Léonardo CASIERI - La Mycorhization - Avantages - 4/5

Vidéos - Ver de Terre Production (2018-02-23) - Léonardo Casieri - Durée : 36 minutes - Sol et fertilisation

Biologie/Agronomie Régénération des sols

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Résumé

Dans ce 4e volet, Léonardo Casieri présente plusieurs services écosystémiques rendus par les champignons mycorhiziens. Il montre d’abord que la mycorhization peut accélérer la floraison et améliorer le développement des plantes, en lien avec une meilleure nutrition minérale et des effets hormonaux. Les mycorhizes jouent aussi un rôle majeur de biofertilisant : elles augmentent l’absorption du phosphore, du soufre, du zinc ou du cuivre, permettant d’obtenir des biomasses comparables à des plantes fortement fertilisées. Des essais sur asperge, pommier, artichaut ou cultures maraîchères confirment ces gains de croissance et de rendement. Enfin, Léonardo Casieri insiste sur leur fonction de bioprotection : les plantes mycorhizées résistent mieux aux pathogènes du sol, aux stress abiotiques et à certains métaux lourds. Il souligne également l’importance de préserver les réseaux mycéliens du sol, sensibles aux perturbations et au travail intensif.

4/5 - Léonardo CASIERI - La Mycorhization - Avantages

Aujourd'hui, quatrième partie d'un second volet d'une formation réalisée en partenariat avec Maraîchage Sol Vivant par Marc-André Sélosse et Léonardo Casieri. Nous parlerons du système de la mycorhization, un procédé plus qu'utile pour la gestion de nos sols vivants !

Effets des mycorhizes sur la floraison et le fonctionnement de la plante

Un autre service écosystémique attribué aux mycorhizes a été mis en évidence depuis plusieurs décennies. Léonardo Casieri évoque ici des travaux anciens, datant approximativement des années 1960, menés notamment à Bretenière, ainsi que des expériences associées à des chercheurs comme Vivienne Gianinazzi.

L’image commentée montre des plantes cultivées dans des conditions comparables, dans le même sol, avec d’un côté des plantes mycorhizées et de l’autre des plantes non mycorhizées. Ce qui est observé, c’est que les plantes mycorhizées se développent plus tôt et fleurissent plus précocement.

La production des fleurs puis la fructification sont normalement régulées par des équilibres hormonaux dans la plante. L’interprétation proposée est que les champignons mycorhiziens peuvent intervenir sur ces équilibres hormonaux, soit directement, soit indirectement à travers les échanges avec la plante. Cela permet d’expliquer un effet systémique : bien que les champignons soient localisés au niveau des racines, leurs effets se manifestent dans l’ensemble de la plante, y compris sur des organes éloignés comme les fleurs.

Même si une meilleure nutrition peut aussi contribuer à ces résultats, dans l’exemple présenté l’accent est mis sur l’idée d’un rééquilibrage hormonal qui conduit à une floraison plus précoce chez les plantes mycorhizées.

Les mycorhizes comme biofertilisants

Un point présenté comme essentiel est le rôle des mycorhizes dans la nutrition minérale des plantes. Les champignons mycorhiziens explorent le sol et ont la capacité de mobiliser certains éléments minéraux, puis de les transférer à la plante.

Parmi les éléments cités figurent :

les phosphates ;
les nitrates ;
le soufre ;
le cuivre ;
le zinc.

Léonardo Casieri précise qu’au début de ses travaux, il s’était concentré plus particulièrement sur le soufre et sur les échanges de soufre entre la plante et les champignons mycorhiziens.

Cette capacité à récupérer des nutriments dans le sol explique pourquoi les mycorhizes sont souvent décrites comme des biofertilisants : elles améliorent l’alimentation minérale de la plante, en particulier dans des conditions où les éléments sont présents en faibles concentrations ou sous des formes peu accessibles.

Réponse à la fertilisation phosphatée

Une expérience présentée, provenant du laboratoire de Montpellier, cherchait à évaluer l’effet des associations mycorhiziennes sur la croissance végétale en fonction de la fertilisation en phosphate.

Le dispositif comparait des plantes non mycorhizées et des plantes mycorhizées, en mesurant la biomasse sèche produite selon différents niveaux de fertilisation phosphatée.

Le résultat mis en avant est le suivant :

les plantes mycorhizées présentent un meilleur développement ;
lorsque la disponibilité en phosphate est faible, elles atteignent des biomasses comparables à celles de plantes non mycorhizées recevant davantage de phosphate.

