Synthèse écologique et caractérisation de nanoparticules de chitosane au cuivre (CuChNPs) et évaluation de l'effet combiné des nanoparticules et du bismerthiazol contre la brûlure bactérienne des feuilles du riz

Pourquoi les riziculteurs devraient s’y intéresser

La brûlure bactérienne des feuilles est une maladie dévastatrice du riz qui peut anéantir jusqu’à la moitié d’une récolte, menaçant à la fois les moyens de subsistance des agriculteurs et l’approvisionnement alimentaire. Parallèlement, de nombreux pesticides chimiques utilisés pour la combattre peuvent nuire aux écosystèmes et perdre de leur efficacité à mesure que les bactéries développent des résistances. Cette étude explore une approche plus douce : de petites particules de cuivre enveloppées dans un biopolymère naturel, associées à une dose réduite d’un bactéricide déjà utilisé, pour protéger le riz tout en diminuant la charge chimique.

De minuscules alliés fabriqués à partir de matériaux naturels

Les chercheurs ont synthétisé des nanoparticules de chitosane au cuivre selon une « recette » verte. Le chitosane est un matériau biodégradable issu des carapaces de crevettes et d’autres crustacés, tandis que l’équipe a utilisé des feuilles de neem, un arbre longtemps valorisé en médecine traditionnelle, pour favoriser et stabiliser la réaction. Des sels de cuivre ont fourni le noyau métallique. Lorsqu’on mélange la solution sous contrôle de la température et de l’acidité avec du chitosane, de la vitamine C et de l’extrait de neem, elle passe d’un bleu pâle à un brun brique, signe visuel de la formation de particules de cuivre à l’échelle nanométrique et de leur suspension homogène dans l’eau.

Contrôler forme, taille et stabilité

Pour confirmer leur production, l’équipe a utilisé un ensemble de tests physiques. Des mesures d’absorption de la lumière ont révélé un pic caractéristique des particules de cuivre, tandis que la diffraction des rayons X a montré que les noyaux de cuivre étaient cristallins et enfermés dans la matrice de chitosane. Des images au microscope électronique ont montré principalement des particules sphériques d’environ un dixième de micromètre de diamètre, et des mesures de charge de surface ont indiqué que les particules étaient stables en solution plutôt que de s’agglomérer. Le profilage chimique a confirmé que le cuivre, le chitosane et des composés végétaux du neem contribuaient tous à la structure finale, ce qui influence la libération du cuivre et l’adhérence aux surfaces biologiques.

Des boîtes de Pétri aux plantes en pots puis au champ

L’étape suivante consistait à vérifier si ces nanoparticules pouvaient réellement ralentir la bactérie responsable de la brûlure du riz, Xanthomonas oryzae pv. oryzae. Dans des tests sur boîte de Pétri, les particules de chitosane au cuivre ont fortement inhibé la croissance bactérienne et ont conservé leur activité pendant près d’un mois, surpassant les sels de cuivre, le chitosane ou l’extrait de neem pris isolément. Les chercheurs sont ensuite passés à des essais en pots sous filet, pulvérisant les plants de riz soit avec les nanoparticules seules, soit avec des mélanges combinant celles‑ci à des doses réduites du bactéricide bismerthiazol selon plusieurs proportions. Toutes les plantes traitées ont développé des lésions foliaires plus courtes que les témoins infectés non traités. Le mélange remarquable, utilisant une dose modérée de bismerthiazol plus des nanoparticules à un rapport 6:4 avec l’eau, a réduit la sévérité de la maladie d’environ la moitié ou plus sur trois semaines.

Performance au champ et intérêt pour les agriculteurs

De façon cruciale, ces mêmes combinaisons ont été testées en conditions de champ réelles sur une variété de riz sensible. Là encore, les pulvérisations nanoparticules plus bismerthiazol ont dépassé les traitements standards et les parcelles non traitées. Le mélange le plus efficace a réduit la maladie d’environ 55 à 60 % par rapport aux témoins infectés, tandis que la pulvérisation de nanoparticules seule offrait aussi une protection significative. Puisque ces nouveaux mélanges utilisaient des doses chimiques plus faibles tout en assurant un bon contrôle, ils pourraient aider les agriculteurs à maintenir leurs rendements tout en appliquant moins de matière active au total. Cela pourrait à son tour ralentir l’apparition de résistances chez les bactéries et diminuer les effets nocifs sur les organismes non ciblés et les sols.

Ce que cela signifie pour une protection du riz plus sûre

Pour le grand public, le message principal est qu’il est possible d’exploiter la nanotechnologie d’une manière qui collabore avec des matériaux naturels plutôt que de nuire à l’environnement. En encapsulant le cuivre dans une coque biodégradable et en l’associant à une dose réduite d’un produit existant, cette étude trace une voie vers la lutte contre les maladies du riz à la fois efficace et potentiellement moins dangereuse. Avant une adoption à grande échelle, il reste nécessaire d’évaluer la sécurité à long terme, la stabilité de stockage et les performances sur de nombreuses régions et saisons. Mais les résultats suggèrent que des traitements nano‑conçus avec soin pourraient aider les agriculteurs à protéger le riz contre la brûlure bactérienne tout en réduisant la dépendance aux applications chimiques lourdes et répétées.

Citation: Akter, R., Rahman, L., Kayess, O. et al. Ecofriendly synthesis and characterization of copper chitosan nanoparticles (CuChNPs) and assessing combined effect of nanoparticles and bismerthiozol against bacterial leaf blight of rice. Sci Rep 16, 15537 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44356-0

Mots-clés: brûlure bactérienne du riz, nanoparticules de chitosane au cuivre, nanotechnologie en agriculture, pesticides écologiques, synergie bismerthiazol