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Enregistrement de la conférence du 14 mai « fertilisation et amendement organique au printemps »

Voilà, ça y est, j’ai enfin fini le montage et la mise en ligne de ma conférence de mardi intitulée « fertilisation et amendement organique au printemps », je vous invite à visionner le replay ici :

Concernant les références citées dans l’article :

– Le rapport des suédois sur l’utilisation de l’urine comme fertilisant : http://www.ecosanres.org/pdf_files/EcoRanRes_Urine_Guide_FRENCH_111026.pdf

– les articles de ce blog évoqués à propos du compost, du risque de pertes de nitrates à l’automne, ou encore celui sur la faim d’azote en début de printemps.

– et, comme plusieurs personnes me l’ont demandé, voici le mini diaporama de la conférence à télécharger, au format pdf, sans les animations ou au format diaporama PowerPoint, avec les animations.

 

 

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Un peu de théorie

Les légumineuses par Cloé Paul-Victor (partie 1/2)

J’ai rencontré Cloé, du blog le labo insolite, en septembre dernier à l’occasion d’une formation dans l’Hérault, organisée par Marchés Paysans 34 et Humus Sapiens Pays d’Oc, et dans laquelle nous intervenions tous deux, moi sur la vie des sols et elle sur les légumineuses, justement. Suite à cela je lui ai proposé de vous partager ces connaissance de biologiste sur ce thème avec une série de deux articles dont voici le premier !

Fleur de Luzerne commune.
Fleur de Luzerne commune, une des légumineuses fourragères les plus cultivées !

Un peu d’histoire

Les légumineuses étaient connues depuis longtemps pour leur capacité à restaurer la fertilité d’un sol surtout après une culture mais personne n’avait encore compris le mécanisme de fixation d’azote.

A la fin du 17e siècle déjà, le médecin et naturaliste italien Malpighi avait observé les nodules mais il pensait que c’était des galles (dues en général à des espèces particulières de pucerons).

Il a fallu attendre la fin du 19e siècle pour des découvertes majeures. En effet, deux chimistes allemands Hermann Hellriegel et Hermann Wilfarth découvrirent en 1888 que les nodules sur les racines de légumineuse étaient le siège de la fixation d’azote. L’organisme responsable de ces nodules n’était pas encore bien identifié. Ce fut le botaniste et microbiologiste hollandais Martinus Beijerinck qui isola et cultiva pour la première fois les bactéries des nodules en 1888 également.

Ensuite, au 20e siècle, de plus en plus de genres de bactéries furent identifiées et étudiées    ce qui a donné lieu aujourd’hui à tout un univers de recherche sur lesquels beaucoup de scientifiques travaillent.

Qu’est ce qu’une légumineuse ?

On entend souvent le terme « légumineuse » mais on ne sait pas toujours ce qu’il signifie exactement. Ce terme désigne la famille de plantes Fabacées ou « Fabaceae » en latin.

Cette grande famille comprend à l’heure actuelle 946 genres et plus de 24 000 espèces de plantes allant des formes herbacées à des arbres et même des lianes. On les retrouve dans une grande variété de climats depuis les zones froides jusqu’aux climats tropicaux.

Certaines ont un intérêt alimentaire : soja, lentille, fèves, haricots et pois chiche. D’autres sont utilisées comme fourrage : luzerne et trèfles. Enfin certaines sont utilisées en ornementation : mimosa, glycine…

La fameuse lentille verte du Puy cultivée en Haute Loire.
La fameuse lentille verte du Puy cultivée en Haute Loire.

Elles représentent 25 % de la production mondiale de culture avec 247 millions de tonnes de grains de légumineuses produits par an.

Cette famille de plantes est particulièrement connue pour ses propriétés de fixer l’azote atmosphérique grâce à des nodules racinaires issus d’une symbiose avec une bactérie du sol. Cette symbiose est la plus importante association symbiotique en termes de fixation d’azote avec environ 200 millions de tonnes d’azote produits par an à travers le globe.

Justement qui sont ces bactéries ? Comment fonctionne cette symbiose ?

Des bactéries bien pratiques !

figure 1
Synthèse du principe des nodules

Certaines bactéries sont capables de fixer l’azote atmosphérique. La plupart de ces bactéries vivent librement dans le sol mais certaines forment une association symbiotique avec les plantes. C’est le cas entre les légumineuses (ou Fabacée) et les bactéries de la famille des Rhizobiaceae (rhiza = racine ; bios = vie) dont les genres les plus rencontrés sont Rhizobium, Mesorhizobium, Ensifer, et Bradyrhizobium. Ces bactéries sont capables de métaboliser l’azote atmosphérique (N2) et de le convertir en composés azotés assimilables par la plante (ammoniac NH3) améliorant ainsi sa croissance. En échange la bactérie bénéficie des composés carbonés (nutriments sous forme de sucres : malate) produits par la plante via la photosynthèse et d’un « hébergement ». C’est ce que l’on appelle une relation mutualiste, c’est à dire une relation entre deux espèces dans laquelle les deux organismes tirent profit, appelée également interaction à bénéfices réciproques.

A noter que la symbiose entre les plantes légumineuses et les bactéries Rhizobiaceae n’est pas obligatoire. Les plantes de légumineuses germent et se développent sans Rhizobiaceae et peuvent continuer leur cycle de vie sans aucune association. De même que les bactéries Rhizobiaceae se trouvent dans le sol sous forme libre. C’est surtout en conditions où l’azote vient à manquer que les organismes cherchent à mettre en place une symbiose en activant des signaux spécifiques.

Quels sont les avantages de ces apports azotés produits par les bactéries ?  

L’atmosphère terrestre est composée de 78 % environ de diazote (N2) c’est à dire d’azote sous forme gazeuse. Les plantes ne sont pas en capacité d’utiliser cette forme d’azote alors que l’azote est un nutriment très important. Il rentre en effet dans la composition de tous les acides aminés et les acides nucléiques. L’azote représente ainsi un facteur limitant pour la croissance et le développement des plantes. Le fait que les légumineuses puissent mettre en place cette symbiose leur permet d’acquérir un avantage certain sur les autres espèces végétales.

La disponibilité de l’azote dans les sols étant limitée, l’agriculture moderne s’est tournée vers les fertilisants industriels azotés afin de compenser ce manque.

L’apport des composés azotés sous forme de fertilisants comme les nitrates représentent un coût significatif pour l’agriculteur et ont un impact sur l’environnement. En effet la production de ces fertilisants demande une grande quantité d’énergie fossile non renouvelable et est responsable de rejet de gaz à effet de serre.

La production de composés azotés par les bactéries pour permettre d’augmenter la croissance des plantes légumineuses prend donc tout son sens dans le contexte d’une agriculture durable et respectueuse de l’environnement. De plus, les composés azotés produits par cette symbiose bénéficient non seulement à la plante qui héberge la bactérie mais ils ont aussi un effet positif sur les cultures suivantes. C’est pour cette raison que les Légumineuses font partie des fameux engrais verts !

Quelles bactéries avec quelles plantes ?

Les mécanismes par lesquels les bactéries et les légumineuses choisissent leurs partenaires ne sont pas encore complètement compris à l’heure actuelle. Il existe toute une variété de bactéries Rhizobiaceae et c’est un véritable univers que l’on découvre lorsque l’on commence à s’intéresser à ces bactéries (plus d’une centaine d’espèces identifiées à ce jour). Toutes les bactéries de cette famille ne sont pas compatibles avec toutes les espèces de légumineuses. Cette association légumineuses-bactéries est très spécifiques car chaque souche de bactérie est compatible avec un nombre bien précis de plantes hôtes.

