Et si un arbuste fruitier pouvait aussi contribuer à restaurer un sol pauvre ? L’argousier possède des adaptations remarquables qui lui permettent de prospérer là où d’autres plantes peinent, notamment la capacité de capter l’azote atmosphérique et d’accéder à des nutriments enfermés dans le sol.
L’argousier (Hippophae rhamnoides) est surtout connu pour ses baies orangées riches en nutriments et sa résistance exceptionnelle. Mais sous le sol, un phénomène tout aussi fascinant se produit.
Contrairement à la plupart des arbustes fruitiers, l’argousier peut capter l’azote de l’atmosphère grâce à un processus naturel appelé fixation de l’azote. Ses racines possèdent également des adaptations spécialisées qui aident la plante à accéder aux nutriments dans des conditions de croissance difficiles.
Ces caractéristiques rendent l’argousier particulièrement intéressant pour les jardiniers, les adeptes de la permaculture et les propriétaires fonciers qui souhaitent établir une végétation productive sur des terres pauvres en nutriments ou dégradées.
Mais comment fonctionne la fixation de l’azote, et planter de l’argousier peut-il réellement améliorer la fertilité du sol ?
Comment fonctionne la fixation de l’azote chez l’argousier
L’azote est essentiel à la croissance des plantes. Il constitue un élément majeur de la chlorophylle, des protéines et des enzymes, mais bien qu’il représente environ 78 % de l’atmosphère terrestre, la plupart des plantes ne peuvent pas l’utiliser directement.
L’argousier possède un avantage naturel.
Il appartient à un groupe connu sous le nom de plantes actinorhiziennes, qui forment des relations symbiotiques avec des micro-organismes spécialisés capables de convertir l’azote atmosphérique en une forme assimilable par les plantes.
Ces micro-organismes fixateurs d’azote appartiennent au genre bactérien Frankia.
Lorsque des bactéries Frankia compatibles colonisent les racines de l’argousier, elles stimulent le développement de structures spécialisées appelées nodules racinaires.
À l’intérieur de ces nodules, les bactéries utilisent une enzyme appelée nitrogénase pour convertir l’azote atmosphérique (N₂) en ammoniac, que la plante peut intégrer dans des composés nécessaires à sa croissance.
En retour, l’argousier fournit aux bactéries des glucides produits par la photosynthèse.
Cette relation mutuellement bénéfique est appelée fixation biologique de l’azote.
Elle ressemble au partenariat entre les légumineuses, comme les pois et le trèfle, et leurs bactéries fixatrices d’azote. La différence est que les légumineuses s’associent généralement à des bactéries appelées rhizobiums, tandis que l’argousier travaille avec Frankia.
Que montre la recherche ?
Une étude de 2007 publiée dans le Journal of the Japanese Society for Horticultural Science a démontré l’importance des bactéries fixatrices d’azote dans le développement de l’argousier.
Les chercheurs ont constaté que des semis d’argousier inoculés avec du matériel de nodules racinaires fixateurs d’azote pouvaient pousser normalement dans des conditions dépourvues d’azote. Un développement accru des nodules racinaires était également associé à une meilleure croissance des plantes.
Fait intéressant, une exposition prolongée à des concentrations élevées de nitrates a inhibé l’activité de la nitrogénase, réduisant ainsi le processus biologique responsable de la fixation de l’azote atmosphérique. [1]
Cette découverte aide à expliquer pourquoi l’argousier peut prospérer dans des sols pauvres en azote et pourquoi une fertilisation azotée excessive peut être contre-productive.
Au-delà de la fixation de l’azote : la capacité de l’argousier à accéder au phosphore
La fixation de l’azote n’est pas la seule adaptation de l’argousier aux sols pauvres.
Des recherches ont révélé que ses racines peuvent développer des structures spécialisées appelées racines en grappe, qui pourraient améliorer l’accès au phosphore.
