Raphaella Hull est doctorante invitée à l’Université de Cambridge, où elle étudie la symbiose mycorhizienne arbusculaire chez les plantes. Elle s’intéresse à la façon de cultiver en pensant aux champignons du sol.
Faire un bon sol est essentiel pour renforcer la résilience pour l’avenir. Ici, je parle des façons dont nous pouvons inviter des champignons mycorhiziens dans nos jardins et reconstruire le sol, y compris les méthodes qui sont utilisées ici au Jardin botanique.
En gros, les sols sont constitués de matière solide, de matière organique, d’air et d’eau. Le composant de matière solide peut être du sable, du limon ou de l’argile, tandis que le limon très recherché est un mélange de types de matières solides. La fraction de matière organique est constituée de résidus d’origine végétale et animale à divers stades de décomposition. Nous nous concentrons sur l’augmentation de la fraction de matière organique lors de la régénération du sol.
À un moment donné, la matière organique du sol est un mélange des tissus vivants des plantes et des animaux et de leurs exsudats ; les résidus végétaux et animaux partiellement décomposés (appelés détritus); le mélange substantiellement décomposé de matériaux (connu sous le nom d’humus); et des matières organiques résistantes, par exemple du charbon de bois.
La matière organique du sol contient deux fois plus de carbone que l’atmosphère et la végétation terrestre combinées, ce qui rend la conservation et la régénération des sols essentielles pour l’atténuation de la dégradation du climat.
La plupart des racines du sol sont intimement liées les unes aux autres par de fines toiles de champignons mycorhiziens. Ces créateurs d’écosystèmes passent toute leur vie sous terre, ce qui rend difficile pour les humains de savoir qu’ils sont là. Les plantes, cependant, peuvent détecter les champignons mycorhiziens et les inviter dans leurs racines, formant une relation symbiotique aussi ancienne que les plantes elles-mêmes.
Lorsque les plantes se sont déplacées pour la première fois de l’océan vers la terre, il y a environ 500 millions d’années, elles manquaient de racines pour absorber les nutriments. Pour surmonter ce problème, les premières plantes ont formé une relation symbiotique avec des champignons mieux équipés pour chercher de la nourriture. En retour, les plantes ont fourni aux champignons mycorhiziens du carbone fixé par photosynthèse. Ce partenariat intime, dans lequel les champignons agissent comme un système racinaire étendu des plantes, a été maintenu dans l’ensemble du règne végétal et est essentiel pour l’agrégation du sol, la distribution des nutriments et la résilience des écosystèmes.
Les habitats conservés par le Jardin botanique, en particulier les prairies de fleurs sauvages, les prairies et les bois, offrent un espace pour une riche diversité de champignons mycorhiziens. Les zones du Jardin botanique en culture horticole abritent probablement également une abondance de biote du sol, en raison des méthodes de régénération utilisées par l’équipe horticole.
Pour favoriser les champignons mycorhiziens, l’environnement du sol doit être maintenu aussi hospitalier que possible. Cela signifie qu’il doit y avoir des racines vivantes dans le sol, suffisamment de matière organique, une utilisation minimale de fongicides et d’engrais et une perturbation minimale du sol.
Fournir des racines vivantes
Les champignons mycorhiziens ont besoin de racines vivantes dans le sol car ils dépendent des lipides d’origine végétale pour leur survie. La plantation de vivaces, la culture continue et les zones avec une couche herbacée permanente ont le potentiel d’augmenter les associations mycorhiziennes, car les racines vivantes sont maintenues dans le sol. En revanche, la plantation annuelle entraîne souvent des parcelles de sol nu entre les saisons de croissance et implique une perturbation importante du sol. Pour continuer l’apport de racines vivantes entre les plantations annuelles, on peut faire pousser des plantes appelées « engrais verts » qui poussent assez rapidement dont le but principal est de recouvrir le sol nu.
Les engrais verts fournissent non seulement des racines vivantes pour les champignons mycorhiziens sous le sol, agissant ainsi comme des points d’entrée clés pour le carbone dans le sol, mais offrent également de la nourriture pour les pollinisateurs au-dessus du sol. Ils peuvent également être utilisés comme paillis organique lorsqu’ils sont cultivés ou incorporés au sol lors de la plantation. Enfin, les engrais verts apportent un ombrage indispensable au sol pour éviter les pertes d’eau lors des périodes de chaleur et retenir la chaleur lors des périodes de fraîcheur.
