La biodiversité au chevet du sol

Les médecins du sol

Dans le sol, de très nombreuses espèces s'associent pour veiller sur sa santé. Certains de ces organismes permettent de lutter contre les agents pathogènes des plantes. Des exemples : les fourmis, les pseudoscorpions (petits arachnides), les scolopendres (mille-pattes carnivores) partent avec efficacité à la chasse de nombreux invertébrés, en s'enfonçant dans le sol à la recherche de leurs proies.
Certains microorganismes comme des champignons microscopiques nommés mycorhizes jouent un rôle dans la protection des plantes. Des scientifiques (1) ont montré qu'en symbiose avec la plante, ils améliorent sa protection en s'associant aux racines et avec des bactéries. Ce cortège d'acteurs synthétise des substances antimicrobiennes. De plus la diversité bactérienne semble limiter fortement l'émergence de bactéries pathogènes de plantes.
Certaines espèces de vers de terre permettent elles aussi la régulation de parasites des plantes. Des études récentes tendent à démontrer que des vers de terre pourraient devenir des alliés efficaces pour limiter l'impact négatif des parasites sur les cultures, sans nuire à l'environnement puisqu'ils éviteraient ainsi à l'espèce humaine l'utilisation de produits chimiques toxiques.

Quand la biodiversité régule les maladies

Par ailleurs, certains organismes du sol protègent les plantes contre les nuisibles, les parasites et autres maladies par le jeu de la compétition écologique et des relations alimentaires. Des nématodes par exemple ont été utilisés en tant qu'agents de lutte biologique contre une gamme étendue d'insectes nuisibles, notamment les charançons sur fraisier, les mouches des fruits et les sirex (2).

Quelques espèces du sol sont au contraire responsables de maladies. Le piétin-verse est une maladie du blé causée par le champignon Cercosperella herpotricoides. Il affaiblit la tige qui casse alors sous le poids de l'épi et des grains. Certains nématodes, parasites des plantes, attaquent de nombreuses cultures au niveau de leurs racines ce qui entraîne de fortes pertes de rendement agricole.
La lutte chimique face à ces organismes est très difficile et les produits utilisés sont extrêmement toxiques, d'où leur interdiction progressive dans de nombreux pays. Seul un équilibre écologique avec des prédateurs (autres nématodes, collemboles, acariens), des champignons et des bactéries permet de contrôler leur prolifération. © Nadine Cavelier / INRA

De plus, l'épandage des lisiers, fumiers, boues de stations d'épuration urbaines et industrielles et autres déchets organiques apporte aux sols des microorganismes pathogènes tels que certaines bactéries (Escherichia coli, Yersinia, Shigella, Camplylobacter, Clostridium ou Listeria). Ces nouveaux arrivants entrent en compétition avec les organismes présents du sol. Si celui-ci est en bon équilibre écologique (forte biodiversité du sol), alors ces pathogènes n'y survivront pas très longtemps ; s'il est instable (biodiversité du sol faible ou très perturbée), les organismes pathogènes pourraient entraîner un plus gros risque de contamination des chaînes alimentaires ou de l'eau. © Public Health Image Library.

(1) Revue Biofutur « L’écologie microbienne des sols » juillet-août 2006, n° 268, p22-57, reprise par « Le Point », mensuel de l’Inra n°128, automne 2006 « l’écologie microbienne du sol, vers une approche intégrée ». Article « Les communautés symbiotiques endomycorhiziennes »
(2) R. Bedding, R. Akhurst, H. Kaya, 1993. « Nematodes and the Biological Control of Insect Pests », CSIRO Press, Melbourne (Australia)

Illustration : rôle des vers de terre dans la lutte contre les nématodes

Les nématodes ou " vers ronds ", sont des organismes microscopiques du sol. Certaines espèces se nourrissent de micro-organismes (bactéries, champignons) tandis que d'autres, telle que Heterodera sacchari (espèce provenant de rizières de la région centrale de la Côte d'Ivoire), parasitent les racines des plantes, affectant ainsi la plupart des cultures. On peut compter jusqu'à plusieurs dizaines de millions d'individus par mètre carré de sol.
Quand les conditions leur sont favorables (monoculture, forte chaleur, humidité…), ces parasites des plantes, présents dans presque toutes les zones de cultures, pullulent dans le sol et provoquent alors d'importants dégâts sur les racines, empêchant ainsi la croissance normale des plantes et entraînant de fortes diminutions de rendement des cultures (une baisse des rendements de 20 à 50% peut être observée, surtout les plantes maraîchères, le bananier, la canne à sucre et le riz des régions tropicales). Les agriculteurs voient alors leurs revenus fortement diminués et ils sont contraints de lutter contre ces parasites.
Des chercheurs ont cependant montré en laboratoire (1) que la présence de vers de terre (espèce Millsonia anomala, originaire de la Côte d'ivoire) à proximité de plants de riz parasités par les nématodes permet de compenser la perte de croissance engendrée par ces derniers. Ces vers de terre confèrent au riz une plus grande tolérance vis-à-vis des parasites, lui permettant de croître malgré la présence de ces derniers dans les racines.

(1) Ces recherches associent des chercheurs au sein de l’Unité mixte de recherche 137 « Biodiversité et fonctionnement du sol » (IRD-Universités Paris VI et Paris 12), de l’Unité de recherche 141 « Diversité et génomes des plantes cultivées » de l’IRD et de l’Université d’Abobo-Adjamé en Côte d’ivoire.