Ni vie, ni humus, ni sols fertiles, ni plantes, ni nourriture, ni paysages sans micro-organismes !

Autonomie en matière organique en maraîchage Ulrich Schreier Cycle du carbone et GES Résilience climatique Biodiversité Régénération des sols NBSOIL

Bien qu’on parle le plus souvent de l’effet délétère de l’agriculture sur les insectes pollinisateurs et les vers de terre, les problèmes que nos pratiques agricoles et le matériel lourd occasionnent au niveau des micro-organismes, environ 80% en poids de l’édaphon d’un sol en bon état, et surtout au niveau du monde filamenteux et fragile des champignons (env. 20 à 50%), sont encore bien plus préoccupants.

Le travail du sol intensif, surtout par conditions trop humides et trop froides, le compactage et la faible porosité, les sols nus exposés pendant longtemps à la pluie et au soleil, la surchauffe par des températures excessives (> 40°C), le manque d’humus et d’humidité, les engrais chimiques, les pesticides, l’appauvrissement des rotations et la mécanisation lourde fragilisent voire détruisent, le gîte et le couvert de ces rouages aussi essentiels qu’invisibles du réseau trophique et de la pyramide biologique. Nourris par les exsudats racinaires des plantes, c’est sur ces organismes microscopiques que s’appuient non seulement la méso- et la macro-faune du sol ainsi que le monde des insectes (vers de terre, carabes, fourmis, collemboles, acariens, abeilles, bourdons, papillons, etc.), mais aussi les plantes, les animaux et l’homme, la raison d’être de toutes les formes d’agriculture. Aussi sont-ils les maillons clé et les bâtisseurs des agrégats fertiles et de la stabilité structurale du sol. Il y a une situation similaire au niveau des océans où c’est le phytoplancton avec ses chloroplastes et sa capacité photosynthétique qui, aussi alimenté par l’énergie du soleil, y constitue la base du réseau alimentaire de la vie marine.

Le monde merveilleux des champignons

Les mycorhizes, une catégorie de champignons arborescents particulièrement importante, mais ô combien fragiles, vivent en symbiose avec les racines des plantes et constituent aussi bien le réseau de transport que le réseau de communication du sol.

En échange d’exsudats riches en glucides, leur source d’énergie et de nourriture, ils jouent un rôle crucial dans l’approvisionnement des cultures en eau et en nutriments. Dans ce contexte, ils se trouvent au centre des liens mutualistes qui se tissent entre la plante et le ”cheptel” microbien de sa rhizosphère dont l’étendue et la richesse se trouvent fortement augmentées par leurs services. Les champignons contribuent aussi grandement au développement spatial et qualitatif des bactéries.

Les mycorhizes sont également la source de la glomaline, une glycoprotéine hydrophobe et collante présente à la surface des spores et des mycéliums. C’est une ”colle” essentielle pour la cohésion des agrégats, les propriétés physiques et chimiques du sol ainsi que la séquestration de carbone. D’autres fonctions des mycéliums sont la décomposition et le bon recyclage des résidus végétaux, la détoxification (mycotoxines, vecteurs de maladies cryptogamiques, résidus de produits chimiques, etc.), le contrôle de ravageurs et de maladies, la gestion et le transport de l’eau et de nutriments tels que le phosphore et l’azote. Les mycorhizes peuvent difficilement assurer la mobilisation du phosphore en présence d’engrais solubles phosphatés (MAP, DAP, phosphates monoammoniques et diammoniques) ou l’utilisation de semences ayant reçu un traitement chimique. Les engrais de synthèse, surtout à base de N et P, ont aussi un impact négatif sur la vie du sol et les cycles de l’azote et du carbone, causant des dégâts d’autant plus prononcés que les doses sont importantes : ils acidifient les sols, minéralisent (oxydent) la matière carbonée existante et sont toxiques pour les microorganismes, notamment certaines bactéries fixatrices d’azote atmosphérique.