Les engrais verts sont utilisés de trois manières principales au Jardin botanique : comme « cultures dérobées » d’été à court terme, pour l’hivernage ou comme engrais à long terme.
Les cultures dérobées sont semées lorsqu’une parcelle de terre devient vacante et sont récoltées quelques semaines à quelques mois après le semis. L’engrais vert peut ensuite être laissé à la surface du sol sous forme de paillis ou enfoui lors de la plantation. La culture se fait généralement avant que la plante ait fleuri et produit des graines. Cependant, certaines cultures dérobées ont des fleurs attrayantes pour les pollinisateurs, et certaines plantes peuvent être laissées pour cette raison. Le concept est similaire aux cultures hivernantes, mais ces plantes sont résistantes à l’hiver et peuvent donc être semées à la fin de l’automne et utilisées au printemps suivant. Les engrais à long terme sont utilisés pour une parcelle de terre qui ne sera pas cultivée pendant un certain temps.
Il existe de nombreuses espèces végétales d’engrais verts. La culture dérobée la plus courante est la moutarde blanche Sinapis alba, qui a une croissance très rapide et est particulièrement efficace pour augmenter le carbone du sol en raison de sa teneur en bois. La moutarde blanche est utilisée pour remplir les espaces entre les plantations sur le Broadwalk au Jardin botanique. Phacelia tanacetifolia est une autre culture feuillue à croissance rapide, mais qui a de belles fleurs. Il est tué par le premier gel dur et il est préférable de le laisser à la surface du sol sous forme de paillis. Vous le verrez au Jardin botanique à mesure que de plus en plus d’engrais verts sont incorporés dans les régimes de plantation.
Ajouter de la matière organique
Après avoir fourni des racines vivantes, la deuxième façon de promouvoir les champignons du sol consiste à ajouter de la matière organique bien décomposée, car cela fournit des nutriments disponibles au sol et contribue à améliorer la structure du sol. La matière organique est tout ce qui a des origines animales ou végétales ; le fumier animal, le compost, la paille, les algues, les engrais verts ou les copeaux de bois en sont des exemples typiques. Ces sources de matière organique peuvent être épandues en surface sous forme de paillis ou incorporées dans le sol lors de la plantation. S’ils sont utilisés comme paillis, les vers incorporeront la matière organique dans le sol pour vous et vous éviterez de perturber le profil du sol en creusant.
L’incorporation de matière organique dans le sol produit un substrat équilibré en nutriments qui pousse des plantes plus saines et plus nutritives, retient plus d’humidité et soutient la croissance annuelle des plantes plus longtemps. De plus, l’application de matière organique peut stimuler la photosynthèse et les apports de carbone végétal de haute qualité dans le sol, ce qui entraîne une utilisation plus efficace du carbone microbien, bloquant ainsi plus de carbone sous le sol.
Pratiquement tout fumier volumineux améliorant le sol peut être utilisé comme paillis, à condition qu’il soit suffisamment pourri pour être répandu sur le sol et autour des plantes. Le paillis le plus couramment utilisé au Jardin botanique est le copeau d’écorce, qui est un désherbant efficace et retient l’humidité, tout en fournissant une source de matière organique pendant qu’il pourrit lentement. Les copeaux d’écorce ne sont pas couramment utilisés pour pailler les légumes, car ils peuvent les priver d’azote pendant les premiers stades de leur décomposition.
De temps en temps, des champignons inhabituels poussent sur le paillis d’écorce du Jardin botanique. Depuis quelques années, le champignon comestible du chapeau de vin Stropharia rugosoannulata (non mycorhizien) a été trouvé poussant sur l’écorce. En fait, il est possible de cultiver des capsules de vin sous des plantes potagères plus hautes sur du paillis d’écorce, car ces champignons saprophytes décomposent les débris ligneux et restituent les nutriments aux plantes.
Évitez les produits agrochimiques
Troisièmement, nous pouvons favoriser les champignons mycorhiziens et enrichir le sol en évitant l’utilisation de produits agrochimiques. En règle générale, les effets des produits agrochimiques sur les champignons mycorhiziens n’ont pas été explorés ou se sont avérés plutôt variés. Cependant, il a été démontré que l’herbicide glyphosate diminue la présence de champignons mycorhiziens dans les racines des plantes. De plus, il est bien connu que l’utilisation d’engrais synthétiques inhibe la relation entre les plantes et les champignons et conduit éventuellement à des souches de champignons mycorhiziens qui ne sont pas bénéfiques pour la croissance des plantes. Plutôt que de fournir des nutriments par la fertilisation artificielle, il est plus avantageux pour les plantes et l’écosystème au sens large de fournir une nutrition via l’enrichissement du sol.