Le phosphore est essentiel au transfert d’énergie, au développement des racines et à la production de fruits. Cependant, même les sols contenant des quantités importantes de phosphore peuvent n’en avoir que de faibles quantités disponibles pour l’absorption par les plantes.
Cela s’explique par le fait que le phosphore se lie facilement à des minéraux comme le calcium, le fer et l’aluminium, formant des composés que les plantes ne peuvent pas facilement absorber.
Certaines plantes ont développé des mécanismes pour surmonter cette limitation, notamment en formant de denses grappes de racines fines et en libérant des composés organiques qui aident à mobiliser le phosphore du sol.
La découverte des racines en grappe chez l’argousier
En 2015, une étude menée à l’Université suédoise des sciences agricoles a examiné comment les racines de l’argousier réagissaient aux carences en nutriments.
Les chercheurs ont constaté qu’une faible disponibilité du phosphore, de l’azote et du fer influençait le développement des racines et favorisait la formation de racines en grappe.
Ces structures sont constituées de nombreuses racines latérales courtes qui augmentent le contact avec le sol environnant.
Les chercheurs ont également identifié du malate, un acide organique associé à la mobilisation du phosphore, dans ces racines spécialisées. [2]
Les acides organiques peuvent interagir avec les minéraux du sol et aider à libérer le phosphore sous des formes plus accessibles.
Une découverte particulièrement intéressante est qu’une accession sauvage d’argousier provenant d’un sol infertile produisait davantage de racines en grappe que certains génotypes cultivés, y compris la variété Sunny.
Cela suggère que différents génotypes d’argousier pourraient présenter des adaptations variables aux environnements pauvres en nutriments.
Bien que ces résultats apportent des preuves de mécanismes spécialisés d’acquisition de nutriments, des recherches de terrain supplémentaires sont nécessaires pour déterminer la quantité de phosphore supplémentaire que l’argousier peut obtenir grâce à ces adaptations.
Le rôle caché des micro-organismes bénéfiques du sol
La capacité de l’argousier à pousser dans des sols difficiles dépend également en partie des communautés microscopiques entourant ses racines.
Le sol immédiatement autour des racines d’une plante est appelé la rhizosphère. C’est un environnement biologiquement actif où les racines interagissent avec des bactéries, des champignons et d’autres micro-organismes.
Alors que les bactéries Frankia sont responsables de la fixation de l’azote, d’autres micro-organismes du sol peuvent influencer la disponibilité des minéraux essentiels.
Deux groupes sont particulièrement intéressants.
Micro-organismes solubilisant le phosphate
Certains micro-organismes produisent des composés qui dissolvent des formes de phosphore autrement peu disponibles.
Une étude de 2011 a identifié une levure, Rhodotorula sp. PS4, dans la rhizosphère d’argousiers poussant dans l’environnement de désert froid du Ladakh, en Inde.
Des expériences en laboratoire ont démontré que ce micro-organisme pouvait solubiliser des phosphates inorganiques insolubles dans des conditions environnementales difficiles. [3]
Bien que ces résultats n’établissent pas la quantité de phosphore qui devient réellement disponible pour l’argousier dans des conditions naturelles de terrain, ils illustrent l’importance potentielle de ses communautés microbiennes associées.
Champignons mycorhiziens
L’argousier peut également former des partenariats avec des champignons mycorhiziens à arbuscules.
Ces champignons produisent des filaments microscopiques qui s’étendent au-delà des racines de la plante, augmentant le volume de sol à partir duquel l’eau et les nutriments peuvent être absorbés.
Leur contribution peut être particulièrement précieuse pour l’acquisition du phosphore, qui se déplace relativement lentement dans le sol.
Une étude de terrain menée en 2020 dans le nord-ouest de la Chine a examiné l’inoculation mycorhizienne de l’argousier poussant sur des terres affectées par l’exploitation du charbon.
