Brevet FR2808969A1 — publié le 20011123

La présente invention concerne un produit activateur de croissance et développement des végétaux issus de lignosulfonates cationiques. Les lignosulfonates sont des sous-produits de l'industrie de la papeterie. L'action des lignosulfonates pour favoriser la croissance des plantes est connue. Le brevet US 3 71 2803 décrit une composition à cet effet comportant mélange de farine de poisson avec un sel d'acide lignosulfonique, par exemple du sel de calcium, mélange étant soumis à une hydrolyse acide qui aurait pour effet de solubiliser au moins deux tiers des protéines et étant traité en milieu oxydant entre 20 et 80 C pendant durée de 2 heures à 6 jours. Les végétaux sont traités par pulvérisation ou poudrage. Le brevet FR 2 422 331 décrit une composition de régulation de la croissance plantes qui peut comporter des lignosulfonates en tant qu'agents dispersants . Les documents de l'art antérieur se bornent à l'énoncé d'une constatation, celle l'effet bénéfique sur la croissance des plantes des lignosulfonates sans cependant être en mesure expliquer le mécanisme et d'isoler les composés actifs à cet effet. La présente invention va plus loin que les simples constatations non expliquées ou argumentées de l'art antérieur en ce qu'à travers l'étude de l'action des lignosulfonates sur les plantes, il a été possible de déterminer les caractéristiques du principe actif dans le développement et la croissance de la plante permettant ainsi de parvenir aux caractéristiques de l'activateur de croissance et de développement des végétaux selon l'invention et à la caractérisation d'un procédé d'obtention dudit activeur à partir des lignosulfonates. À cet effet, l'activateur de croissance et de développement des végétaux issus des lignosulfonates cationiques selon l'invention, se caractérise essentiellement en ce qu'il comporte une fonction protectrice de l'auxine de la plante, indépendante du cation d'accompagnement, cette auxine étant l'hormone capable de favoriser la rhizogenèse et la croissance radiale des tiges, ainsi que la floraison et la fructification. Suivant une autre caractéristique, l'activateur selon l'invention se définit par la possession d'une fonction chélatante et d'une fonction protectrice d'auxine. Suivant une autre caractéristique de l'invention la masse moléculaire de l'activeur de croissance est inférieure à 3000, de préférence la masse moléculaire est comprise entre Suivant encore une autre caractéristique, l'activateur de croissance selon l'invention a une structure du type Le procédé d'obtention de l'activateur de croissance selon l'invention à partir lignosulfonates se caractérise en ce qu'il est fait usage d'un fractionnement au méthanol pour obtenir une fraction soluble dans le méthanol comportant 75 % de matière sèche 77,5 du fer originaire composée de molécules de masse moléculaire les plus faibles 1500, contenant le ou les agents protecteurs des auxines et le ou les chélates que, cette fraction soluble au méthanol est soumise à une dialyse sur une membrane possédant MWCO de 1000, l'eau de dialyse comportant 93 % de matière sèche et 95 % du fer et contenant les molécules à faible masse moléculaire, que cette eau de dialyse est elle- même fractionnée par une dialyse sur une membrane MWCO 500, l'eau de dialyse obtenue contenant 91 % de la matière sèche et 98 % du fer ; et que l'eau de dialyse obtenue est filtrée sur un gel de SEPHADEX (marque déposée), ou tout type de tamis moléculaire. Suivant encore une autre caractéristique, le procédé d'extraction fait usage d'un fractionnement en utilisant des membranes d'ultrafiltration de seuil de coupure adéquat à savoir une membrane d'ultrafiltration de seuil de coupure de 1000 et que l'on récupérera l'activateur croissance dans le perméat obtenu par cette opération. Des essais d'application des lignosulfonates sur la croissance et le développement des plantes été conduits à partir de lignosulfonates de fer (LSFe) et des lignosulfonates de calcium (LSCa) le matériel végétal étant constitué par des dicotylédones monocotylédones telles que Tomates Poivrons, Haricots, Maïs. Selon cas il y a eu apport de lignosulfonates de fer (35 mg .L"1) quantité calculée afin d'obtenir une concentration finale de fer de 50 N M ou de lignosulfonates de calcium à raison de 35 mg L-1. Les courbes de croissance tableau I représentent des cultures hydroponiques de poivrons en présence de LSCa, et sans apport de LSCa. On observe une croissance supérieure pour les plants cultivés en présence de LSCa. On observe de même un chevelu racinaire beaucoup plus développé. Le tableau 2 illustre différents paramètres comparatifs établis sur des cultures hydroponiques de maïs en présence de DE LSCa ou en l'absence de LSCa. LSCa + LSCa Augmentation du paramètre mesuré Poids total des 28g 5,26g +23% plantes +/-0,25 +I-0,37 Poids des racines 1,65g 1,98g +20% +/-0,1 +/-0,14 Poids de la partie 2,63 ! 