Cela montre à nouveau la capacité des mycorhizes à capter de faibles concentrations de phosphates dans le sol et à les rendre disponibles pour la plante. Le développement végétatif, aussi bien de la partie aérienne que du système racinaire, est alors plus important.

L’interprétation donnée est claire : une partie de l’effet de stimulation de la croissance vient d’un effet de biofertilisation lié à une meilleure récupération du phosphore.

Expériences de stérilisation des sols et rôle de la communauté mycorhizienne

Léonardo Casieri évoque ensuite des expériences réalisées à Dijon dans les années 1980, dans le cadre de travaux plus généraux sur la fertilité des sols.

Le principe consistait à comparer plusieurs situations dans des compartiments de sol fermés :

un sol stérilisé ;
un sol stérilisé avec ajout de phosphore ;
un sol non stérilisé ;
un sol stérilisé avec réintroduction de champignons mycorhiziens.

Pour stériliser les sols, ceux-ci étaient passés à l’étuve à environ 180 °C pendant plusieurs heures. Il est rappelé qu’une double stérilisation est souvent nécessaire pour être sûr d’éliminer les microorganismes résiduels.

Les observations principales étaient les suivantes :

dans le sol stérilisé sans ajout, la plante se développait mal ;
dans le sol stérilisé avec ajout de phosphore, la croissance redevenait comparable à celle observée en sol non stérilisé ;
dans le sol stérilisé réinoculé avec des champignons mycorhiziens, on retrouvait également un développement proche de la condition normale.

Ces résultats indiquent que, dans un sol vivant, la communauté mycorhizienne joue un rôle important dans la nutrition phosphatée des plantes. Autrement dit, le fonctionnement naturel du sol peut, dans certains cas, compenser un apport direct de phosphore.

Léonardo Casieri souligne aussi qu’un certain nombre de pratiques très perturbatrices, comme la fumigation ou certaines formes de stérilisation thermique des premiers centimètres du sol, peuvent détruire ces communautés mycorhiziennes et donc priver les cultures de ce service écologique.

Exemples en culture : asperge, pommier, horticulture

Plusieurs exemples d’application sont ensuite donnés.

Asperge

Une expérience sur asperge comparait des parcelles mycorhizées et non mycorhizées. Le champignon utilisé est cité de manière approximative dans la transcription, avec la mention d’un ancien nom de type Glomus et d’une nomenclature plus récente.

Les parcelles avaient été désinfectées, puis certaines avaient reçu un inoculum mycorhizien. Le développement des asperges était nettement meilleur dans les zones inoculées, ce qui illustre à nouveau l’intérêt de l’association mycorhizienne en conditions de culture.

Pommier

Le même type d’effet est mentionné sur pommier, avec des plants mycorhizés et non mycorhizés. Le champignon évoqué est Glomus fasciculatum, même si Léonardo Casieri rappelle que les noms ont évolué. Là encore, les plants mycorhizés montrent un meilleur développement.

Cas observé en maraîchage

Un exemple plus concret, observé chez des maraîchers, est également rapporté. Dans une même parcelle, certaines zones ne produisaient presque plus rien, alors que d’autres plantes poussaient correctement. Les chercheurs ont alors comparé les racines des plantes qui se développaient bien avec celles des plantes souffrantes.

Ils ont mis en évidence une différence importante dans la présence et l’activité des mycorhizes. Des essais d’inoculation ont alors été réalisés :

sans inoculation, les plantes restaient faibles ;
avec inoculation mycorhizienne, la production redevenait correcte.

L’exemple sert à montrer qu’une défaillance de la symbiose mycorhizienne peut parfois expliquer des hétérogénéités de croissance au champ.

Effet sur la production d’artichaut

Une autre expérience, présentée lors d’un congrès à Toronto en 2002, portait sur l’artichaut.

Deux parcelles ou modalités voisines étaient comparées :

des plants inoculés avec des champignons mycorhiziens au moment de la plantation ;
des plants non inoculés.

Visuellement, les plantes inoculées se développaient mieux. L’effet mesuré sur la production était significatif :

environ 11,3 fruits par plante pour les plants inoculés ;
une augmentation d’environ 1 kg de production par plante ;
environ 7 euros de valeur supplémentaire par plante, selon les chiffres cités.

Même si la différence visuelle sur la taille des fruits n’était pas forcément spectaculaire, le gain relatif en rendement restait important, de l’ordre d’un tiers supplémentaire.

