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Microbiologie appliquée à l'agronomie et à la sylviculture

Une des tâches de l'agronome consiste à orienter l'activité microbienne dans les sols, de façon à accroître les rendements et à améliorer la qualité des récoltes. Il s'agit, en fait, de ralentir les activités excessives nuisibles à la plante, ou, au contraire, de stimuler les activités bénéfiques mais trop faibles. Pour parvenir à ces résultats, on fait appel aux techniques dont les principes sont exposés ci-après.

Introduction de souches actives

On introduit dans le sol, la rhizosphère ou la spermosphère, une ou plusieurs souches particulièrement actives. Il peut s'agir de micro-organismes fixateurs d'azote (Rhizobium ou Frankia), de champignons mycorhiziens, de cyanobactéries libres ou en association avec Azolla et, enfin, de micro-organismes rhizosphériques, en particulier bactéries non symbiotiques bénéfiques telles que les P.G.P.R. On désigne parfois sous le terme d'engrais biologiques les diverses cultures microbiennes utilisées en agriculture.

Dans le cas des Rhizobium, cette opération, appelée inoculation, est pratiquée depuis longtemps. L'inoculation est parfois indispensable à l'établissement de nouvelles cultures (soja ; Leucaena leucocephala). Mais il convient de souligner que l'inoculation ne peut avoir un effet positif sur les rendements de la légumineuse considérée que si les deux conditions suivantes sont remplies : il n'existe dans le sol aucune souche de Rhizobium compétitive ; il n'y a intervention d'aucun autre facteur limitant.

L'effet de l'inoculation de plantes actinorhiziennes avec Frankia peut être spectaculaire, à condition bien entendu que l'endophyte spécifique soit absent du sol, ce qui est le cas notamment pour les Casuarina. La fixation d'azote peut atteindre 200 kilogrammes par hectare et par an dans les cas favorables.

En ce qui concerne l'inoculation par les champignons mycorhiziens (mycorhization), elle est vivement recommandée, en particulier dans les cas d'inoculation avec des champignons ectomycorhiziens des plants ligneux destinés au reboisement de sols dépourvus de champignons ectomycorhiziens et d'inoculation avec des champignons endomycorhiziens de plantes (notamment agrumes) cultivés dans des sols préalablement stérilisés pour les raisons exposées au paragraphe suivant.

Les critères de sélection des micro-organismes symbiotiques ou rhizosphériques non symbiotiques sont multiples. En ce qui concerne les bactéries fixatrices d'azote, on doit attacher une importance particulière à leur effectivité (aptitude à fixer l'azote), à leur compétitivité et à leur aptitude à coloniser la rhizosphère, sans oublier leur tolérance aux nombreuses contraintes de l'environnement. L'amélioration des performances des différents micro-organismes utilisés comme engrais biologique ou pour la lutte biologique est obtenue par criblage des souches sauvages, ou grâce aux techniques du génie génétique.

Pratiquement, les cultures des souches de Rhizobium, Frankia ou champignons mycorhiziens sont appliquées aux graines ou au sol après avoir été adsorbées sur un support comme la tourbe stérile ou des résidus de récolte broyés ou bien incluses dans un polymère comme l'alginate. Ce dernier inoculum se présente sous forme de billes que l'on peut utiliser après les avoir traitées pour en faire une pseudo-solution. Les inoculums d'endomycorhize et de Frankia ainsi préparés se conservent pendant plusieurs années et sont particulièrement faciles à transporter.

En Extrême-Orient l'inoculation des sols de rizière avec le système symbiotique Azolla-Anabaena est pratiqué avec succès depuis des siècles, l'effet de cette inoculation équivalant en moyenne à l'application de 40 à 50 kilogrammes d'azote-engrais à l'hectare.

Amélioration des plantes fixatrices d'azote

Le potentiel fixateur d'azote étant sous la double dépendance du génome de la bactérie symbiotique et de celui de la plante hôte, il est possible d'accroître considérablement la fixation chez les associations symbiotiques en améliorant chez les plantes hôtes deux caractéristiques essentielles : l'aptitude à fixer l'azote en symbiose et la tolérance aux contraintes de l'environnement. L'exploitation de la variabilité génétique des arbres en ce qui concerne ces caractéristiques est d'autant plus prometteuse que les méthodes modernes de micropropagation permettent de multiplier rapidement les génotypes les plus performants. [...]

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Sols : cycle de l'azote

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  • : directeur de recherche émérite au C.N.R.S. ingénieur agronome, ingénieur des Eaux et Forêts

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Yvon DOMMERGUES, « SOLS - Microbiologie », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 21 mai 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/sols-microbiologie/