Tout en incitant la germination et la levée d’adventices (plantes pionnières nitrophiles), les engrais synthétiques réduisent également le développement racinaire des plantes, et, en minéralisant la matière organique, nuisent à la stabilité des agrégats et à la structure du sol, y compris en profondeur. Ce qui aggrave la situation, c’est la forme et la technique d’épandage superficielle de ces engrais solubles, rendant leur disponibilité pour les plantes tributaires de la météo. Aussi, en les déposant à la surface du sol, on favorise un développement racinaire superficiel et peu ramifié.

Serait-il possible que ce type d’épandage, en favorisant l’acidification et l’enracinement superficiels, soit co-responsable du faible pH à la surface du sol, des pertes d’azote importantes par volatilisation (protoxyde d’azote) et du faible gain en matières organiques qu’on voit souvent en semis direct, dépassant rarement le 1% en dix ans sur les premiers 20 cm et est nettement plus faible en dessous ?

Le couple prédateur-proie comme source de fertilité

En se nourrissant de champignons et de bactéries présent dans le sol, les protozoaires (flagellés, amibes, ciliés, etc.) libèrent sous forme de métabolites les éléments nutritifs présents dans le corps de ces microorganismes et les rendent assimilables pour les plantes. C’est la même chose pour les nématodes prédateurs et pour bien d’autres organismes qui peuplent le monde souterrain. A chaque fois qu’un organisme se nourrit d’un autre, il libère dans ses déjections une partie des nutriments présents dans le corps de sa proie sous une forme qu’une plante peut facilement absorber par son système racinaire. Quand les prédateurs deviennent proie eux-mêmes ou meurent de leur mort naturelle, les éléments de leur corps sont libérés à leur tour et recyclés pour nourrir de nouvelles vies. L’abondance de microorganismes, leur diversité, les équilibres proies-prédateurs et la voracité de ces derniers ont ainsi une incidence directe sur la fertilité d’un sol et les rendements ainsi que sur le développement et la santé des plantes qui y poussent. Or, comme l’abondance et la diversité de la vie du sol sont à leur tour liées à celles des plantes et leur performance photosynthétique, on se trouve en présence d’une parfaite boucle de rétroaction vertueuse.

Les agrégats sont les unités fonctionnelles du sol.

Les micro-agrégats sont essentiels pour la structure poreuse et aérée du sol, l’hébergement des microorganismes, l’infiltration et la rétention de l'eau, le stockage de nutriments, la fixation biologique de l'azote et la séquestration du carbone.
La ligne verticale verte est une racine d'alimentation fine et les lignes horizontales vertes sont des cheveux radiculaires.
L'assortiment de particules rouges et orange sont des micro-agrégats tandis que les formes brunes dispersées représentent des particules riche en humus.
Les sphères de couleur claire sont des grains de sable de diverses tailles, souvent revêtus d'oxydes de fer et d'aluminium, tandis que les petites ellipses jaunes sont des colonies bactériennes, y compris des fixateurs d'azote et des espèces qui mobilisent le phosphore.
Les brins fins qui vont dans toutes les directions sont les hyphes des champignons mycorhiziens, essentiels à la cohésion des particules de sol et à l'apport de la nourriture glucidique aux communautés microbiennes à l'intérieur des agrégats.
A l’intérieur d’un agrégat, l’humidité est plus élevée qu’à l’extérieur et la pression partielle de l'oxygène plus faible. C'est grâce à ce milieu réducteur que les bactéries fixatrices d'azote peuvent assimiler l’azote atmosphérique et produire des substances humiques. Selon le pH, qui peut varier considérablement sur de toutes petites distances à l’intérieur des agrégats, il y aura également des précipitas minéraux tels que le phosphate de fer et de calcium.
Le fond bleu représente l'eau contenue dans l’agrégat, le réservoir de loin le moins cher et le plus efficace.