Cet exemple illustre que l’effet des mycorhizes ne se limite pas à la nutrition ou à la survie de la plante, mais peut se traduire directement en gain agronomique et économique.

Les mycorhizes comme bioprotecteurs

Un autre grand service écosystémique des mycorhizes est leur rôle de bioprotection. Léonardo Casieri explique qu’elles améliorent la résistance des plantes à la fois :

aux stress abiotiques, comme la sécheresse, les carences nutritives ou certains excès d’éléments ;
aux stress biotiques, en particulier les pathogènes.

Exemple sur fraisier avec Botrytis

Un exemple est mentionné sur fraisier, avec comparaison entre plantes non mycorhizées et plantes mycorhizées inoculées avec Botrytis. L’image montrait une meilleure tenue ou une moindre sensibilité dans la condition mycorhizée.

Réduction du potentiel infectieux des pathogènes du sol

Une autre étude portait sur l’effet des mycorhizes sur le potentiel infectieux des champignons pathogènes du sol, mesuré plusieurs semaines après transplantation.

Les auteurs comparaient :

un sol seul ;
un sol avec plantes non mycorhizées ;
un sol avec plantes inoculées par un ou plusieurs champignons mycorhiziens.

Le potentiel infectieux était exprimé sur une échelle allant de 0 à 10, en fonction du nombre de propagules pathogènes par gramme de sol.

Les résultats présentés montrent que :

dès que la plante est présente sans protection mycorhizienne, le niveau d’infection augmente fortement ;
avec un champignon mycorhizien, ce potentiel infectieux est fortement réduit ;
avec deux champignons mycorhiziens, la réduction peut être encore plus marquée.

L’effet persiste encore 11 semaines après plantation, même s’il tend à diminuer un peu avec le temps. La réduction observée reste néanmoins très importante par rapport aux témoins non mycorhizés.

Exemple sur tomate face à Phytophthora

Un projet européen mené vers 2008-2009 est cité sur tomate, avec Phytophthora comme pathogène racinaire.

Les observations visuelles montraient :

des plantes non inoculées fortement affectées ;
des plantes inoculées avec des mycorhizes se développant beaucoup plus normalement.

Les chercheurs avaient utilisé une coloration spécifique pour localiser Phytophthora dans les tissus racinaires, puis observé des coupes fines de racines.

Dans les plantes non mycorhizées, le pathogène était observé partout dans les cellules corticales. Dans les plantes mycorhizées :

les structures du champignon mycorhizien étaient bien présentes ;
Phytophthora pouvait encore être détecté ;
mais la plante était nettement mieux protégée.

L’interprétation proposée est importante : la protection n’est pas seulement due à un simple effet d’occupation de l’espace empêchant physiquement le pathogène d’entrer. Le pathogène peut toujours approcher ou coloniser certains tissus. La bioprotection vient donc plutôt d’une meilleure résistance de la plante liée à l’interaction fonctionnelle entre la plante et le champignon mycorhizien.

Effet protecteur vis-à-vis des métaux lourds

Léonardo Casieri revient ensuite sur un autre aspect de la bioprotection : la résistance aux métaux lourds.

Une étude menée en Espagne, du côté de Murcie, est évoquée sur Medicago truncatula exposée à du cadmium dans des sols contaminés par des activités industrielles.

Les résultats comparaient :

des plantes non mycorhizées en conditions normales ;
des plantes exposées au cadmium ;
des plantes mycorhizées exposées au cadmium.

En présence de cadmium, l’effet était très délétère sur les plantes non mycorhizées. En revanche, les plantes mycorhizées continuaient à se développer, certes moins bien que les témoins sans contamination, mais de façon nettement meilleure que les plantes non mycorhizées soumises au métal.

L’hypothèse avancée est que les champignons mycorhiziens accumulent une partie des métaux lourds dans leurs tissus, limitant ainsi leur impact sur la plante. Ce type de capacité d’adsorption ou de séquestration est déjà connu chez d’autres champignons, pour les métaux lourds mais aussi pour des éléments radioactifs ou certains colorants industriels.

Réseaux mycéliens préexistants et perturbation du sol

Une expérience particulièrement intéressante portait sur la tomate en sol contaminé au manganèse, élément qui devient toxique à forte concentration.

Le dispositif consistait à :

faire d’abord pousser une plante de couverture permettant le développement du réseau mycélien mycorhizien ;
détruire ensuite cette première plante ;
puis implanter des tomates.