Réduire la perturbation du sol
La façon dont le sol est géré a également des effets profonds sur l’abondance des champignons du sol. Les pratiques de creusage et de travail du sol mécanisé brisent physiquement les hyphes fongiques et ont des effets désastreux sur les réseaux mycorhiziens, étant un facteur majeur de réduction de l’abondance et de la diversité des champignons. Au lieu de cela, les approches sans creusement, la plantation de vivaces et la conservation des zones frontalières qui ont une couverture végétale permanente réduisent l’homogénéisation et l’aération du sol. Ces régimes de gestion des sols non invasifs favorisent la présence de réseaux complexes de champignons mycorhiziens et augmentent probablement les apports de carbone des racines dans le sol.
Ajouter directement des champignons mycorhiziens ?
Avec une prise de conscience croissante des avantages des champignons mycorhiziens, il n’est pas surprenant qu’il y ait également un intérêt croissant pour l’inoculation directe des plantes avec des spores mycorhiziennes pendant la culture. Ceci est déjà facilité par la vente de mélanges mycorhiziens commerciaux. Cultiver des plantes avec leurs partenaires mycorhiziens a le potentiel de stimuler la croissance des plantes et d’améliorer la structure du sol. Cependant, il est nécessaire de faire preuve de prudence et de poursuivre les recherches dans ce domaine, car il existe de nombreuses conséquences néfastes potentielles associées à l’inoculation de champignons mycorhiziens.
Les accords commerciaux de plantes et de champignons sont complexes et toutes les interactions n’auront pas d’effets positifs. Dans certains scénarios, l’inoculation mycorhizienne peut entraîner une diminution de la croissance et de la survie des espèces végétales cibles. En fait, les champignons introduits peuvent plutôt conduire à une amélioration de la condition physique des mauvaises herbes envahissantes. De plus, les champignons mycorhiziens introduits risquent de réduire l’abondance et la diversité des champignons indigènes et d’envahir des habitats non ciblés. Ainsi, comme toutes les introductions d’espèces, la nécessité et la méthodologie de l’inoculation mycorhizienne nécessitent un examen attentif.
La principale considération avant l’inoculation mycorhizienne est de savoir si elle est nécessaire. Les champignons mycorhiziens sont répandus et abondants, même dans de nombreux systèmes agricoles. Par conséquent, l’inoculation n’est généralement pas nécessaire pour établir une symbiose mycorhizienne. Au contraire, les spores mycorhiziennes présentes dans le sol peuvent être sorties de leur dormance par des pratiques de régénération du sol. Cependant, si les sols ont été stérilisés par une mauvaise utilisation des terres, l’inoculation pourrait être nécessaire pour une restauration réussie de ces sites. Idéalement, des espèces indigènes et des souches locales seraient utilisées et il y aurait une considération des conséquences potentielles sur l’écologie plus large.
Cultiver avec des champignons
Les champignons mycorhiziens sont essentiels dans nos sols, où ils tissent des liens intimes avec les plantes pour tisser des réseaux de réciprocité qui maintiennent le sol ensemble. Dans les sols dépourvus de ces systèmes de support, l’échange réciproque de nutriments et de carbone fait défaut. Cependant, nous pouvons utiliser des pratiques régénératives qui favorisent les réseaux mycorhiziens et reconstruisent le sol pour accueillir à nouveau la réciprocité dans le système.
Références
Exploiter le potentiel des solutions basées sur la nature pour atténuer et s’adapter au changement climatique https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn9668
Champignons mycorhiziens en tant que médiateurs de la dynamique de la matière organique du sol https://www.annualreviews.org/doi/epdf/10.1146/annurev-ecolsys-110617-062331
La promesse et les conséquences potentielles du transport mondial d’inoculum fongique mycorhizien https://slunik.slu.se/kursfiler/BI0898/40019.0910/Mykorrhiza_2,_Schwartz_et_al_2006.pdf
Séquestration du carbone dans le sol des prairies : compréhension actuelle, défis et solutions https://www.science.org/doi/10.1126/science.abo2380