La plupart des légumineuses peuvent être associées à différentes espèces de bactéries même si l’efficacité ne sera pas la même en terme de résultat pour la plante (gain par la fixation d’azote). Certaines associations sont plus « rentables » que d’autres car certaines bactéries fixent plus efficacement que d’autres.

Mais certaines sont beaucoup plus restrictives dans leurs rôles d’hôtes. C’est le cas pour les vesces (genre Vicia), pour les trèfles (genre Trifolium) et surtout pour les plantes du genre Cicer dont la plus connue est le pois chiche (Cicer arietinum).

Floraison du trèfle incarnat.
Floraison du trèfle incarnat.

Cela pose bien sûr quelques difficultés à une légumineuse si elle est introduite dans un nouveau milieu qui n’est pas celui d’origine. Les bactéries normalement présentes dans le sol ne sont ainsi pas disponibles (car absentes) et la plante ne bénéficie pas du tout du gain habituel de fixation d’azote lui permettant une meilleure croissance. Cette situation n’est pourtant pas définitive.

En milieu naturel, suite à l’introduction de légumineuses dans nouvel environnement, certaines bactéries indigènes sont capables d’évoluer et d’acquérir les « outils » nécessaires  pour mettre en place une nouvelle symbiose. Cette plasticité, ou potentiel d’adaptation est dû à l’organisation particulière de leur génome. Cela ne veut pas dire pour autant que l’efficacité de la symbiose en terme de fixation d’azote est au rendez-vous. Seulement que l’association plante-bactérie a pu se mettre en place.

En contexte agricole, il est courant d’utiliser les bactéries pour inoculer des semences (application sur les graines ou directement dans le sol) afin de mettre en place le plus tôt possible la symbiose la plus efficace en termes de rendement. Il faut bien sûr disposer de la bonne variété de bactéries qui s’associent avec la culture mise en place et que les conditions climatiques et pédologiques conviennent aux bactéries inoculées. En général, ces bactéries sont sélectionnées pour être compétitives face aux bactéries indigènes déjà présentes dans le sol. Elles ont tendance à dominer et dans certains cas elles prédominent toujours après 5 voire 15 ans suite à l’inoculation. Elles peuvent rester des années dans le sol même en l’absence de leurs plantes hôtes en se nourrissant de la matière organique en décomposition dans le sol (saprophyte).

Ainsi lors d’utilisation d’espèces de légumineuses, par exemple en tant qu’engrais verts, il est préférable de favoriser des espèces adaptées à votre terrain (climat, type de sol…) au risque de ne pas avoir les bactéries correspondantes et donc pas de symbiose naturelle optimale.

Quand la plante décide de sanctionner son locataire !

Comme dans toute coopération, il arrive que le contrat ne soit pas toujours respecté. Il y a à la fois des coûts et des bénéfices pour la plante hôte ainsi que pour les bactéries. Parfois, la bactérie installée ne fournit pas sa part (pas de fixation d’azote). Comment cette coopération bactérie-légumineuses a-t-elle pu se maintenir au cours de l’évolution si le bénéfice n’est pas mutuel ? Les bactéries « tricheuses » produiraient ainsi des nodules non fixateurs, ce qui ne donnerait aucun avantage à la légumineuse hôte tout en ayant un coût pour la plante. Car le bénéfice majeur est tout de même d’acquérir un avantage pour les légumineuses au niveau compétitif avec les autres espèces végétales.

Dans un cas de « flagrant délit de triche », la plante peut mettre en place un système de sanction. C’est ce qui a été observé dans le cas du soja et de sa bactérie au cours d’une expérimentation. Le soja pénalise ainsi la bactérie qui échoue à fixer l’azote dans les nodules racinaires. Les conséquences pour la bactérie sont au niveau de son succès reproductif qui diminuait alors de moitié. Un des mécanismes de sanction serait la diminution d’apport d’oxygène à la bactérie. On ferme les robinets !

Récapitulatif 

Pour une pratique favorable au bon développement des légumineuses et de leurs bactéries :

> Favoriser des espèces de légumineuses adaptées à votre terrain (climat, type de sol…) au risque de ne pas avoir les bactéries correspondantes et donc pas de symbiose naturelle optimale.

> Attention à la composition d’une terre apportée de l’extérieur. Peut-être ne contient-elle pas les bactéries correspondantes ou tout simplement elle est pauvre en bactéries du sol.

> La mise en place des nodules est sensible au stress environnementaux: acidité du sol, salinité, températures extrêmes, sécheresse extrême. Attention au travail du sol et à l’apport d’engrais chimiques qui entraînent une perturbation pour les bactéries donc moins d’efficacité pour la fixation).

> Attention au travail du sol mais cette fois en ce qui concerne les couches du sol. Si le travail est trop important et profond, cela perturbera les couches de sol contenant les bactéries qui ne seront alors plus en contact avec les légumineuses à mettre en place. La microfaune sera modifiée et ne contiendra plus les bactéries nécessaires (ni les autres micro-organismes bien utiles également !).

> Si votre terre est saturée en apports azotés (assimilables par la plante) ; les symbioses auront du mal à se mettre en place car la plante n’aura aucun intérêt à établir un partenariat avec les bactéries si elle possède déjà ce qu’il lui faut.

>Planter plusieurs espèces de légumineuses pour une meilleure chance de nodulation car cela permet d’augmenter les chances que les bactéries du sol correspondent à votre espèce végétale. Et non une monoculture de légumineuses qui pourrait alors avoir du mal à se développer si la bactérie ne correspond pas.

> Observez votre terrain. Il vous dira si certaines légumineuses poussent naturellement mieux et donc vous orientera sur les espèces à planter pour optimiser les bactéries déjà présentes dans le sol.

> Si vous voyez qu’une plante légumineuse se développe bien dans votre terrain, vous pouvez prendre un peu de terre au pied de celle-ci pour ensemencer une autre plantation du même type. Par exemple, j’ai sur mon terrain une coronille qui se développe bien et je souhaite en planter une autre. Je vais prendre un peu de terre de la première et en mettre avec la nouvelle plantation pour aider la mise en place d’une symbiose.

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actualité

Et si nous mettions de l’urine dans l’arrosoir ? Par Christophe Gatineau

Note de Gilles : A l’occasion de la sortie prochaine de son livre « aux sources de l’agriculture, la permaculture, illusions et réalités »,  Christophe Gatineau nous propose un petit article de circonstance en cette saison où les plantes ont des besoins énormes en azote. La façon la plus simple d’en amener est gratuite et à portée de tous ! Je l’utilise d’ailleurs beaucoup.

Extrait du livre aux sources de l’agriculture, la permaculture, illusion et réalité à propos de l’urine :

« petit clin d’œil à ce fabuleux fertilisant gratuit à portée de toutes les bourses et dont à la louche, 7 millions de tonnes sont produits tous les jours par notre espèce.

 Gratuit parce que chacun est propriétaire de droit de ses déjections ; et fertilisant, parce que les plantes ont les moyens d’en extraire la substantifique moelle.

Un réservoir renouvelé en permanence depuis le départ de l’humanité, et des mers entières remplies chaque année d’un pipi qui rivalise même avec les engrais chimiques selon toutes les études.

