Comment les champignons mycorhiziens aident-ils les racines ?

Après des centaines de millions d'années d'adaptation, les champignons mycorhiziens sont devenus extrêmement efficaces pour aider les racines à puiser l'eau et les nutriments nécessaires dans le sol. Les champignons de la forêt (ou ceux que l'on déguste sur une pizza) ont un métabolisme très rapide : en d'autres termes, les champignons se développent à une vitesse fulgurante. En effet, leurs minuscules filaments (appelés hyphes) croissent des centaines de fois plus vite que les racines. Les hyphes mycorhiziennes combinent une croissance rapide, un diamètre infime (leur permettant de se faufiler dans des espaces trop étroits pour les racines) et une structure ramifiée dense. Pour les racines, les champignons mycorhiziens forment une structure absorbante qui se déploie rapidement et se régénère continuellement à mesure que la plante hôte sollicite davantage de ressources du sol. Un réseau mycorhizien pleinement développé peut multiplier par cent à mille la capacité d'absorption nette des racines. Dans un écosystème sain et préservé, on peut trouver plus d'un kilomètre d'hyphes mycorhiziennes dans une simple cuillère à café de terre.

En plus de coloniser tous les espaces disponibles dans le sol autour des racines, les mycorhizes déploient de puissantes enzymes acido-résistantes qui solubilisent les nutriments minéraux essentiels présents dans le sol et les transportent (désormais assimilables par la plante) jusqu'à la racine via le réseau d'hyphes. L'azote organique, le phosphore, le fer et d'autres nutriments essentiels du sol sont généralement fortement liés à la matière organique, à l'argile, à la roche et aux différents agrégats présents dans le sol. Ainsi, l'acquisition et le transfert de nutriments difficiles à trouver ou fortement liés vers le système racinaire de la plante constituent une fonction essentielle des mycorhizes dans les écosystèmes naturels non perturbés. C'est ainsi que les plantes se nourrissent dans la nature : personne n'intervient pour les fertiliser ou les arroser. Les plantes ont développé un réseau d'organismes de soutien qui les maintiennent en vie ; les champignons mycorhiziens sont un élément essentiel de ce réseau microbien du sol. Dans les environnements naturels, les plantes orchestrent et alimentent ce processus d'acquisition de nutriments et d'eau (en sélectionnant et en maintenant une multitude de micro-organismes bénéfiques) grâce à l'énergie excédentaire qu'elles produisent par la photosynthèse. Les plantes peuvent photosynthétiser jusqu'à 40 % de glucides stockés en plus (sucres, amidons, etc.).) qu'ils n'en ont réellement besoin pour croître – et ils « donnent » ce surplus (appelé collectivement « exsudats ») pour permettre aux microbes du sol – y compris les mycorhizes – d'effectuer leur travail. Un tiers des composés glucidiques que les plantes produisent par photosynthèse sont échangés avec les champignons mycorhiziens en contrepartie du travail que ces microbes hautement spécialisés effectuent dans le sol.

Où les mycorhizes sont-elles naturellement abondantes dans les sols ?

Dans les écosystèmes sauvages et intacts, les sols regorgent de réseaux incroyablement denses de champignons mycorhiziens bénéfiques. Cette forte densité fongique est, en fait, la caractéristique des communautés végétales ayant atteint le sommet (ou climax) de la succession végétale ; un stade, dans les milieux naturels intacts, où la diversité des plantes se stabilise, ne laissant subsister que quelques espèces dominantes. Au Canada, nous possédons plusieurs exemples uniques et encore préservés de forêts intactes où la succession végétale a atteint son apogée ; des endroits magnifiques comme… Détroit de Clayoquot sur la côte ouest de l'île de Vancouver, ou Lac Wolf Dans les hautes terres de Temagami, en Ontario, la vie microbienne des sols sous ces magnifiques paysages a également évolué vers une sorte de climax : ces sols sont dominés par des réseaux denses de champignons mycorhiziens qui soutiennent la canopée verte, tandis que les sols perturbés ou en début de succession écologique sont généralement dominés par les bactéries. Les sols urbains sont en fait les endroits les moins susceptibles de contenir des niveaux significatifs de champignons bénéfiques – les bactéries y abondent. De plus, les plantes en début de succession écologique (qui prospèrent dans les sols bactériens) sont faciles à trouver en milieu urbain ; il s’agit de plantes annuelles à croissance rapide et à forte production de graines, dont beaucoup sont considérées comme des « mauvaises herbes ». N’oubliez pas que les champignons mycorhiziens ont besoin d’une plante hôte pour exister ; ils ne peuvent obtenir le carbone nécessaire à leur survie qu’en fournissant à une plante hôte, occupant un stade de succession écologique supérieur, ce dont elle a besoin : l’accès à l’eau et aux nutriments du sol. Si l’on supprime les plantes hôtes des stades de succession écologique supérieurs (vivaces, arbustes, arbres et conifères), les mycorhizes ne seront plus nourries et disparaîtront du sol.

Que se passe-t-il donc lorsque des engrais synthétiques sont appliqués à un « système naturel » ?