Sur une période d’observation de 50 mois, les plantes inoculées ont montré des améliorations dans plusieurs mesures de croissance. Les chercheurs ont également documenté des changements dans l’activité microbienne du sol, la matière organique et la disponibilité du phosphore. [4]
Ces résultats suggèrent que ces partenariats fongiques pourraient aider à améliorer l’établissement de l’argousier et les conditions du sol dans des environnements dégradés.
Comment la fixation de l’azote contribue à la fertilité du sol
Les avantages de la fixation de l’azote vont au-delà d’aider l’argousier à survivre dans un sol pauvre.
À mesure que l’arbuste grandit, l’azote obtenu grâce à son partenariat avec Frankia s’intègre dans ses feuilles, ses tiges et ses racines.
Lorsque la matière végétale finit par se décomposer, une partie de cet azote peut retourner dans le sol, où il peut devenir disponible pour d’autres organismes et plantes.
Ce processus, appelé cycle des nutriments, est l’un des nombreux moyens par lesquels la végétation pérenne contribue au développement du sol.
Au fil du temps, des plantations d’argousier établies peuvent offrir plusieurs avantages écologiques :
Accumulation de matière organique : La décomposition des feuilles et des racines apporte des matières organiques qui soutiennent l’activité biologique du sol.
Cycle des nutriments : L’azote obtenu par fixation biologique et les minéraux absorbés par la plante peuvent retourner dans le sol par la décomposition des tissus.
Lutte contre l’érosion : Les systèmes racinaires étendus aident à stabiliser le sol meuble et à réduire les pertes de nutriments causées par l’érosion.
Établissement de la végétation : La couverture végétale pérenne protège le sol exposé et fournit des matières organiques issues des racines.
Une revue scientifique de 2013 a identifié les plantes associées à Frankia, dont l’argousier, comme des candidates prometteuses pour la remise en état des terres dégradées en raison de leur capacité de fixation de l’azote et de leur adaptation aux environnements difficiles. [5]
Toutefois, une distinction importante existe entre améliorer la fertilité du sol et simplement obtenir des nutriments d’un sol pauvre.
Contrairement à l’azote, le phosphore, le potassium, le fer et d’autres éléments minéraux ne peuvent pas être créés par les plantes ou les micro-organismes. Les racines de l’argousier et ses partenaires microbiens peuvent améliorer l’accès aux réserves existantes de nutriments, tandis que la décomposition aide à recycler les nutriments accumulés dans ses tissus.
Planter de l’argousier à côté d’une autre culture ne doit pas non plus être considéré comme une méthode garantie de fertiliser cette culture. La quantité et le moment du transfert de nutriments dépendent des conditions du sol, de l’activité microbienne et de la gestion des plantes.
Pourquoi l’argousier est-il intéressant pour la permaculture et la restauration des terres ?
Pour les adeptes de la permaculture et les propriétaires fonciers, l’argousier offre une combinaison inhabituelle d’avantages écologiques et productifs.
C’est un arbuste fruitier pérenne qui peut tolérer une fertilité du sol relativement faible, développer des systèmes racinaires étendus et s’établir dans des environnements où des cultures fruitières plus exigeantes pourraient peiner.
Les applications potentielles comprennent :
Terres sablonneuses ou pauvres en nutriments : Établir une végétation productive là où une faible disponibilité en azote pourrait limiter la croissance des plantes.
Pentes sujettes à l’érosion : Stabiliser le sol meuble grâce au développement d’un système racinaire étendu.
Paysages perturbés : Introduire une végétation pérenne et de la matière organique sur des sites dégradés appropriés.
Systèmes agroforestiers et de permaculture : Combiner la production de baies avec la conservation du sol et le cycle des nutriments à long terme.
Cependant, un établissement réussi dépend toujours du choix d’un site approprié.
L’argousier préfère le plein soleil et un sol bien drainé. Bien qu’il tolère une fertilité relativement faible, un engorgement prolongé peut endommager les racines et compromettre la santé de la plante.
Les sols extrêmement compactés, saturés ou fortement acides peuvent nécessiter une remédiation avant la plantation.