 Fleuron des phytostimulants naturels en plus de ses puissantes propriétés phytosanitaires, il est utilisé avec succès dans certains pays mais chez nous comme partout ailleurs, il jouit d’une très mauvaise réputation comme tous les produits de transformation de notre corps … »

 La technique du « pisser dans l’arrosoir » est à la portée de tous même si le genre féminin se positionne dès le départ avec un handicap …

Sur les photos ci-dessous, la jardinière montre avec sa main qu’elle a su viser juste en suivant à la lettre le protocole qui consiste à stimuler la vie de la terre par un arrosage régulier d’un mélange d’eau additionné de 25 % d’urine fraîche au pied de ces légumes tous les 15 jours ; un arrosage complété par un binage pour oxygéner la terre et lui apporter de « l’air ».

(l’oxygène est indispensable aux bactéries qui accompagnent le développement racinaire. En dessous de 5 % d’oxygène, il n’y a plus de croissance racinaire… donc moins de nourriture pour la plante, donc affaiblissement de son développement et de son système immunitaire)

Et dans une terre presque morte et fortement minéralisée, elle a récolté de gros légumes tendres dont plusieurs carottes de plus d’un kg et une betterave de 3,2 kg.

carotte

Essayez, c’est gratuit et à portée de la main …

Nb : des études américaines et finlandaises publiées en 2007 et 2009 sur l’utilisation de l’urine humaine comme fertilisant dans la culture de la betterave rouge, de la tomate et du choux ont conclu qu’elle pouvait être un substitut aux engrais minéraux pour augmenter les rendements.

Par ailleurs, elles montrent un impact moins important des prédateurs sans poser aucun problème sur le plan sanitaire ou sur la saveur des aliments.  http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jf9018917 .

En Zambie, on fertilise les champs avec http://www.rue89.com/2010/05/25/en-zambie-on-fertilise-les-champs-avec-de-lurine-humaine-151849


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Un peu de théorie

Nourrir le sol pour nourrir la plante, est-ce vraiment juste ?

Je lis régulièrement, dans des articles consacrés au jardinage biologique, l’affirmation suivante qui semble érigée en vérité incontournable : « il faut nourrir le sol pour qu’il nourrisse à son tour la plante ».

Bon je comprends bien que ce que sous entends cette affirmation, c’est que contrairement à ce qui se passe dans un jardin « conventionnel » où les plantes sont directement nourries avec des nutriments apportés sous forme d’engrais solubles, ici on apporte des amendements organiques (compost, fumier, BRF…) qui, en effet, nourrissent le sol et permettent ainsi aux plantes de mieux pousser.

Mais est-ce pour autant le sol qui nourrit la plante ?

Oui, cela est vrai à quelques % (2 à 3% en général), soit la proportion de constituants de la matière sèche (MS) des végétaux qui ont été prélevés dans le sol et qui correspond aux très nombreux nutriments fournis par l’altération des minéraux, parmi ceux-ci on trouve en tête (les chiffres sont issus de « Le sol vivant » de Gobat et al. 2010) :

  •  le phosphore – 0,1 à 0,5% de la MS
  • le soufre – 0,05 à 0,5% de la MS
  • le potassium – 0,5 à 5% de la MS, restitué au sol après floraison
  • le calcium – 0,05 à 0,5% de la MS
  • le magnésium – 0,01 à 0,1% de la MS
  • le fer – 0,005 à 0,1% de la MS
  • le manganèse – 0,002 à 0,02% de la MS
  • …

Le reste, soit 97% à 98% de la MS provient directement ou indirectement de l’atmosphère, il s’agit du carbone (issu du Gaz carbonique), de l’oxygène et de l’hydrogène (issus de la vapeur d’eau) et de l’azote (issu du diazote et fixé par des bactéries dans les écosystèmes). Ce dernier, bien que d’origine atmosphérique n’est accessible à la plante que sous des formes minérales dans le sol (nitrates et ammonium, voir mon article sur l’azote dans tous ses états). Du coup, on pourrait le rajouter parmi les éléments que le sol amène à la plante, vu que les tissus végétaux en contiennent environ 5%, on peut dire que l’affirmation de départ est finalement vraie entre 7 et 9%, ce qui reste faible.

Que devient ensuite toute cette biomasse végétale créée à partir de l’air ?

Elle revient au sol, tout simplement. Donc modifie ses propriétés du fait de la décomposition de cette matière organique par les organismes du sol. Ce retour de matière organique se fait par les trois flux énergétiques que j’ai décrits dans l’article consacré à ce thème.

Du coup qui nourrit qui ? le sol amène à la plante 7 à 9% de sa biomasse et la plante restitue au sol 100% de cette biomasse dont plus de 90% provient directement de l’atmosphère. Donc finalement c’est bien la plante qui nourrit et même fabrique le sol ! c’est pourquoi la restitution des résidus de cultures, des herbes sarclées et des couverts végétaux est un outil agronomique d’importance majeure et à mon sens incontournable.

D’ailleurs que se passe-t-il dans la nature : au départ d’une surface minérale, on voit apparaître une végétation au départ très rase et fournissant peu de biomasse (parfois même uniquement des lichens, voire des cyanobactéries) cette biomasse en se décomposant crée peu à peu un terre végétale, prémices d’un sol qui se développe au fil des années, des décennies, des siècles en laissant venir des plantes de plus en plus développées : herbacées annuelles puis vivaces, puis ligneux jusqu’aux grand arbres si le climat le permet. L’article « construction d’un sol sur une dune littorale du Morbilhan » donne un exemple de ce type de dynamique.

Donc finalement, ce sont bien les plantes qui fabriquent le sol, donc d’accord pour nourrir le sol pour qu’il puisse à son tour nourrir les plantes, mais alors cultivons des plantes pour le nourrir 😉 !

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Un peu de théorie

La faim d’azote du début de printemps

Je vous propose un nouvel article sur l’azote, j’ai déjà traité ce thème à l’automne, en vous expliquant les risques de fuites de nitrates à cette époque et les amendements à apporter alors.

Je vous propose aujourd’hui de regarder plus en détail ce qui se passe en ce moment dans nos sols.

A vrai dire, c’est exactement le contraire de ce qui se produit à l’automne : les sols restent froids au sortir de l’hiver et ce d’autant plus qu’ils sont humides, du coup, malgré l’humidité du sol, on a peu de minéralisation de la matière organiques et donc peu de libération de nitrates, ce qui fait que cet élément est peu disponible pour les plantes. Si vous avez en ce début de printemps dans votre potager des légumineuses comme des fèves, des pois… ou des plantes peu gourmandes, comme des laitues, des oignons… ce phénomène n’est pas trop gênant. Par contre pour des cultures plus gourmandes, cela peut poser quelques soucis.

Comment piloter l’azote au début du printemps ?

Cela peut se faire de plusieurs manières :

La première est d’apporter de l’azote minéral directement, par exemple en fertilisant vos plantes avec de l’urine diluée, c’est gratuit et ça marche aussi bien que l’azote chimique du commerce !