Deux situations étaient comparées :

sol non perturbé, dans lequel le réseau mycélien restait intact ;
sol perturbé, dans lequel le substrat était broyé, mélangeant et cassant les hyphes du champignon.

Les tomates étaient ensuite cultivées dans les deux cas, avec des conditions comparables.

Le résultat observé était net : les tomates poussaient beaucoup mieux lorsque le réseau mycélien préexistant avait été conservé. Dans le sol perturbé, la croissance était plus lente.

L’explication est que, lorsque le réseau mycélien est déjà en place, la plante qui arrive peut immédiatement bénéficier d’un système d’exploration du sol déjà opérationnel. En revanche, si ce réseau est détruit, le champignon doit reconstituer ses hyphes avant de rendre à nouveau pleinement ses services.

Même si, après plusieurs semaines, les deux situations peuvent finir par se rapprocher, l’avantage initial conféré par un réseau intact est jugé très important, en particulier dans les premiers stades de développement de la culture.

Temps de reconstitution du réseau mycélien

À propos du temps nécessaire pour remettre en place un réseau mycélien, Léonardo Casieri répond avec prudence : cela dépend beaucoup des conditions.

Parmi les facteurs mentionnés :

la nature du substrat ;
sa structure ;
l’humidité du sol ;
la disponibilité en nutriments ;
le temps écoulé ;
le volume de sol considéré.

Dans des conditions expérimentales sur sable et zéolithe, il a pu observer des réseaux mycorhiziens atteignant rapidement l’extérieur du pot en six à huit semaines. Mais dans un sol réel, la structure est plus complexe et le développement des champignons est moins direct. Il est donc difficile de généraliser.

L’idée principale reste que toute perturbation mécanique du sol peut casser des hyphes fonctionnelles, et donc retarder les bénéfices de la mycorhization pour la culture suivante.

Limites pratiques et utilisation d’inoculums commerciaux

Sur le plan expérimental, Léonardo Casieri précise que, dans ces études, les chercheurs utilisent généralement des inoculums commerciaux. Cela permet de standardiser les essais et de rendre les expériences répétables par d’autres équipes dans le monde.

Il souligne qu’en pratique, on pourrait imaginer sélectionner et multiplier des communautés locales de champignons mycorhiziens adaptées à un sol ou à une région donnée. Cette idée a du sens d’un point de vue agronomique, mais elle pose plusieurs difficultés :

il faut d’abord identifier les champignons présents ;
il faut ensuite les multiplier ;
il faut maintenir une diversité fonctionnelle ;
il existe aussi des contraintes industrielles, réglementaires et commerciales.

Il explique qu’un service de conseil préalable pourrait être utile : analyser le sol, identifier les mycorhizes présentes, voir ce qu’il serait pertinent de multiplier, puis préparer un inoculum adapté. Mais cela demande du temps et des moyens, et reste plus complexe qu’une solution industrielle standardisée.

Complexité biologique des communautés mycorhiziennes

En conclusion de ce passage, Léonardo Casieri insiste sur la grande complexité des systèmes mycorhiziens. La diversité réelle des champignons dans les sols dépasse largement ce qui est testé dans les expériences.

On ne sait pas toujours :

quelles espèces sont les plus efficaces selon les cultures ;
s’il existe des combinaisons particulièrement favorables ;
si certaines espèces ont besoin d’autres pour bien s’installer ;
comment ces effets varient selon les types de sol et les pratiques culturales.

Ainsi, même si les bénéfices agronomiques des mycorhizes apparaissent clairement dans de nombreuses situations, leur fonctionnement réel en conditions de terrain reste fortement dépendant du contexte biologique et agronomique.

Idée générale à retenir

Dans cette partie de l’intervention, les mycorhizes apparaissent comme des organismes fournissant plusieurs services écosystémiques majeurs :

elles peuvent avancer la floraison et modifier le fonctionnement hormonal de la plante ;
elles améliorent l’acquisition des nutriments, en particulier du phosphore ;
elles peuvent remplacer en partie certains apports fertilisants ;
elles protègent les plantes contre des pathogènes ;
elles atténuent certains stress abiotiques, y compris les contaminations par métaux lourds ;
elles dépendent fortement de l’état du sol et de la continuité des réseaux mycéliens déjà installés.

L’ensemble de ces exemples montre que la mycorhization ne doit pas être envisagée seulement comme une curiosité biologique, mais comme un processus central dans la fertilité des sols et la santé des cultures.