7, T11), l’amendement en biochar (B0/B1) et deux régimes hydriques (non stressé et 80 % de tarissement du sol). Les paramètres physiologiques, biochimiques, morphologiques, édaphiques, agronomiques et multivariés ont été analysés. Les résultats ont montré que la sécheresse a fortement réduit la teneur relative en eau (−7,12 %), les pigments chlorophylliens (−16,56 %), la croissance végétative, l’accumulation de biomasse, le nombre de grains (−68,10 %), le rendement en grains (−65,96 %) et l’indice de récolte (−19,16 %), tout en augmentant la fuite d’électrolytes (+58,33 %) ainsi que les métabolites de stress tels que la proline (+56,18 %) et les sucres solubles (+28,79 %). L’inoculation par PGPR, en particulier T7 et T11, a atténué ces effets négatifs en améliorant l’hydratation des plants (+37,88 %), en préservant la chlorophylle (jusqu’à 10,33 mg/g FW), en renforçant l’état nutritionnel (N du sol : +300,0 % ; P assimilable : +2533,9 %) et en maintenant les performances reproductives (+65,00 %). Le biochar a amélioré la rétention d’eau et le tamponnement nutritif du substrat, tout en renforçant l’effet bénéfique des souches bactériennes. Les traitements combinant biochar et PGPR, notamment T11 et T7, ont donné les meilleurs résultats globaux et se sont nettement distingués des témoins stressés dans l’analyse en composantes principales et la classification hiérarchique ascendante. Ces résultats démontrent que les PGPR sahariennes et le biochar peuvent constituer des biostimulants efficaces pour améliorer la résilience et la productivité de l’orge en conditions de sécheresse.