La seconde est de travailler le sol, c’est un peu contraire à l’éthique que je propose ici, mais pourquoi pas ? En effet, le travail du sol, en amenant de l’oxygène dans le sol, va favoriser l’oxydation des matières organiques et donc la libération de nitrates. C’est ce qui se passe lorsque vous montez des buttes en cette saison et explique pourquoi cette technique permet d’avoir des résultats spectaculaire dès la première année. Mais attention, vous fertilisez en détruisant par sur-oxydation le capital organique de votre sol, il faudra donc pensez à le reconstituer par des apports carbonés en conséquence ! Et si vous décidez de passer le motoculteur pour aérer votre sol, soyez très vigilants aux conditions d’intervention ! Si vous le passez sur un sol bien ressuyé, ça ira, par contre si le sol est humide, gare aux semelles de travail et aux dégâts sur les lombrics ! Suivant les années les conditions sont très variables, ici, en Ardèche, elles ont été bonnes pendant tout le mois de mars et le début avril en 2012, cette année, ce n’est même pas la peine d’y penser…

Il vous reste aussi la possibilité de faire avec les cycles naturels tels qu’ils sont, c’est-à-dire éviter les implantations de début de printemps, qui sont les plus délicates à réaliser et favoriser le plus possible des végétaux implantées à l’automne (cultures ou couverts végétaux) : il frappant de remarquer que ces dernières, non seulement ne souffrent pas de faim d’azote, mais en plus poussent de manière spectaculaire dès les températures augmentent et les jours deviennent plus longs que les nuits. Ces plantes ont passé tout l’hiver à développer tranquillement leur enracinement, à présent, elles sont prêtes pour ériger leurs parties aériennes. De plus, elles consomment une partie de l’eau du sol, ce qui facilite son réchauffement tout en le protégeant du rayonnement solaire et des précipitations.

Que dire du cas où vous avez suivi mes conseils de fin janvier dispensés dans l’article  « commencez un potager sur une parcelles enherbée grâce à un simple mulch » ? Il est clair que là, votre sol reste humide, qu’il est isolé du réchauffement dû au soleil, donc que la libération de nitrates est quasiment nulle. C’est une réalité, c’est pour cela que je propose en général d’attendre fin avril-début mai, voire plus tard, pour mettre en culture : le sol finit quand même par se réchauffer et permet la mise en place des cultures d’été. Si vous souhaitiez toutefois absolument tester des cultures dès à présent, vous pouvez toujours écarter le paillage jusqu’à voir le sol et y déposer les semences mélangées avec un terreau ou un compost de couleur sombre. La couleur sombre permet de mieux absorber le rayonnement solaire et donc de stimuler localement le réchauffement du sol, la libération de l’azote nécessaire aux plantes suivra très rapidement.

Donc pour résumer : soit vous attendez un peu plus que les voisins, soit vous semez dans du terreau ou du compost, soit vous semez à l’automne

Et vous, quelles sont vos expériences de début de printemps ? Travaillez-vous le sol ? Mettez-vous les cultures en place plutôt à l’automne ? Au printemps ?

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Un peu de théorie

Quels amendements organiques apporter à l’automne?

Ces dernières semaines, j’ai à plusieurs reprises été amené à parler du thème des apport de MO à l’automne et de ce qui peut se faire et ce qui ne devrait pas être fait. Ce thème semblant être une préocupation pour nombre d’entre vous j’y décidé d’y consacré ce nouvel article :

Minéralisation d’automne et fuite de nitrates

Avant d’entrer dans les détails, revoyons quelques éléments de théories développés plus en détail un article que j’ai publié il y a un an: minéralisation d’automne et fuite de nitrates.

En résumé, il en ressort qu’à l’automne les sols sont (généralement) chauds et humides, ce qui favorise l’activité microbienne et donc la minéralisation des matières organiques. Une des conséquence de cela est que l’azote contenu dans ces matières organiques se retrouve massivement libéré sous forme de nitrates qui risquent d’être lixiviés (donc perdus pour le sol et les cultures à venir) vers les nappes phréatiques, risquant en plus de polluer ces dernières (même si on est à 100% bio !).

Le travail du sol éventuel vient fortement aggraver le phénomène, l’automne n’est donc pas la bonne saison pour monter vos buttes permanentes si vous souhaitez cultiver ainsi !

En revanches deux solutions permettent de limiter, voire annuler ce phénomène : l’apport de MO très carbonée (BRF, paille, feuilles mortes…) ou la mise en place d’un couvert végétal capable de capter ces nitrates.

La première solution n’est rien d’autre que celle mise en oeuvre chaque année par nos forêts tempérées, la seconde est celle qui permet aux prairies et autres systèmes herbacés de conserver cet élément si précieux qu’est l’azote.

Revenons donc à nos amendement organiques : certains sont donc très intéressant à apporter maintenant car ils sont très riche en carbone et relativement peu en azote. D’autres en revanche, relativement riches en azote seront à proscrire maintenant et au contraire bienvenus au printemps! Les scientifiques parlent de rapport carbone/azote ou encore C/N. On pourrais discuter de la pertinence de cet indice, mais dans le cas qui nous intéresse ici, il donne des tendances relativement justes.

On considère généralement qu’un amendement organique au C/N situé aux alentours de 25-30 sera neutre du point de vue de la libération d’azote minéral (nitrates, ammonium…) dans le sol car les micro-organismes consomment 25 à 30 fois plus de carbone que d’azote.

En conséquence, en dessous de ce rapport C/N on favorise la libération d’azote et au dessus, au contraire on immobilise l’azote minéral du sol. C’est à cause de cela qu’un apport de BRF au printemps provoque une faim d’azote parfois très problématique !

Quant aux matières organiques du sol, elles ont un C/N de 10 à 12, et sont donc très vulnérable à la minéralisation d’automne : les cultures et couverts végétaux implantés en fin d’été et en automne n’ont donc pas besoin de fertilisation supplémentaire, l’azote fourni par la minéralisation de l’humus leur suffit !

Du coup, vous l’aurez compris, à l’automne, si vous n’avez plus de cultures en place, il faudra éviter les amendements organique au C/N inférieur à 25 et de préférence en choisir un parmi ceux dont le C/N est très largement supérieur.

Voici le C/N de quelques matières organique organiques que vous êtes susceptibles d’utiliser pour vous guider dans vos choix:

Engrais organiques : <5

Gazon et autre matières végétales vertes : 7 à 10

Déchets de cuisine : 10 à 25

Fumier de volailles : 10 à 15

Fumier peu pailleux : 15 à 20

Fumier pailleux : 20 à 30

Compost mûr de fumier : 10 à 15 uivant le type de fumier

Compost jeune de fumier : 15 à 25 suivant le type de fumier

Compost « maison » : 25 à 30

Foin : 25 à 35

Feuilles d’arbres : 40 à 80

pailles de céréales : 50 (avoine) à 150 (blé)

BRF : 50 à 150 suivant les essences et le diamètre des branches broyées

Sciures : > 150 et pouvant atteindre 1000 pour certains résineux.

Lorsque viendra la printemps, ce sera tout le contraire : les matériaux à C/N élevé seront à éviter à cause de la faim d’azote qu’ils risque de provoquer, ou alors être utilisés uniquement en surface (paillage) alors que les matériaux à C/N bas seront à favoriser afin de libérer des nitrates qui aideront vos cultures printanières à démarrer.

Et pour ceux qui sont en milieu tropical (si, si, vous êtes nombreux à me lire depuis les tropiques), oubliez cet article car le problème ne se pose par pour vous : vos sols sont toujours chauds et les périodes humides correspondent à celles où le sol est cultivé, donc les nitrates libérés seront utilisés pour la croissance des cultures !

Quels amendements organiques apporter à l’automne,

Ces dernières semaines, j’ai à plusieurs reprises été amené à parler du thème des apport de MO à l’automne et de ce qui peut se faire et ce qui ne devrait pas être fait.

