Rizosfera îşi dezvăluie secretele

Mediul radicular al culturilor favorizează activitatea intensă a solului. Bacteriile și ciupercile interacționează cu planta, care apoi poate fi controlata în favoarea sa. Câteva exemple.

Plantele sunt foarte active. Ele îşi pot schimba mediul la nivel fizic, chimic și biologic în părțile lor aeriene, precum și în rizosfera care se află în imediata vecinătate a rădăcinilor. "Aproximativ 10% din compușii de carbon produși de plante pe parcursul vieții prin fotosinteză sunt eliberați în sol. Această sumă poate ajunge până la 30%", spune Philippe Hinsinger, cercetător la Institutul Național de Cercetări Agricole (INRA) din Montpellier. Aceste exsudate radiculare stimulează activitatea microorganismelor din sol, pe care planta le folosește în avantajul ei. Fosforul nutritiv este expus mai multor activități care au loc în rizosferă, permițându-le plantelor să îl acceseze. Deși acest element este foarte abundent în sol, majoritatea fosforului nu este disponibil plantelor."În solul de pe o suprafeţele mari de teren, 20-40% din fosfor este prezent în formă organică (60-80% în pășuni). Mineralizarea este necesară pentru obținerea fosforului, în care microorganismele sunt capabile să participe prin intermediul enzimelor numite fosfataze, explică Philippe Hinsinger. Cu toate acestea, plantele sunt capabile să stimuleze activitatea acestor microorganisme în apropierea rădăcinii pentru a mări cantitatea de fosfor disponibilă. "Planta însăși poate produce fosfataze pe rădăcinile ei, dar cu o mai mică eficiență decât microorganismele. Exsudatele din rădăcină promovează de asemenea apariția ciupercilor si sunt capabile să producă miocorize (vezi mai jos) pentru a crește rădăcinile plantelor și pentru a absorbi substanțele nutritive cum ar fi fosforul.

Protecția împotriva dăunătorilor

"Din cauza perspectivelor slabe pentru rezervele de fosfaţi din lume care ar putea fi epuizate in deceniile următoare, organismele solului devin din ce în ce mai importante în mobilizarea fosforului pentru nutriţia plantelor", spune Daniel Wipf, cercetător la Institutul Național pentru Cercetări Agricole (INRA) în Dijon. Rădăcinile sunt capabile să orienteze comunitățile asociate cu ele prin stimuli moleculari: fie pentru a îmbunătăți nutriția plantelor, fie pentru a-i proteja, adică cu rizobacterii care promovează creșterea plantelor (PGPR). Fierul este un oligoelement esențial pentru plante, astfel că există o concurență reală între microorganisme pentru a o obține. Bacteriile Rhizosphere stimulate de exsudatele radiculare sunt capabile să elibereze complexele de fier (sideroforii) în mediul înconjurător. Ca rezultat, acest element este disponibil pentru bacteriile în sine, dar nu pentru alte microorganisme peste care sunt superioare, inclusiv pentru cazurile patogene. Pe lângă acest control indirect al patogenilor telurici, bacteriile din apropierea rădăcinilor produc antibiotice care perturbeaza virulența agenților patogeni.

"Plantele pot răspunde, de asemenea, dăunătorilor din rizosfera. Rădăcinile pot secreta molecule volatile care se pot răspândi pe întreg teritoriul solului la distanțe mari."Studiile americane au arătat că acesta a fost cazul porumbului după ce a fost atacat de larvele anumitor specii de insecte ", spune Philippe Hinsinger. "Moleculele gazoase produse sunt capturate de nematode entomofage, care ajung la rădăcini şi devorează larvele." Am putea numi această metodă de comunicare între plante şi aliaţii lor - nematozii, Philippe Hinsinger le percepe ca atare şi furnizează alte exemple. Legumele transmit semnale moleculare către bacteriile simbiotice pentru formarea de tuberculi în care poate avea loc fixarea azotului atmosferic. Microorganismele induse de plante (PGPR) produc hormoni de creștere care promovează ramificarea și extensia rădăcinilor sau a reţelei micorizale."

Adezivul care îmbunătățește stabilitatea structurală a solului

Glicoproteinele produse de rădăcini și unele microorganisme pot afecta, de asemenea, structura solului. Ele formează o “mocirlă” care servește ca o barieră ce protejează solul de uscare. "Aceste macromolecule schimbă proprietățile apei din sol și mențin contactul strâns între rădăcini și sol, susținând fluxul de apă și nutrienți. Mecanismul variază de la specie la specie, dar este bine vizibil în boabele de cereale, pe rădăcini", indică Philippe Hinsinger. Aceasta “mocirlă” acționează ca un adeziv care leagă particulele de solul mineral.Contribuie la stabilitatea structurală a solului pentru a rezista mai bine la eroziune, dezintegrare și alunecări de teren. La ciupercile micorizale, acest tip de moleculă numită glomalin este produsă din abundență. Aceasta contribuie la activitatea fizică a rădăcinilor, care mențin porozitatea structurii existente a solului. Micorizele merită un capitol separat. Simbioza între fungi și rădăcini de plante se găsește la majoritatea plantelor, cu excepția familiilor Amaranthaceae (sfecla, spanacul ...) și Brassicaceae (rapiță, muștar ...), în ceea ce privește culturile de câmp. "Planta furnizează factori de creștere pentru ciuperci, iar în schimb ciuperca furnizează substanțe nutritive și apă pentru plante și permite sistemului de rădăcină să se extindă până la 7 cm de la rădăcini", spune Jean-François Vian, academician și cercetător la Institut pentru agricultură și industria alimentară, Rhone-Alpes (ISARA Lyon). Fibrele de hamei (hifele) explorează de asemenea microporozitatea solului pe care rădăcinile nu o folosesc.

