Evaluation du potentiel de production en hydroponie de plusieurs génotypes de Cynara cardunculus L. et étude de l'activité herbicide de ses extraits

Abstract

Cynara cardunculus L. est une plante méditerranéenne utilisée comme source de composés bioactifs depuis de nombreuses années dans des pratiques traditionnelles pour ses vertus thérapeutiques. Cette plante est également connue pour ses propriétés allélopathiques et ses extraits sont étudiés comme méthode alternative de contrôle des adventices. Le but de ce travail est d’étudier la production de cardons (Cynara cardunculus) en hydroponie, avec et sans stress salin, et son impact sur la phytotoxicité des extraits de feuilles de cardons et sur leur teneur en polyphénols totaux. Une première expérimentation de production sur quatre variétés de cardons cultivés et sauvage s’est déroulée en conditions contrôlées dans un ancien container maritime transformé en système de production hydroponique. Ensuite, afin de déterminer l'effet de l'augmentation du niveau de salinité de la solution nutritive (0, 30 ou 60 mM de NaCl ajouté) sur la production de biomasse aérienne et la teneur en polyphénols totaux de trois variétés de cardons, une seconde expérimentation a été mise en place en serre dans des systèmes hydroponiques de type NFT. Les extractions ont été réalisées à partir des feuilles de cardons séchées et réduites en poudre avec du méthanol pur comme solvant. Une extraction avec un mélange de solvants méthanol/chloroforme/eau (12 :5 :3 v/v) a également été testée. L’activité herbicide des extraits a été évaluée en pré-émergence sur des semences de Trifolium incarnatum L., ainsi qu’en post-émergence, sur Lollium perenne L. et T. incarnatum. Tous les extraits ont montré des effets d’inhibition de la croissance des semences de T. incarnatum, ainsi qu’une activité herbicide marquée en post-émergence. Parmi les différentes variétés, la variété Argentée de Plainpalais s’est avérée la plus intéressante, présentant un bon potentiel de production en hydroponie avec une activité phytotoxique élevée de ses extraits lorsque le cardon dont ils proviennent, s’est développé sous contrainte saline (30 mM NaCl). Ces résultats indiquent qu’il est possible de cultiver des cardons en hydroponie en vue de produire des métabolites secondaires, notamment pour les utiliser dans le développement d’un bioherbicide.

Cynara cardunculus L. is a mediterranean plant, source of bioactive compounds and has been used for many years in traditional practices for its therapeutic qualities. This species is also known for its allelopathic properties, and its extracts are studied as alternative weed control methods. This work aims to study the culture of cardoons (Cynara cardunculus) in hydroponics system, with and without saline stress, and its impacts on the phytotoxicity of cardoon leaf extracts and on its total polyphenols content. A first production experiment on four varieties of cultivated and wild cardoon was carried out under controlled conditions in a modified vertical hydroponic shipping container. Then, in order to determine the effect of an increase of the salinity level in the nutrient solution (0, 30 or 60 mM of added NaCl) on biomass production and total polyphenol content of three cardoon varieties, a second experiment was set up in a greenhouse with NFT-type hydroponic systems. Extractions were performed from dried and powdered cardoon leaves with pure methanol as solvent. Extraction with a methanol/chloroform/water solvent mixture (12:5:3 v/v) was also tested. The herbicidal activity of the extracts was assessed in pre-emergence on Trifolium incarnatum L. seeds, as well as in post-emergence, on Lollium perenne L. and T. incarnatum. All extracts showed inhibition effects on the growth of T. incarnatum seeds and a marked herbicidal activity in post-emergence. Among the different varieties, the Argentée de Plainpalais variety proved to be the most interesting, presenting a good production potential in hydroponics with a high phytotoxic activity of its extracts when the cardoon from which they come, was developed under saline stress (30 mM NaCl). These results indicate that it is possible to grow cardoons in hydroponics to produce secondary metabolites, especially for use in the development of a bioherbicide.