La biodiversité, l’amie des plantes

Un coup de pouce pour les plantes

La biodiversité du sol est au cœur de la relation sol-plante. Bien que parfois néfaste - organismes parasites, prédateurs, etc. - elle est très souvent bénéfique : augmente la zone de prospection des racines, aide à la nutrition et protège contre les pathogènes.

Les recherches dans le domaine de l'écologie soulignent également une relation positive entre la productivité des écosystèmes et l'augmentation de la biodiversité du sol. C'est le cas des symbioses, ces associations spécifiques de deux organismes qui appartiennent à des espèces différentes (bactéries, champignons ou fourmis etc., avec certaines plantes). Dans le cas d'une alliance " plante - organisme du sol ", il s'agit d'un équilibre qui peut permettre une meilleure croissance de la plante grâce à l'organisme avec lequel elle a contracté une symbiose, avec en retour une alimentation spécifique de l'hôte par la plante.

Prenons deux exemples : © Droits réservés. http://www.interet-general.info/

• les champignons mycorhiziens du sol ;
• le Rhizobium, une bactérie étonnante, qui permet à certaines plantes de fixer l'azote de l'air et du sol.

Les premiers vivent en association avec les racines de 80% des espèces végétales terrestres. Ils puisent le carbone dans les végétaux et en retour leur rendent de nombreux services : amélioration de la nutrition et de la protection sanitaire des plantes. Les secondes qui s'installent sur les racines ou la tige des plantes légumineuses les alimentent en composés azotés, tandis que ces dernières leur fournissent un lieu - des nodules - pour se multiplier.

Illustration : actions des mycorhizes et des rhizobiums

Cas des mycorhizes

Les mycorhizes sont formés par des champignons microscopiques, très abondants dans les sols, pouvant atteindre jusqu'à 20m/cm3 ! Ils fonctionnent comme des extensions des systèmes racinaires et augmentant très fortement le volume de prospection de la plante.

Ils s'alimentent en carbone qu'ils puisent du végétal, mais ils lui rendent en échange de nombreux services : © ROBIN Pépinières EARL

• ils captent et transportent de l'eau, des éléments nutritifs et minéraux, améliorant ainsi la nutrition des plantes notamment en phosphore et en oligo-éléments, généralement peu disponibles dans le sol car fortement liés ou séquestrés par ses composants ;
• ils secrètent des enzymes dans la zone racinaire, contribuant à la mobilisation des éléments du sol via la dégradation de la matière organique et l'altération de minéraux du sol ;
• ils acheminent et redistribuent les éléments nutritifs entre les plantes par l'intermédiaire de leurs réseaux très vastes ;
• ils améliorent la protection des plantes, s'associant avec des bactéries qui synthétisent des agents antimicrobiens pouvant limiter les attaques pathogènes ;
• enfin, ils orientent le mode de reproduction de certaines plantes.

Pour toutes ces raisons, il existe des interactions fortes entre la diversité des plantes et celles des communautés de champignons mycorhiziens du sol, l'une pouvant influencer l'autre. Des chercheurs ont démontré qu'une forte biodiversité au sein des mycorhizes favorise une forte diversité végétale et une meilleure capture des nutriments pour la plante

Cas des rhizobiums

Il existe également une relation très particulière entre certaines bactéries fixatrices d'azote, les rhizobiums et les plantes de la famille des légumineuses. L'azote est un facteur limitant majeur des productions végétales. Bien que l'atmosphère en constitue une réserve inépuisable, les plantes sont incapables d'utiliser l'azote atmosphérique. Seuls certains microorganismes, appelés fixateurs d'azote, peuvent réduire l'azote atmosphérique en ammoniac assimilable par les plantes.
Il existe des systèmes symbiotiques qui associent la majorité des plantes de la famille des légumineuses (soja, haricot, arachides, luzerne, trèfle, acacias…) et des bactéries appelées collectivement rhizobiums (bactéries gram négatif du sol). Ces bactéries, qui s'installent sur la racine ou la tige des légumineuses, induisent la formation de véritables organes spécialisés dans la fixation de l'azote, les nodosités. Elles provoquent la formation de nodules à l'intérieur desquels elles se multiplient et fixent l'azote. La plante fournit à ces dernières les substrats carbonés issus de la photosynthèse et en échange elles alimentent la plante en composés azotés.

© CNRS Photothèque  /  MANSION Nathalie