Creșterea capacității de utilizare a solului cu micorize

In plus față de îmbunătățirea nutriției plantelor, micorizele joacă, de asemenea, un rol secundar constând în protejarea împotriva stresului abiotic (lipsa nutrienților, secetă), precum și stresul biotic. În cazul în care micorizele au fost formate mai devreme, acestea pot concura cu patogeni de sol, făcându-le o barieră excelentă, împiedicând rădăcinile de a fi atacatate, spune Daniel Wipf. Rețeaua hifelor fungi contribuie la stabilizarea solului, prevenind scurgerea și eroziunea, iar glicoproteinele de excreție acționează ca un super adeziv în sol.

Micorizarea slabă la soiurile moderne

Din păcate, în condițiile cultivării culturilor convenționale, dezvoltarea miocorizală nu este întotdeauna susținută. Exemple de combinații de leguminoase și grâu, in și de sorg prezintă micorizare activă care crește producția de biomasă. Cu toate acestea, fiecare combinație trebuie studiată în funcție de soiurile utilizate și de factorul pedoclimatic.
Rezultatele variază de la o regiune la alta.

Eficacitatea miocrizala slabă este deosebit de evidentă la soiurile noi, a căror capacitate de a produce micorize active a dispărut. "Culturile au fost selectate pe baza capacității lor de a absorbi nutrienți în condiții nelimitative, indiferent de organismele solului, notează Daniel Wipf. Oamenii de știință elvețieni au măsurat efectele micorizării la unsprezece soiuri de grâu vechi (înainte de 1975) și unsprezece soiuri noi "Creșterea biomasei a fost observată în opt din cele unsprezece soiuri vechi și doar într-una din cele unsprezece soiuri noi", relatează un om de știință. Cultivatorii de teren devin interesați de acest subiect și lucrează cu organizațiile de cercetare specializate în micorizare. Dar nu este încă luată în considerare posibilitatea de micorizare activă ca factor de selecție.

Solul fără covor vegetal nu este benefic

Evitarea solului descoperit este un factor crucial în realizarea interacțiunilor benefice în rizosfera culturilor de câmp. "Este imperativ să acoperim solul astfel încât să conțină în mod constant rădăcini", spune Virginia Riou de la Pays de la Loire Camera de Agricultură. "Aceste rădăcini se extind în întregul lanț trofic de sol", adaugă Jean-François Vian de la Institutul pentru Agricultură și Industrie Alimentară, Rhone-Alpes (ISARA Lyon). Acoperirea vegetației și rotația culturilor ar trebui selectate corespunzător. "Păturile de vegetație constând numai din Brassicaceae (sau legume crucifere - muștar, boabe, muștar de câmp etc.) trebuie evitate, deoarece ele au un efect negativ asupra producției micoriziale. Paturile care conțin cel puțin o mică porție de legume sunt întotdeauna benefice", recomandă Jean-François Vian.

Ierburile sunt, de asemenea, interesante datorită sistemului radicular interconectat, care contribuie la structura adecvată a solului.

Reducerea perturbațiilor mecanice

În cazul rotației culturilor, culturile Brassicaceae (rapiță) și Amaranthaceae (sfeclă) sunt succedate prea des, ceea ce este nefavorabil pentru formarea miocorizelor.
"Prezența legumelor este utilă pentru că activitatea de rizosferă pe care o produc este interesantă pentru stimularea tuturor comunităților de organisme ale solului", spune Jean-François Vian. În gestionarea solului, este ideal pentru a minimiza cât mai mult posibil întreruperea mecanică a solului.
"Comunitățile de rizosferă sunt mai bogate în solul nepoluat, mai ales în cazul semănării directe, benefice pentru miocorizii". Cu toate acestea, nu înseamna că micorizele nu apar în solul arat, ele sunt pur şi simplu capabile să colonizeze plantele mai devreme în sistemele nearate, explică un expert. Uneori însă, tehnicile simplificate de cultivare, care apar adesea în campaniile de creștere, dau rezultate mai slabe decât o simplă arătură. "Produsele fitosanitare, în special fungicidele (precum și îngrășămintele sintetice), ar trebui utilizate cu moderare pentru a optimiza funcționarea rizosferei.