La relation entre les plantes vertes et les innombrables micro-organismes du sol qui les nourrissent s'est développée et a évolué pendant des millions d'années. Les plantes ont appris à échanger leur surplus de capital photosynthétique contre des nutriments essentiels grâce à une relation complexe avec des communautés de micro-organismes du sol et d'organismes supérieurs. Dans l'environnement naturel, les nutriments ne sont généralement pas présents sous une forme hautement soluble (disponible pour les plantes) ; s'ils l'étaient, ils seraient lessivés du sol et emportés par les pluies. Dans la nature, les nutriments sont généralement fortement liés aux agrégats minéraux et à l'argile (les matériaux constitutifs du sol), et les plantes utilisent des micro-organismes spécialisés pour extraire et capter ces nutriments liés sans risque de lessivage. La nature a perfectionné un système en circuit fermé très efficace. L'utilisation d'engrais synthétiques court-circuite ce processus ; les racines des plantes se retrouvent soudainement saturées de nutriments réactifs et hautement disponibles, et par conséquent, elles cessent tout simplement de solliciter l'aide des micro-organismes du sol comme les mycorhizes. L'utilisation prolongée d'engrais synthétiques à forte concentration entraîne un déclin constant de la vie microbienne du sol : les sols deviennent de simples « milieux vides », dépourvus de toute vie microbienne, à l'exception des bactéries butineuses et des agents pathogènes latents. Finalement, les plantes cultivées dans des sols perturbés par l'application d'engrais très réactifs deviennent dépendantes de l'utilisation continue de ces engrais synthétiques.Le rapport de 2014 de la Commission mixte internationale [CMI] intitulé « Un régime alimentaire équilibré pour le lac Érié » montre clairement à quel point les dégâts peuvent être causés par l’application continue d’engrais synthétiques aux champs agricoles (et aux paysages). Téléchargez le rapport 2014 de la CMI intitulé « Une alimentation équilibrée pour le lac Érié »

Pour rompre ce cycle, il est indispensable de réintroduire dans les sols des micro-organismes bénéfiques comme les mycorhizes. La santé des sols et la croissance des plantes peuvent ainsi retrouver un équilibre naturel et durable.

Quels autres facteurs entraînent un déclin des populations mycorhiziennes dans les sols suburbains et urbains ?

Il est facile d'imaginer que la façon dont nous construisons nos routes, nos maisons, nos centres commerciaux et nos écoles met à rude épreuve les micro-organismes présents dans la couche arable déjà fragile laissée par les promoteurs immobiliers. Les engins de chantier s'abattent sur un terrain vague envahi par les mauvaises herbes, et leur première tâche consiste à décaper la surface de tout ce qui est plus foncé que le sous-sol. Théoriquement, ce matériau a de la valeur pour le constructeur ; les bulldozers et les pelleteuses l'empilent donc et le compactent avant même de creuser les sous-sols et d'installer les réseaux sous les nouvelles routes. Le sous-sol (qui ne contient que des bactéries anaérobies, très toxiques pour les racines des plantes) est ramené à la surface et compacté pour créer de nouvelles pentes destinées à drainer rapidement les eaux pluviales du nouveau lotissement. La majeure partie de cette « terre végétale » sera vendue par le constructeur à un tiers qui la conditionnera en sacs et la revendra aux consommateurs dans une jardinerie près de chez vous. Le reste de la couche de terre végétale est laissé à sécher au soleil et envahi par les mauvaises herbes (souvent pendant plusieurs années). Finalement, cette terre végétale broyée et desséchée sera étalée en fine couche sur le sous-sol compacté du nouveau lotissement et recouverte de gazon. Et voilà ! Le travail est entre les mains du nouveau propriétaire (et de l’entrepreneur paysagiste censé transformer l’endroit en un havre de paix instantané). Faut-il s’étonner que les plantes peinent souvent à pousser, voire meurent, dans ces sols épuisés et stériles ?

La restauration des champignons mycorhiziens indigènes des sols sains et non perturbés est-elle bénéfique aux plantes dans les paysages urbains ?

L'idée nous semblait excellente : explorer des écosystèmes naturels intacts et observer les mycorhizes avec lesquelles les plantes s'épanouissent ; puis collecter, reproduire soigneusement et introduire ces micro-organismes essentiels dans les sols urbains où les plantes peinent à survivre. Les plantes nouvellement installées dans les aménagements paysagers se développeraient-elles mieux une fois inoculées avec les mycorhizes appropriées ? S'enracineraient-elles et s'adapteraient-elles à leur nouvel environnement ? Seraient-elles plus résistantes à la sécheresse et plus autonomes ? Vous vous doutez bien de nos conclusions, mais si vous souhaitez en savoir plus sur « Les Racines du Sauvetage des Racines », consultez notre blog. Après avoir constaté les bienfaits de l'inoculation mycorhizienne pour les plantes d'aménagement paysager, nous avons collaboré avec l'Université de Guelph pour mener une série d'essais d'efficacité sur notre nouvelle formulation. Les résultats de quatre années d'essais menés par l'Université de Guelph ont abouti à un rapport évalué par des pairs et publié en 2015. Pour en savoir plus sur la méthodologie et les résultats des essais d'efficacité de l'Université de Guelph, consultez la page Recherche de notre site.

Nous avons également produit une présentation PowerPoint commentée qui vous explique la science des mycorhizes à la base du nouveau Transplanter de Root Rescue - Cliquez ici pour voir cette vidéo.