Comment les champignons mycorhiziens aident-ils les racines ?

Après des centaines de millions d'années d'adaptation, les champignons mycorhiziens sont devenus très efficaces pour assister les racines dans leur quête d'eau et de nutriments dans le sol. Les champignons des forêts (ou ceux que nous mangeons sur une pizza) ont un métabolisme très rapide ; autrement dit, ils croissent à une vitesse fulgurante. En effet, de minuscules filaments fongiques (appelés hyphes) croissent des centaines de fois plus vite que les racines. Les hyphes mycorhiziens allient croissance rapide, diamètre minuscule (permettant aux racines de se faufiler dans des espaces restreints, trop grands pour y pénétrer) et ramification dense. Pour les racines, les champignons mycorhiziens agissent comme une structure spongieuse à déploiement rapide qui se reconstruit continuellement à mesure que la plante hôte sollicite davantage le sol. Des réseaux mycorhiziens pleinement formés peuvent multiplier par cent, voire mille, la capacité d'absorption nette des racines. Dans un écosystème sain et non perturbé, on peut trouver plus d'un kilomètre et demi d'hyphes mycorhiziens dans une simple cuillère à café de terre.

En plus de pénétrer dans tous les espaces libres du sol autour des racines, les mycorhizes déploient également de puissantes enzymes acidophiles qui solubilisent (dissolvent) les nutriments minéraux essentiels présents dans le sol et les transportent (désormais assimilables par la plante) vers la racine par le canal hyphalique. L'azote organique, le phosphore, le fer et d'autres nutriments essentiels du sol sont généralement « solidement liés » à la matière organique, à l'argile, à la roche et à divers agrégats. Ainsi, l'acquisition et le transfert de nutriments difficiles à trouver ou fortement liés au système racinaire de la plante constituent une fonction essentielle des mycorhizes dans les écosystèmes pédologiques naturels et non perturbés. C'est ainsi que les plantes se nourrissent dans la nature ; personne ne les fertilise ni ne les arrose. Les plantes ont développé un réseau d'organismes de soutien qui les soutient ; les champignons mycorhiziens sont un élément essentiel de ce réseau de microbes du sol. Dans les milieux naturels, les plantes orchestrent et alimentent ce processus d'acquisition de nutriments et d'eau (sélection et entretien d'une armée de microbes bénéfiques) grâce à l'énergie excédentaire qu'elles produisent grâce à la photosynthèse. Les plantes photosynthétisent jusqu'à 40 % de glucides (sucres, amidons, etc.) en plus de leurs besoins réels en croissance, et elles « distribuent » ce surplus (appelé collectivement « exsudats ») pour permettre aux microbes du sol, dont les mycorhizes, d'effectuer leur travail. Un tiers des composés glucidiques produits par les plantes grâce à la photosynthèse sont échangés avec les champignons mycorhiziens en échange 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 non perturbés, les sols regorgent de réseaux incroyablement denses de champignons mycorhiziens bénéfiques. Une forte densité fongique dans le sol est en fait la marque distinctive des communautés végétales ayant atteint le sommet (ou climax) de la succession végétale ; un point où, dans les milieux naturels non perturbés, la diversité végétale se stabilise, ne laissant que quelques espèces dominantes. Au Canada, nous possédons plusieurs exemples uniques et encore intacts de forêts non perturbées où la succession végétale a atteint son apogée ; des endroits magnifiques comme la baie Clayoquot, sur la côte ouest de l'île de Vancouver, ou le 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 de denses réseaux de champignons mycorhiziens qui soutiennent la canopée verte, tandis que les sols perturbés, ou en début de succession, 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 du sol ; les bactéries y abondent. Les plantes de succession précoce (qui prospèrent dans les sols bactériens) sont également faciles à trouver en milieu urbain ; ce sont des plantes annuelles à croissance rapide et à forte production de graines, dont beaucoup sont appelées « mauvaises herbes ». N'oubliez pas que les champignons mycorhiziens ont besoin d'une plante hôte pour survivre ; ils ne peuvent obtenir le carbone nécessaire à leur survie qu'en fournissant à une plante hôte de succession supérieure ce dont elle a besoin : l'accès à l'eau et aux nutriments du sol. Si vous supprimez ces plantes hôtes de succession supérieure (vivaces, arbustes, arbres et conifères), les mycorhizes ne seront pas nourries et disparaîtront du sol.

Alors, que se passe-t-il lorsque des engrais synthétiques sont appliqués à un « système naturel » ?

