Mycorhizes et stockage de carbone dans les sols

Favoriser les mycorhizes pour augmenter le stockage de carbone dans les sols

Comment les mycorhizes favorisent-ils l’augmentation du stockage de carbone dans les sols ? En milieu naturel, les plantes sont associées à des communautés microbiennes très denses autour de leurs racines. Si les bactéries constituent de loin la plus grande diversité d’espèces dans ces communautés, les champignons sont aussi très présents. Ainsi, 1 gramme de sol contiendrait près de 200 mètres d’hyphes fongiques. Parmi ceux-ci, on retrouve des hyphes de champignons symbiotiques appelés mycorhiziens. Il existe deux grands types de mycorhizes :

  • les ectomycorhizes qui concernent 5% des plantes et que ne colonisent pas les cellules des plantes
  • les endomycorhizes qui sont apparues il y a environ 450 millions d’années.

Pour ces dernières, le champignon colonise la racine avec son mycélium en formant des organes de réserve (vésicules), des organes d’échange (arbuscules) et des hyphes et spores dans le sol.

Le mycélium : organes de réserve (vésicules) - organes d'échange (arbuscules) et hyphes
Le mycélium : organes de réserve (vésicules) – organes d’échange (arbuscules) et hyphes

Un rôle de bioprotection et de biofertilisation pour les plantes par les mychorhizes

Les services écosystémiques rendus sont divers et résumés dans le tableau ci-dessous :

Services écosystémiques rendus par les action des mycorhizes sur la plante
Services écosystémiques rendus par les action des mycorhizes sur la plante

Une forte contribution des mycorhizes au stockage de carbone dans les sols

Les hyphes externes des champignons mycorhiziens à arbuscule (CMA) sécrète une glycoprotéine appelée glomaline. Cette dernière contribue à faire adhérer les constituants du sol entre eux. La glomaline est hydrophobe et thermotolérante. Lorsqu’elle est liée aux particules argileuses, elle est donc particulièrement récalcitrante à la décomposition biologique. Pour toutes ces raisons, la glomaline est un composant majeur de la fraction organique de beaucoup de types de sols. Partout où les formations végétales sont dominées par des espèces à endomycorhizes arbusculaires.

Visualisation par immunofluorescence de la glycoprotéine
Visualisation par immunofluorescence de la glycoprotéine (Copyright : Sarah Wright / USDA)

Garbaye J., 2013 a montré que le mycélium externe des CMA contribuait fortement à la séquestration de carbone en sécrétant et en déposant dans les sols de grandes quantités de glomaline. A l’échelle de la terre, environ 1/3 du carbone contenu dans les sols est donc sous forme de glomaline.

Favoriser les champignons mycorhiziens à arbuscule par les pratiques agricoles

Les résultats présentés ci-dessous sont issus d’un projet CEGA qui favorise la coopération entre étudiants et GIEE. Les étudiants d’UniLasalle ont ainsi travaillé sur trois exploitations du GIEE Carbon’N’Caux. Ce GIEE est animé par Cerfrance Seine Normandie (pour plus de renseignements de ce GIEE, contactez Eline LANGLOIS et Sandrine LECUYER). Il travaille notamment sur le stockage du carbone. Trois plateformes sont en cours :

  • une sur l’apport de matières organiques exogènes,
  • une sur le mode de destruction des couverts,
  • la dernière sur le biocontrôle pour lutter contre les maladies du blé.
Abondance des spores de CM dans les sols des parcelles du GIEE sous différentes pratiques culturales
Abondance des spores de CM dans les sols des parcelles du GIEE sous différentes pratiques culturales

D’après l’ensemble des travaux menés sur l’impact des pratiques sur les mycorhizes, les pratiques favorisant les CMA sont la réduction du travail du sol et de la fertilisation minérale, la mise en place de couverts végétaux en interculture et l’introduction de légumineuses dans les rotations.

La réduction du travail des sols

Le travail du sol réduit significativement la densité des hyphes de CMA actifs dans les sols. Ainsi, les systèmes de cultures réduisant ou supprimant le travail du sol montrent une richesse plus importante en hyphes fongiques par rapport aux systèmes basés sur le labour. Les CMA sont particulièrement sensibles à toute perturbation du sol à cause de leur mode de vie biotrophe. Ces perturbations risquent alors de séparer les CMA du système racinaire de l’hôte ou encore de briser leur réseau d’hyphes. Cela explique notamment les résultats obtenus dans la plateforme de Flamanville où la modalité destruction des couverts par le glyphosate présente une abondance plus élevée que la modalité outil à disque.

La réduction de la fertilisation minérale

Les effets des produits phytosanitaires sont extrêmement variables et dépendent d’une série de facteurs tels que le type de produit phytosanitaire, le moment d’application, les espèces de CMA en présence, le taux d’application… Certains fongicides systémiques semblent affecter négativement la colonisation racinaire, le développement des spores ainsi que la viabilité des hyphes présents dans les sols, alors que d’autres ne montrent aucun effet, voire pour certains, montrent un effet positif. Les herbicides ont tendance à éliminer un certain nombre d’hôtes potentiels des champignons mycorhiziens et jouent donc un rôle dans la diminution de la composition des communautés CMA.

Si les céréales répondent plutôt bien à la mycorhization, aujourd’hui, la sélection variétale a entrainé, pour les variétés modernes, une perte de dépendance à la mycorhization car elles ont été sélectionnées dans des contextes à haut niveau de fertilisation. Pour bénéficier demain pleinement de cette symbiose, il faudra réintégrer ce critère dans les schémas de sélection.

Sources :

Garbaye J., 2013. La symbiose mycorhizienne une association entre les plantes et les champignons. Editions QUAE.

THIOYE Babacar, 2021. Mycorhizes : les réseaux sociaux du sol : rôle écologique et interactions avec les pratiques agricoles – Conférence du 16 février 2021 de Babacar THIOYE, enseignant chercheur Unité AGHYLE, UniLasalle Campus Rouen

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