Avant d’entrer dans les détails, revoyons quelques éléments de théories développés plus en détail un article que j’ai publié il y a un an: minéralisation d’automne et fuite de nitrates

En résumé, il en ressort qu’à l’automne les sols sont (généralement) chauds et humides, ce qui favorise l’activité microbienne et donc la minéralisation des matières organiques. Une des conséquence de cela est que l’azote contenu dans ces matières organiques se retrouve massivment libéré sous forme de nitrates qui risquent d’être lixiviés (donc perdus pour le sol et les cultures à venir) vers les nappes phréatiques, risquant en plus de polluer ces dernières (même si on est à 100% bio !). Le travail du sol éventuel vient fortement aggraver le phénomène, l’automne n’est donc pas la bonne saison pour monter vos buttes permanentes si vous souhaitez cultiver ainsi ! En revanches deux solutions permettent de limiter, voire annuler ce phénomène : l’apport de MO très carbonée (BRF, paille, feuilles mortes…) ou la mise en place d’un couvert végétal capable de capter ces nitrates.

La première solution n’est rien d’autre que celle mise en oeuvre chaque année par nos forêts tempérées, la seconde est celle qui permet aux prairies et autres systèmes herbacés de conserver cet élément si précieux qu’est l’azote.

Revenons donc à nos amendement organiques : certains sont donc très intéressant à apporter maintenant car ils sont très riche en carbone et relativement peu en azote. D’autres en revanche, relativement riches en azote seront à proscrire maintenant et au contraire bienvenus au printemps! Les scientifiques parlent de rapport carbone/azote ou encore C/N. On pourrais discuter de la pertinence de cet indice, mais dans le cas qui nous intéresse ici, il donne des tendances relativement justes.

On considère généralement qu’un amendement organique au C/N situé aux alentours de 25-30 sera neutre du point de vue de la libération d’azote minéral (nitrates, ammonium…) dans le sol car les micro-organismes consomment 25 à 30 fois plus d’azote que de carbone.

En conséquence, en dessous de ce rapport C/N on favorise la libération d’azote et au dessus, au contraire on immobilise l’azote minéral du sol. C’est à cause de cela qu’un apport de BRF au printemps provoque une faim d’azote parfois très problématique !

Quant aux matières organiques du sol, elles ont un C/N de 10 à 12, et sont donc très vulnérable à la minéralisation d’automne : les cultures et couverts végétaux implantés en fin d’été et en automne n’ont donc pas besoin de fertilisation supplémentaire, l’azote fourni par la minéralisation de l’humus leur suffit !

Du coup, vous l’aurez compris, à l’automne, si vous n’avez plus de cultures en place, il faudra éviter les amendements organique au C/N inférieur à 25 et de préférence en choisir un parmi ceux dont le C/N est très largement supérieur.

Voici le C/N de quelques matières organique organiques que vous ees susceptibles d’utiliser pour vous guider dans vos choix:

Engrais organiques : <5

Gazon et autre matières végétales vertes : 7 à 10

Déchets de cuisine : 10 à 25

Fumier de volailles : 10 à 15

Fumier peu pailleux : 15 à 20

Fumier pailleux : 20 à 30

Compost mûr de fumier : 10 à 15 uivant le type de fumier

Compost jeune de fumier : 15 à 25 suivant le type de fumier

Compost « maison » : 25 à 30

Foin : 25 à 35

Feuilles d’arbres : 40 à 80

pailles de céréales : 50 (avoine) à 150 (blé)

BRF : 50 à 150 suivant les essences et le diamètre des branches broyées

Sciures : > 150 et pouvant atteindre 1000 pour certains résineux.

Lorsque viendra la printemps, ce sera tout le contraire : les matériaux à C/N élevé seront à éviter à cause de la faim d’azote qu’ils risque de provoquer, ou alors être utilisés uniquement en surface (paillage) alors que les matériaux à C/N bas seront à favoriser afin de libérer des nitrates qui aideront vos cultures printanières à démarrer.

Et pour ceux qui sont en milieu tropical (si, si, vous êtes nombreux à me lire depuis les tropiques), oubliez cet article car le problème ne se pose par pour vous : vos sols sont toujours chauds et les périodes humides correspondent à celles où le sol est cultivé, donc les nitrates libérés seront utilisés pour la croissance des cultures !


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Jardinons

Découvrons les « buttes lasagnes »

Une pratique de plus en plus prisée des jardiniers et en particulier de ceux qui comme vous sont sensibilisés à l’importance de la vie dans le sol est la butte Lasagne. Concrètement, il s’agit d’une butte composée non pas de terre, mais d’une succession de couches de matériaux divers et variés et pour la plupart organiques. L’intérêt d’une telle pratique consiste en la valorisation de toutes sortes de matières organiques qui sont souvent considérées comme des déchets et aussi de pouvoir mettre en culture des terre très peu fertile, voire complètement artificialisées (tassées, goudronnées, bétonnées…), ce qui est particulièrement intéressant dans un contexte urbain notamment, mais qui peut aussi tenter les jardinier ruraux !

La suite de cette article est écrite à partir de textes originaux de Jacques, que vous connaissez tous, et de Caroline, lectrice, collègue et amie qui fait son jardin sur les coteaux du Gers.

Cette technique, mise au point par Patricia Lanza, une jardinière Américaine qui, ne sachant comment se débarrasser des déchets de son restaurant et du jardin, eut l’idée de les empiler par couches successives en alternant matières brunes (carbone) et matières vertes (azote), sur une épaisseur d’environ trente centimètres, le tout abondamment arrosé pour créer une fermentation, et planter des légumes sur ce substrat.

Les principes de « construction » sont les suivants :

–  favoriser des sources de carbone variées pour apporter des sucres (tontes, épluchures…), de la cellulose (paille, carton, foin…) pour les lombrics, de la lignine (paille, BRF, sciure…)

– alterner le carbone et l’azote, ce dernier étant apporté par les tontes de gazon, les déchets de cuisine, les composts, le vermicompost…

– apporter des « inocula de faune et flore » divers et variés dans toutes la construction: compost (riche en micro-organismes), vermicompost (riche en micro-organismes eisenia à tous stades de développement), bois pourri (riche en champignons), purins de consoude ou autre (riche en micro-organismes) …

– on peut rajouter une poignée de basalte ou de cendres de cheminée pour booster la présence de sels minéraux

– penser à favoriser une structure aérée en plaçant des branches ça et là au fur et à mesure de la construction

– privilégier les matériaux locaux, qu’on a sous la main (ou on invite les voisins à déposer leurs tontes ou autres déchets verts qu’ils ont la méchante habitude de brûler)

– mieux vaut beaucoup de couches fines qu’une grosse couche trop épaisse (attention à l’excès de sciure qui peut « colmater » la butte)

– arroser (la butte doit être humide mais pas dégoulinante, comme une éponge dont on ne tirerait qu’une seule goutte si on l’essorait) et couvrir d’une bonne épaisseur de mulch (carton, paille, foin)

Voici par exemple ce qu’a réalisé cet été Caroline :

Dans une butte délimitée par vielles poutres de chêne, elle a disposé successivement directement sur l’herbe :

– Cartons ;

– Souche partiellement pourrie et branches de peuplier en décomposition (diam 5-10 cm) ;

–  Vieux foin (riche en carbone, cellulose) ;

–  Branches de haie fraîchement coupées, grosses adventices ligneuses (malvacées, bourraches en fin de floraison…) ;

– Déchets de cuisine (épluchures, marc de café, coquilles d’œufs… riches en azote et minéraux) ;

– Litière des lapins (50/50 carbone (paille)/azote (déjections animales))…

– Tontes fraîches (riches en azote) ;

– Copeaux/sciure de bois non traité en fines couches (très riche en carbone) ;

– Inoculum frais de compost ;

– Inoculum frais de vermicompost avec les eisenia encore présents ;

– Une avant-dernière couche plutôt humide (type déchets de cuisine ou adventices fraîchement arrachées) tout en haut, pour protéger les eisenias de la chaleur d’été ;

– Une bonne couche de mulch pour garder l’humidité de la lasagne (important pour le bon développement de la faune/flore du sol vivant): paille ou foin.