La relation entre les plantes vertes et les innombrables microbes du sol qui les nourrissent s'est développée et a évolué au fil de millions d'années. Les plantes ont appris à échanger leur surplus de capital photosynthétique contre des nutriments essentiels grâce à une relation complexe avec les communautés de microbes du sol et les organismes supérieurs. Dans le milieu naturel, les nutriments ne sont généralement pas présents sous une forme hautement soluble (disponible pour les plantes) ; s'ils l'étaient, ils seraient lessivés et entraînés par les précipitations suivantes. Dans la nature, les nutriments sont généralement étroitement liés aux agrégats minéraux et à l'argile (matières premières du sol), et les plantes font appel à des microbes spécialisés pour extraire et capter ces nutriments liés sans risque de lessivage. La nature a mis au point un système en boucle fermée hautement efficace. L'application d'engrais de synthèse court-circuite ce processus ; les racines des plantes se retrouvent soudainement saturées de nutriments réactifs et hautement disponibles pour les plantes, cessant ainsi de solliciter l'aide des microbes du sol comme les mycorhizes. L'application prolongée d'engrais synthétiques puissants entraîne un déclin constant de la vie microbienne du sol : les sols deviennent alors des « milieu vide », dépourvus de tout, hormis les bactéries butineuses et les agents pathogènes latents. Au final, les plantes des systèmes pédologiques perturbés par l'application d'engrais hautement réactifs finissent par dépendre de l'application continue d'engrais synthétiques. Le rapport de 2014 de la Commission mixte internationale [CMI] « Une alimentation équilibrée pour le lac Érié » met en évidence l'ampleur des dommages causés par l'application continue d'engrais synthétiques aux champs (et aux paysages). Téléchargez le rapport de 2014 de la CMI « Une alimentation équilibrée pour le lac Érié ».

Pour briser ce cycle, il est nécessaire de restaurer les sols en microbes bénéfiques comme les mycorhizes. La santé des sols et la prospérité des plantes peuvent ainsi retrouver un équilibre naturel et durable.

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

Il n'est pas exagéré d'imaginer que la façon dont nous construisons nos routes, nos maisons, nos centres commerciaux et nos écoles affecte les microbes vivants de la terre végétale déjà fragile laissée par les spéculateurs fonciers. Les engins lourds s'avancent bruyamment sur un champ abandonné depuis longtemps et infesté de mauvaises herbes, et la première tâche consiste à décaper la surface de tout ce qui paraît plus foncé que le sous-sol. Théoriquement, ce matériau a de la valeur pour le constructeur ; bulldozers et engins de terrassement l'empilent donc en hauteur et le concassent avant de creuser les sous-sols, et les réseaux sont installés en profondeur sous les nouvelles plateformes routières. Le sous-sol (contenant uniquement des bactéries anaérobies, hautement toxiques pour les racines des plantes) est remonté à la surface et compacté selon de nouvelles pentes conçues pour drainer rapidement les eaux de pluie du nouveau développement. La majeure partie de la « terre végétale » sera vendue par le constructeur à un tiers qui la mettra en sacs et la revendra aux consommateurs dans une jardinerie près de chez vous. Le reste de la terre végétale est laissé à cuire au soleil et à laisser pousser des mauvaises herbes (souvent pendant plusieurs années). Finalement, cette terre végétale concassée et desséchée sera étalée en fine couche sur le sous-sol compacté du nouveau lotissement et recouverte de gazon. C'est tout ! La parole est au nouveau propriétaire (et à l'entrepreneur paysagiste qui est censé transformer instantanément le terrain en une oasis). Faut-il s'étonner que les plantes paysagères peinent souvent, voire échouent, dans ces sols défoncés et sans vie ?

La restauration des champignons mycorhiziens indigènes des sols sains et non perturbés aide-t-elle les plantes dans les paysages urbains ?

Eh bien, l'idée nous a semblé bonne : explorer des écosystèmes naturels non perturbés et observer les mycorhizes que les plantes apprécient ; puis récolter, reproduire soigneusement et distribuer ces microbes essentiels dans les sols urbains où les plantes sont en difficulté. Les plantes installées dans de nouveaux aménagements paysagers seraient-elles plus performantes avec les mycorhizes appropriées ? Les nouvelles plantes d'aménagement paysager s'enracineraient-elles et s'adapteraient-elles à la situation ? Seraient-elles plus résistantes au stress hydrique, plus autonomes ? Vous pouvez deviner ce que nous avons découvert, mais pour en savoir plus sur « Roots of Root Rescue », consultez notre blogue. Après avoir prouvé l'efficacité de l'inoculation mycorhizienne pour les plantes d'aménagement paysager, nous avons engagé l'Université de Guelph dans une série d'essais d'efficacité de notre nouvelle formule. Les résultats de quatre années de tests menés par l’Université de Guelph ont abouti à un rapport évalué par des pairs 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 mycorhizienne derrière le nouveau transplanteur de Root Rescue - Cliquez ici pour voir cette vidéo.