3,27g +24,3% aérienne +/-0,21 +/-0,3 Diamètre de tige 31 mm 5,38mm +27% +/-0,34 +/-0,33 Diamètre de la 1,18mm 1,5mm +24,8 racine principal +I-0,18 +/-0,1 Le poids total des plantes est accru de 23 %. Le tableau 3 est un tableau comparatif du poids de matière sèche des plants de maïs avec ou sans apport de LSCa. -LSCa +LSCa Poids total des 319,93 370,13 plantes +/-15 +/-29 Poids des 105,91 112,78 racines +I-2,8 +/-8 Poids de la 2 1 4,02 257,35 partie aérienne +/-13 +/-21 Le tableau 4 est un tableau comparatif de représentation du poids de matière sèche des parties aériennes et racinaires du plan de maïs. -LSCa +LSCa Racines 33,15% 30,48% +/-1,25 +/-066 Partie aérienne 66,84% 69,53% +I-1,25 +/-065 Le poids total des plants est supérieur de 15,7 % en présence de LSCa et ce, de façon significative. Il en est de même pour le poids de matière sèche de la partie aérienne. ce qui concerne la masse sèche des racines, elle est plus importante chez plans cultivés en présence de LSCa, mais cette différence n'est pas significative. proportion des racines et des parties aériennes par rapport à la masse sèche la plante varie ici significativement. Chez les plantes non traitées, les racines représentent 33,15 % alors que chez les plantes traitées la masse sèche des racines ne représente 30,5 %.Ces résultats ne sont pas contradictoires avec les résultats précédemment exposés sur la matière fraîche. En effet, les plantes traitées par LSCa possèdent un chevelu racinaire plus important. La particularité de ce système racinaire est d'être constitué de nombreuses racines jeunes, non subérifiées, dont les cellules en cours de multiplication contiennent une forte proportion d'eau. C'est cette variation dans la différenciation des tissus peut expliquer les résultats obtenus sur les pesées de matière fraîche et de matière sèche. résultats significatifs ont également été relevés dans le cas culture de maïs en plein champ avec obtention d'épis plus longs, plus lourds et dont le taux d'avortement de la partie apicale est plus faible, notamment le poids total de l'épi et poids des grains sont plus importants avec l'apport de LSCa. Les exemples mentionnés ne sont pas limitatifs. L'invention applicable sur tous types de végétaux et notamment en sylviculture, arboriculture, pour vigne ou pour les noyers. est démontrée que les lignosulfonates, quelle que soit la nature matière du métal chélaté, favorisent la croissance des végétaux et leur fructification. caractéristiques au niveau des effets observés montrent une action des lignosulfonates sur la régulation des auxines qui sont les hormones intervenant au niveau de la rhizogenèse, de la croissance des tiges, de la floraison et de la fructification. Cette action des composés phénolitiques des lignosulfonates se porte sur l'AIA (acide indole.3-acétique) de la cellule en retardant leur dégradation par la peroxydase, les lignosulfonates et leurs composés phénoliques agissant comme protecteur l'AIA endogène contre la dégradation par l'AIA-oxydase en étant oxydé préférentiellement par cette enzyme. Les protecteurs sont des donneurs d'électrons facilement oxydés par la peroxydase. L'activateur de croissance et de développement selon l'invention se définit comme comportant une fonction protectrice de l'auxine indépendante du cation d'accompagnement. En fait, l'activateur de croissance selon l'invention, a à la fois une fonction chélatante et une fonction protectrice de l'auxine. L'activateur de croissance en agissant comme protecteur d'auxine et stimulant ainsi la formation d'un chevelu racinaire dense, favorise un autre processus physiologique, la floraison. La floraison est dépendante de la présence d'hormones végétales, les cytokinines, synthétisées dans les apex (extrémités) des racines. L'activateur de croissance en augmentant le nombre des racines secondaires entraîne une augmentation du nombre d'apex qui confère à la plante un potentiel de synthèse des cytokinines supérieur. L'activateur de croissance favorise indirectement la synthèse de cytokinines primordiale pour l'initiation des bourgeons floraux. L'activateur de croissance favorise également l'étape suivante de différenciation des bourgeons floraux nécessitant de fortes teneurs en AIA. L'invention s'est attachée