La lasagne a été bien arrosée entre chaque niveau de « construction » (eau de pluie, puits ou mare, de préférence). On peut aussi s’amuser à l’arroser avec un purin de consoude ou un autre type d’inoculum, ou même inviter les enfants et les visiteurs de passage à uriner dessus (excellente source d’azote) au grand bonheur de tous … on peut marcher dessus un peu pour tasser avec modération si l’on a mis beaucoup de branches.

Voici son récit de la mise en culture :

« Fin août, j’ai repiqué des plants de choux sur la butte expérimentale (qui ne fait plus que 20 cm de haut au lien de 40). La lasagne, après 2 mois sans arrosage malgré les fortes chaleurs gersoise de juillet et août et son exposition plein sud sans ombre, est « fraîche et humide ». Elle a l’aspect d’un terreau noir, à la consistance de semoule. Elle sent « bon » le sous-bois forestier (les champignons !).

Elle « grouille » tellement de vie (eisenia, cloportes) que je m’inquiète pendant 24 heures: toute cette faune va-t-elle se ruer sur les plants de choux et ne faire qu’une bouchée des racines, voire des parties aériennes ???


Fin septembre: les choux sont magnifiques, excellent développement foliaire, peu d’attaques de ravageurs malgré la conduite en bio sur une zone où la pression des altises est notoirement forte. Je ne les ai arrosés que 2 fois en 1 mois (une fois au repiquage puis une autre fois 2 semaines après): 1 L pour chaque plant à chaque fois »


De telles observation sont monnaie courante semble-t-il, Jacques a fait des observations semblables, du moins pour la première année, car la deuxième semble ne pas être aussi formidable. Voici le récit de son expérience et les réflexions qu’il en tire :

«  Avril 2011 : avec l’aide de l’employé municipal et des institutrices nous avons installé un mini jardin pédagogique à l’école maternelle de Séron (Hautes Pyrénées).  Je venais de lire le livre de Jean-Paul Collaert « l’art du jardin en lasagne ».

J’ai donc décidé de profiter de l’occasion pour tester la lasagne.

Le résultat a été extraordinaire  (voir photos ici : http://lagranderecree.asso-web.com/) légumes et fleurs se sont développés de façon spectaculaire, et cela sans arrosage. Ce résultat m’a tout de même laissé perplexe quand à la teneur en nitrates de ces légumes.

Avril 2012 la lasagne s’était affaissée de dix centimètres, j’ai rajouté du compost maison pour compenser la perte de matière, et nous avons fait de nouvelles plantations. Et la, première surprise, les légumes ont eu beaucoup de mal à démarrer, ont végété, le sol s’est rapidement desséché et il a fallu arroser. Au cours de l’été, le jardin n’a pas été régulièrement arrosé et les légumes ont très peu donnés.

Ce que je retire de cette expérience :

La lasagne est un milieu artificiel avec de très bons résultats la première année puis un épuisement rapide des éléments nutritifs.

Elle nécessite beaucoup de travail et il vaut mieux avoir tous les matériaux sur place.

Le coté positif, est que cela permet de cultiver sur des sols pauvres, caillouteux, voire sur le béton ou le ciment. Ce peut être l’occasion de rassembler un groupe, travailler dans la convivialité et apprendre ainsi à recycler des matériaux destinés à la déchetterie. »

Quant à Caroline elle tire la conclusion suivante de son expérience :

« Même si ces lasagnes ne sont pas généralisables à l’échelle agricole, je pense qu’elles sont un bon exercice pédagogique pour identifier, localiser, et mettre en oeuvre des matériaux courants qui font réfléchir à la vie du sol, comprendre les grand principes agronomiques de l’azote/carbone, de la lignine/cellulose, de l’eau/air et de toute la belle vie qui s’installe là-dedans … et nous donne de belles récoltes en cadeau … et puis c’est ludique et même carrément libérant car c’est un vrai bazar (!), une cuisine qui n’est jamais la même en fonction des matériaux verts qu’on a sous la main (parties aériennes de vesces en juin, énormes verdures de courges en septembre). »

Voilà je vous invite à donner vos sentiments quant à ces deux témoignages et à nous partager vos expériences de buttes lasagnes et les réflexions que cette expérience vous inspire !

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Observons

Le trèfle incarnat: pas seulement une plante de couvert !

Cet article est écrit dans le cadre d’un carnaval d’articles organisé par le blog jardin de Jenny. Jenny souhaite recueillir l’avis d’un maximum de personnes sur leur plante, légume ou fleur fétiche ou sur leur recette de cuisine préférée. Lorsque les articles des internautes auront tous été rédigés vous pourrez  retrouver un résumé sur le blog de jenny (avec un lien vers l’article).

Dans un jardin, il y les plantes que l’on cultive pour le ravissement des yeux, d’autres pour les celui des papilles et d’autres encore pour aider les deux premières catégories à pousser : il peut s’agir de plantes qui attirent sur elles ou au contraire éloignent certains ravageurs ou encore des plantes qui améliorent le sol. Etant un spécialiste et amoureux des sols vivants, j’ai choisit une plante parmi ces dernières.

Les plantes qui améliorent le sol sont utilisées comme couvert végétal ou engrais vert. Parmi celles-ci nombreuses sont celles qui appartiennent à la famille des légumineuses et au sein de cette vaste famille, je vous propose de découvrir ici le trèfle incarnat !

photo issue du site naturellementmail.free.fr

Qui est-il ?

Cette petite plante annuelle fait partie du genre Trifolium qui regroupe tous les trèfles. Il est originaire des pelouses méditerranéennes sèches (comme chez moi en Ardèche méridionale où on le voit régulièrement au printemps). Il se caractérise par une magnifique floraison printanière au rouge éclatant qui le fait surnommer par Joseph Pousset, agriculteur bio en Normandie et consultant de renom, « l’or rouge » ! Et il faut bien reconnaitre que ce surnom est tout à fait légitime à la vue d’un champ de cette plante en pleine floraison ! Toutefois, il peut arriver, comme c’est le cas dans les pelouses autour de chez moi que l’on rencontre des formes plus discrète à la floraison blanche et rose.

C’est une plante qui se sème en fin d’été, pas plus tard car sa plantule fragile risquerait de trépasser dès les premières gelées. Il fleurit entre mi-avril et mi-juin.

Pourquoi est-il intéressant ?

Tout d’abord, il appartient à la famille des légumineuses et à l’instar de tous ses frères et sœurs, il abrite dans ses racines des bactéries capables de se nourrir de l’azote de l’air, ce qui lui permet, après sa mort, d’enrichir le sol en cet élément si précieux, à condition bien sûr de laisser sur place ses parties aériennes !

