Rôle des champignons mycorhiziens arbusculaires dans la gestion biologique du sol et la régulation des dynamiques du carbone : synthèse mondiale

Introduction

La gestion durable des sols constitue un pilier fondamental pour la productivité agricole, la préservation de l'environnement et la régulation du cycle du carbone. Les champignons mycorhiziens arbusculaires (CMA) jouent un rôle central dans ces dynamiques, agissant à l’interface sol-plante et influençant les processus biogéochimiques. Cet article propose une analyse détaillée, à l'échelle mondiale, des effets des CMA sur la dynamique du carbone du sol, en s'appuyant sur une méta-analyse rigoureuse des recherches publiées.

Champignons mycorhiziens arbusculaires et gestion écologique des sols

Les CMA forment des symbioses bénéfiques avec la majorité des plantes terrestres. Grâce à leur réseau de filaments souterrains, ils :

• Facilitent l’absorption de nutriments (phosphore, azote)
• Optimisent la rétention d’eau
• Stimulent la croissance et la santé des plantes
• Modifient la structure du sol via l’excrétion de glomaline et autres substances

Leur intégration dans des stratégies de gestion écologique apparaît déterminante pour renforcer la fertilité des sols tout en réduisant le recours aux intrants chimiques.

Dynamiques du carbone et rôle des CMA

La séquestration du carbone dans les sols dépend de multiples facteurs, parmi lesquels la matière organique issue des racines, les exsudats racinaires et la minéralisation contrôlée par la microflore. Les CMA exercent une influence notable à plusieurs niveaux :

Stimulation du stockage du carbone

Les réseaux de hyphes stabilisent les agrégats du sol, favorisant la protection physique des matières organiques et ralentissant leur décomposition. Par ailleurs, les CMA favorisent la formation de glomaline, une glycoprotéine corrélée à la rétention du carbone dans la fraction stable du sol.

Modulation des flux de carbone

En optimisant la croissance végétale et la productivité racinaire, les CMA accroissent le transfert du carbone de la biomasse végétale vers le sol. Leur activité, selon les contextes agroécologiques, peut donc amplifier la fixation du carbone atmosphérique.

Régulation de la décomposition

Les CMA interagissent avec d’autres microorganismes du sol, modulant la décomposition de la matière organique via leurs effets compétitifs et les modifications des propriétés rhizosphériques, impactant directement le turnover du carbone.

Synthèse des effets observés à travers une méta-analyse globale

Méthodologie

La méta-analyse recense des études publiées comparant l’impact de l’inoculation CMA à des témoins dépourvus de mycorhizes, dans des contextes agricoles et naturels variés. Les principaux paramètres évalués incluent :

• Le stock total de carbone du sol
• Les fractions de carbone stable et labile
• Les taux de minéralisation du carbone

Résultats principaux

• Augmentation significative du stock de carbone : La présence de CMA est corrélée à une hausse du contenu total de carbone du sol, notamment dans la fraction organique stable.
• Effet contextuel marqué : L’ampleur de l’effet varie selon la texture du sol, sa fertilité initiale, le type de culture et le climat.
• Interactions positives avec la biomasse végétale : L’effet séquestrateur de carbone est accentué dans les environnements à végétation dense et diversifiée.
• Influence sur la dynamique des fractions du carbone : Les CMA augmentent plus fortement la fraction labile que la fraction récalcitrante du carbone, témoignant d’une stimulation des cycles rapides de la matière organique, tout en consolidant partiellement les formes stables.

Applications et stratégies de gestion

La valorisation des CMA dans la gestion agricole induit plusieurs recommandations pratiques :

• Réduction du travail du sol : Le non-labour ou le semis direct préservent les réseaux mycorhiziens.
• Rotation des cultures et inter-cultures mycotrophes : Favoriser des plantes hôtes adaptées soutient l’abondance des CMA.
• Réduction des apports en engrais minéraux : Limiter le phosphore soluble favorise l’installation de la symbiose.

Ces approches visent à exploiter le potentiel naturel des CMA pour maximiser la séquestration du carbone et améliorer la santé des sols.

Limites et perspectives de recherche

Malgré des effets globalement positifs, plusieurs incertitudes persistent :

• Les réponses varient d’un site à l’autre selon les interactions environnementales complexes.
• L’effet à long terme sur la stabilisation du carbone reste à préciser, notamment sous l’effet du changement climatique.
• Le manque de standardisation dans les mesures expérimentales est une limite récurrente des études.

Les recherches devront donc porter sur des essais de longue durée, en conditions réelles, et intégrer diverses espèces de CMA pour comprendre leurs contributions respectives au cycle du carbone.

Conclusion

Les champignons mycorhiziens arbusculaires représentent un levier écologique efficace pour réguler la dynamique du carbone des sols. Leur intégration dans les systèmes de gestion agricole et environnementale offre des perspectives prometteuses pour la séquestration du carbone, l’enrichissement de la fertilité des sols et la durabilité agroécologique à grande échelle.

Source : https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0167198726002412?dgcid=rss_sd_all