Les producteurs doivent également tenir compte de la tendance de la plante à produire des drageons, qui peuvent provoquer une propagation indésirable si la plantation n’est pas gérée avec soin.
Dans les régions où l’argousier n’est pas indigène, son potentiel de propagation dans les habitats environnants doit être évalué avant de l’utiliser dans des projets de restauration.
L’argousier a-t-il besoin d’engrais ?
Les plants d’argousier établis avec des bactéries fixatrices d’azote actives peuvent nécessiter peu d’azote supplémentaire dans des conditions de croissance appropriées.
Cependant, leur capacité à fixer l’azote n’élimine pas le besoin de phosphore, de potassium et d’autres nutriments essentiels.
Une analyse de sol peut aider à identifier les carences et à orienter la gestion des nutriments, en particulier pour la production commerciale de baies.
Il convient également de rappeler que les baies récoltées retirent des nutriments du système de croissance. Les vergers productifs peuvent éventuellement avoir besoin d’un apport de nutriments pour maintenir une croissance et des rendements sains.
Un autre élément à considérer est la présence de bactéries Frankia compatibles dans le sol. Sans un partenariat bactérien efficace, l’argousier ne peut pas pleinement bénéficier de la fixation biologique de l’azote.
L’argousier peut-il améliorer un sol pauvre ?
La perspective scientifique
Le potentiel écologique de l’argousier repose sur plusieurs caractéristiques complémentaires.
Son partenariat avec les bactéries Frankia lui permet d’obtenir de l’azote atmosphérique, tandis que des structures racinaires spécialisées et des micro-organismes bénéfiques peuvent améliorer sa capacité à acquérir du phosphore et d’autres nutriments.
Ces adaptations aident à expliquer pourquoi l’argousier peut s’établir dans des environnements où d’autres espèces fruitières rencontrent des difficultés importantes.
La recherche scientifique fournit des preuves solides de ses capacités de fixation de l’azote et des résultats prometteurs concernant l’acquisition du phosphore et les partenariats microbiens bénéfiques.
La mesure dans laquelle ces caractéristiques améliorent la fertilité du sol environnant dépend toutefois des conditions de croissance locales et des processus biologiques se produisant dans le sol.
L’argousier n’est pas une solution instantanée pour un sol infertile. Sa valeur réside dans la combinaison d’une culture fruitière productive avec des processus naturels pouvant contribuer à une amélioration progressive du sol.
Pour les jardiniers, les adeptes de la permaculture et les propriétaires fonciers à la recherche d’un arbuste fruitier résilient aux avantages écologiques, les arbustes d’argousier offrent une combinaison fascinante de possibilités.
Références scientifiques
[1] Kato, K., Kanayama, Y., Ohkawa, W., & Kanahama, K. (2007). Nitrogen Fixation in Seabuckthorn (Hippophae rhamnoides L.) Root Nodules and Effect of Nitrate on Nitrogenase Activity. Journal of the Japanese Society for Horticultural Science, 76(3), 185–190.
[2] Shah, S. R. (2015). Root System of Seabuckthorn (Hippophaë rhamnoides L.): Morphology, Metabolism and Gene Expression. Thèse de doctorat, Université suédoise des sciences agricoles.
[3] Mundra, S., et al. (2011). Solubilization of Insoluble Inorganic Phosphates by a Novel Temperature-, pH-, and Salt-Tolerant Yeast, Rhodotorula sp. PS4, Isolated From Seabuckthorn Rhizosphere, Growing in Cold Desert of Ladakh, India. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 27, 2387–2396.
[4] Zhang, Y., Bi, Y., Shen, H., & Zhang, L. (2020). Arbuscular Mycorrhizal Fungi Enhance Sea Buckthorn Growth in Coal Mining Subsidence Areas in Northwest China. Journal of Microbiology and Biotechnology, 30(6), 848–855.
[5] Diagne, N., et al. (2013). Use of Frankia and Actinorhizal Plants for Degraded Lands Reclamation. BioMed Research International.