Son puissant système racinaire, capable de se développer fortement dès la fin de l’hiver lui permet aussi d’aérer le sol en profondeur !

Ensuite il est parmi les trèfles un des rares à être annuel. En effet les trèfles plus communs en France (trèfle blanc, trèfle violet…) sont généralement vivaces, ce qui est très intéressant pour des cultures fourragères, mais beaucoup moins dans un couvert végétal qui ne peut occuper le sol que quelques mois dans l’année. Cela le rend donc beaucoup plus facile à détruire si l’on doit mettre le sol en culture au printemps. Si on peut attendre l’été, c’est encore plus simple puisqu’il meurt naturellement après la floraison.

A l’instar des autres trèfles, il est également très mellifère.

Est-ce uniquement une plante de couvert végétal ?

Non, bien sûr ! Autrefois il était couramment pâturé ou utilisé comme fourrage, mais son cycle annuel le rend moins productif que des trèfles ou autres légumineuses vivaces ou bisannuelles (luzernes, sainfoin, lotier…). De sorte que malgré ses intérêts nutritionnels, sa culture a été plus ou moins abandonnée. Elle a toutefois tendance à revenir actuellement grâce au nouvel engouement pour les couverts végétaux.

Et puis aussi, même s’il n’est pas très utilisé à cette fin, sa magnifique floraison pourrait lui offrir une place de choix dans les massifs d’annuelles de nos villes et de nos jardins !

Donc au final : couvert végétal fixateur d’azote, décompacteur du sol, mellifère et qui cède sa place naturellement au bout de huit à dix mois, plante de fourrage et de pâturage et potentiellement plante qui illumine les massifs d’ornement, c’est plutôt complet comme tableau ! Il lui manque juste d’être comestible pour nous, mais consolons nous, il aide les cultures suivantes à produire plus sur un sol en meilleure santé !

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Un peu de théorie

Rôle agronomique n°3 : la nutrition des végétaux

Je vous dois cet article depuis le mois de juin, mais suite à mon retour du Vietnam qui fut assez mouvementé, j’ai laissé de côté cette tâche. Je corrige enfin cette négligence avec ce texte sur le troisième rôle agronomique de la vie des sols : la fourniture de nutriments aux végétaux, article qui fait suite aux trois premiers postés sur le sujet: selon vous, quels sont les rôles agronomiques de la vie des sols ? rôle agronomique n°1 : la transformation des matières organiques et rôle agronomique n°2 : la structuration des sols.
Voici un thème qui touche directement la question de la fertilisation : l’agronomie du XXème siècle a été bâtie sur le mythe de la fertilisation chimique basée essentiellement sur trois éléments : l’azote (N), le phosphore (P) et le potassium (K), le fameux trio NPK qui résonne désormais dans le langage agronomique comme la sainte trinité dans celui de la religion chrétienne.
En effet ces éléments sont très importants pour les plantes : l’azote est un constituant des protéines, de l’ADN…, le phosphore entre dans la composition de l’ATP et de l’ADP et de certaines protéines (les fameuse lécithines), participe à la mise à fruit… et le potassium enfin régule l’absorption de l’eau du sol par les racines, active certaines enzymes…
Non, ce que je mets ici en question, ce n’est pas l’importance de ces éléments, mais la manière de les amener aux végétaux. Travailler avec la vie permet d’entrevoir des pistes pour améliorer le prélèvement de ces éléments par les plantes uniquement grâce à la vie du sol.

Fixation biologique de l’azote atmosphérique
Déjà évoqué dans l’article « l’azote dans tous ses états », la principale entrée de l’azote dans le monde vivant est due à des bactéries qui se nourrissent de l’azote de l’air en le transformant en ions ammonium (NH4+) utilisable plus ou moins directement par ces mêmes bactéries ou par les plantes avec lesquelles elles vivent en symbiose.
Ces bactéries vivent selon plusieurs modes de fonctionnement :
–    Certaines, comme les Azotobacter ou les Clostridium (cyanobactérie typique des rizières) se nourrissent des matières organiques du sol, elles participent à augmenter la teneur en azote total du sol, azote qui deviendra accessible tôt ou tard pour une plante ;
–    D’autres vivent au voisinage immédiat des racines, voire à l’intérieur des végétaux et se nourrissent directement de produits issus de la photosynthèse, c’est ce qu’on appelle la fixation associative, l’azote qu’elles fixent est disponible pour les végétaux après la mort de la bactérie ;
–    Certaines enfin, et c’est la voie la plus efficace de transfert d’azote depuis l’atmosphère vers la biosphère, vivent en symbiose avec des végétaux au sein de nodules qui se forment sur les racines. C’est le cas par exemple des bactéries filamenteuses (actinobactéries) du genre Frankia qui vivent en symbiose avec des végétaux ligneux tels que les aulnes, les argousiers, les filaos… Et c’est surtout le cas des rhizobium qui forment une symbiose extrêmement importante au niveau planétaire : la symbiose légumineuses-rhizobium.

Mycorhizes
J’ai déjà parlé de cette symbiose entre végétaux et champignons dans un article qui leur est consacré. Les champignons mycorhiziens à arbuscule (MA), qui vivent en symbiose avec l’immense majorité des végétaux cultivés, sont d’une aide très précieuse pour alimenter les végétaux en nutriments peu solubles et donc difficile d’accès pour ces dernières. Il s’agit notamment du phosphore et du zinc (élément qui entre dans la composition d’enzymes et d’hormones de croissance et qui aide à la synthèse de la chlorophylle).
D’autres champignons, les champignons ectomycorhiziens, qui vivent en symbiose avec des espèces d’arbres tels que les chênes, les pins, les hêtres, les bouleaux…, ont également une action importante sur la nutrition en azote de leurs arbres hôtes notamment en allant chercher cet élément directement dans la matière organique du sol.

Activité de la pédofaune
La pédofaune joue un rôle clé dans la fragmentation et  la décomposition des matières organiques fraîches (voir rôle agronomique n°1). A l’instar de tout les autres animaux de la planète, ceux de la pédofaune concentrent l’azote issus de leur nourriture dans leurs tissus. Leurs cadavres et leurs déjections reviennent donc à une transformation en fumure animale des matières organiques d’origine végétale qui forment la majorité des matières organiques fraiches qui arrivent au sol.
L’action de micro-organismes sur ces cadavres et excréments libère de azote assimilable par les végétaux.

Libération d’azote et autres nutriment dans la rhizosphère
Afin de voir les élément minéraux essentiel à son métabolisme disponible à proximité immédiate de leurs racines (la zone du sol justement appelée rhizosphère), les plantes ont recours à un processus ingénieux : elle font de l’élevage de micro-organismes ! Pour ce faire, elles libèrent directement dans le sol des composés organiques qui nourrissent ces derniers, ce qu’on appelle la rhizodéposition. A première vue, c’est de l’énergie gâchée, mais en y regardant de plus près, il s’avère que les micro-organismes nourris par ces composés sont en réalité utilisés par la plante pour se nourrir.
Dans les années 80, une scientifique américaine, Mariane Clarholm, a mis en évidence que du blé cultivé sans engrais mais avec des bactéries et des amibes prédatrices de bactéries assimilait trois à quatre fois plus d’azote qu’un blé qui poussait avec les seules bactéries.
Voici l’explication de ce phénomène : la plante libère dans le sol via la rhizodéposition des composés riches en carbone et pauvre en azote, ces composés sont immédiatement consommés par les bactéries qui, pour équilibrer leur alimentation, doivent aller chercher l’azote dans le sol environnant, essentiellement sous des formes organiques non assimilables telles quelles par les végétaux. Ces bactéries sont ensuite la proie d’amibes. L’azote qui composait la bactérie est utilisé pour un tiers par l’amibe, un autre tiers rejoint le stock de matière organique du sol et le dernier tiers et rejeté sous forme ammoniacale à proximité immédiate des racines. Cet ammonium est alors absorbé par la plante soit tel quel, soit après nitrification.

schéma de l’aide à la nutrition azotée des plantes liée à l’activité des bactéries et amibes de la rhizosphère. Schéma issu de Gobat et al. 2010, le Sol Vivant.