à isoler l'activateur de croissance selon l'invention ' partir des lignosulfonates pour arriver à une définition d'un composé de masse moléculaire inférieur à 1000 et de structure du type Cet isolement a été effectué en laboratoire par fractionnement au méthanol pour obtenir - Une fraction méthanol soluble qui représente 75 % de la matière sèche 77,5 % du fer (dans le cas de LS Fe) . - C'est cette fraction qui est responsable de l'intégralité des effets de protection des lignosulfonates sur la dégradation de l'AIA-OXYDASE. - Une fraction méthanol insoluble qui représente 25% des lignosulfonates bruts et 22,5% du fer total. - Cette fraction n'a aucun effet sur la dégradation de l'AIA. La fraction méthanol soluble contient à la fois les agents protecteurs de l'auxine et le ou chélates de fer. La fraction méthanol insoluble n'a pas d'effet protecteur des auxines et ne contient pas le ou les chélates. Par une filtration sur gel, par exemple gel de SEPHADEX ou tout autre tamis moléculaire on obtient un groupe de masse moléculaire inférieure ou égale à 1500 qui contient la majorité du fer. Une dialyse de cette fraction méthanol soluble, par exemple sur une membrane dont le seuil de coupure (MWCO) est de 1000 permet d'obtenir une eau de dialyse comportant 93 % de matière sèche et 95 % du fer et contenant les molécules de faible masse. Cette eau de dialyse est à nouveau dialysée sur une membrane de seuil de coupure 500, l'eau de dialyse obtenue contenant 91 de la matière sèche et 98 % du fer. La filtration ultime sur gel de séphadex g 10 - (MWCO 500) de l'eau de dialyse permet de purifier un composé de poids moléculaire proche de 400 et qui possède à la fois les propriétés d'agent chélatant et de protecteur d'auxine. A cette méthode d'obtention peut être substituée toute autre méthode connue telle que la technique de filtration, filtration tangentielle sur membrane, électrofiltration, dialyse, osmose inverse ou l'utilisation de tamis moléculaire ou tout autre procédé destiné à séparer des molécules en fonction de leur masse moléculaire. Le composé protecteur des lignosulfonates peut selon la technique choisie avoir une masse moléculaire comprise en 3000 et 400. REVENDICATIONS 1 - Activateur de croissance intervenant sur la rhizogénèse, la floraison et de développement des végétaux issus des lignosulfonates cationiques, caractérisé en ce qu'il comporte une fonction protectrice de l'auxine indépendante du cation d'accompagnement. 2 - Activateur de croissance selon la revendication 1 caractérise en ce qu'il a à la fois une fonction chélatante et une fonction protectrice d'auxine. - Activateur de croissance selon la revendication 1 caractérise en ce qu'il a une masse moléculaire comprise entre 3000 et 400. - Activateur de croissance selon la revendication 1 et l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il a une structure du type 5 - Procédé d'obtention de l'activateur de croissance selon la revendication 1 à partir de lignosulfonates caractérisé en ce qu'il est fait usage d'un fractionnement au méthanol pour obtenir une fraction soluble dans le méthanol comportant 76,5 % de matière sèche et 77,5 du fer originaire composée de molécules de masse moléculaire les plus faibles A500, contenant le ou les agents protecteurs des auxines et le ou les chélates, que cette fraction soluble au méthanol est soumise à une dialyse sur une membrane possédant un MWCO de 1000, l'eau de dialyse comportant 93 % de matière sèche et 95 % du fer et contenant les molécules à faible masse moléculaire, que cette eau de dialyse est elle-même fractionnée par dialyse sur une membrane de MWCO 500, l'eau de dialyse obtenue contenant 91 % de la matière sèche et 98 % du Fer ; et que l'eau de dialyse obtenue est filtrée sur un gel de SI-IEPADEX. Procédé d'obtention de l'activateur de croissance selon la revendication 1 à partir lignosulfonates, caractérisé en ce qu'il est fait usage d'un fractionnement en utilisant des membranes d'ultrafiltration de seuil de coupure adéquat à savoir une membrane d'ultrafiltration du seuil de coupure de 3000 à 400 et que l'on récupérera l'activateur de croissance dans le perméat obtenu par cette opération. 7- Procédé d'obtention de l'activateur de croissance selon la revendication 1 à partir des lignosulfonates, caractérisé en ce qu'il est fait usage de techniques de filtration telles que la filtration tangentielle sur membranes, l'électrofiltration, l'électrodialyse, la dialyse, l'osmose inverse, l'utilisation de tamis moléculaire ou tout autre procédé destiné à séparer des molécules en fonction de leur masse moléculaire.