L’activité bactérienne de la rhizosphère permet également la mise à disposition d’autres éléments, en particulier le phosphore et le fer, mobilisés grâce à l’activité de bactéries qui vont chercher ces éléments soit dans les minéraux, soit dans la matière organique.

La vie du sol : un engrais naturel ?
Peut-on dire pour autant que la vie du sol représente un engrais naturel ? La réponse est à la fois oui et non.
En effet, lorsque des éléments sont amenés dans le sol par l’activité notamment bactérienne, comme dans le cas de fixation biologique de diazote ou de la libération de nutriments depuis la matière minérale, ces apports sont en effet assimilables à des engrais car l’activité biologique fait entrer dans le système sol/plante des éléments qui n’en faisait pas partie.
En revanche, lorsqu’il s’agit de libération de nutriments depuis la matière organique du sol (cas des prélèvements mycorhiziens, ou de la mise en solution de l’azote par la chaîne alimentaire rhizodépôt-bactérie-amibe ou encore du phosphore contenu dans les matières organiques), il s’agit de nutriments qui sont déjà contenus dans le système sol/plante car ils ont déjà transité par les végétaux ou les organismes du sol avant d’être intégrés à la MO et remis en solution par l’activité bactérienne.

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Un peu de théorie

L’azote dans tous ses états

Dans mon article précédent, je vous ai parlé d’azote et de nitrate, mais comme il n’est pas forcément évident pour tout le monde ce que sont les différentes formes de l’azote dans le sol, les organismes vivant et l’atmosphère, je vous propose de faire connaissance un peu mieux avec cet élément si essentiel au vivant !

Tout d’abord une petite histoire sur l’origine du nom cet élément, qui signifie contraire à la vie animale (association « a » privatif et « zoos » animal). Ce qui est assez paradoxal quand on sait l’importance qu’il a dans le vivant ! Mais Lavoisier, savant français qui est à l’origine de nom ne connaissait pas les protéines, ni l’ADN et encore moins leurs rôles fondamentaux dans le fonctionnement du vivant.

Du point de la planète, l’azote est très peu présent dans les roches, mais est en revanche l’élément majoritaire de l’atmosphère, et, dans une moindre mesure, est présent dans les eaux, les sols et les organismes vivants.

Commençons donc par l’atmosphère : il y est surtout présent sous la forme diazote (N2), ainsi que sous d’autres formes extrêmement minoritaires telles que des oxydes (NO2, NO, N2O), de l’ammoniac (NH3)… Mais ces gaz, même si ils peuvent avoir une grande importance dans certains cas (notamment lorsqu’ils sont émis en excès par les activités humaines), sont quantitativement insignifiants devant le diazote qui représente à lui seul 78% de l’atmosphère terrestre. Le souci c’est que le diazote est très peu réactif, il ne se dissout pas dans l’eau, il ne s’oxyde pas spontanément, il n’est pas assimilable par les végétaux… bref, il est inerte !

Heureusement pour nous (et pour tous les autres animaux, champignons, et végétaux qui vivent à la surface de la terre), certaines bactéries ont inventé la fixation biologique du diazote. Ces bactéries sont issues des différentes lignées de ce domaine (cyanobactéries, protéobactéries, actinobactéries…), les rhizobium qui vivent en symbiose avec les légumineuses sont des exemples de ces bactéries. Elles possèdent des enzymes qui leur permettent de transformer le diazote en ammonium, une des multiples formes de l’azote dans le sol et les eaux.

Venons en donc à cet azote du sol et des eaux, on l’y trouve sous deux grands types : l’azote minéral et l’azote organique.

L’azote minéral, c’est surtout les nitrates (NO3–), les nitrites (NO2–) et l’ammonium (NH4+), ces composés sont tous forcément sous forme dissoutes dans l’eau (eau du sol, eau des rivières, eaux souterraines…). Si cette eau est riche en oxygène dissous, c’est plutôt la forme nitrates qui domine, sinon, c’est l’ammonium.

L’azote organique, c’est tout un monde car cet élément entre dans une kyrielle de composés différents. Il est toutefois particulièrement présent dans les acides aminés, brique de base des protéines, si importantes dans la constitution des tissus des animaux (entre autres), et aussi dans les bases nucléiques, qui sont les éléments constitutifs de l’ADN. Protéines et ADN… on  a vraiment affaire là à des composés essentiels au fonctionnement de l’ensemble des organismes vivant ! D’où l’importance de l’azote ! Il entre aussi dans la composition des composés humiques, de la chitine qui forme les parois cellulaires des champignons et la « peau » (tégument) des insectes ou encore de composés organiques simples tels que l’urée et l’acides uriques présents dans les urines des animaux. Afin de mieux comprendre les flux d’azote dans un écosystème, il est préférable de distinguer l’azote contenu dans les MO du sol et celui contenu dans le vivant (Cf. schéma ci-dessous), même si les composés présent dans ces deux compartiments sont en partie les mêmes.

Lorsque ces matières organiques sont minéralisées par des micro-organismes, elles libèrent une partie de leur azote sous forme minérale, en l’occurrence en ammonium. Cet ammonium peut ensuite, si les conditions le permettent (milieu riche en oxygène), être transformé en nitrites puis en nitrates par des bactéries spécifiques dites nitrifiantes. C’est ensuite ces nitrates, qui sont l’azote préféré de la majorité des végétaux. Les plantes intègrent alors cet azote dans leurs constituants, et plus particulièrement sous forme d’acides aminées (protéines) et bases nucléiques (ADN).

Les nitrates synthétisés par les bactéries nitrifiantes peuvent ensuite être transformés en diazote par des bactéries dites dénitrifiantes. Ce phénomène de dénitrification a lieu dans des conditions de milieu pauvre en oxygène.

Bon, fixation biologique, assimilation par les végétaux, nitrification, dénitrification… Cela fait peut être beaucoup si vous n’êtes pas familiers de ces processus, voici un petit schéma récapitulatif :

Schéma très simplifié (si, si !) du cycle de l’azote dans un écosystème. Les flèches rouges indiquent des processus d’origine microbienne (champignons et surtout bactéries), les flèches vertes les échanges entre les plantes et le sol, les flèches bleues impliquent l’ensemble des organismes du sol et les flèches grises correspondent à des processus physico-chimiques.

Pour ceux qui veulent aller plus loin dans la compréhension des flux d’azote, je ne saurai que trop vous conseiller le sol vivant de Gobat et al., même si le niveau de l’ouvrage est relativement élevé !

Note : cet article a été écrit suite à la demande d’une de mes nouvelles lectrices, alors si vous voulez que je traite un sujet en particulier, n’hésitez pas, je suis là pour cela !