Depuis de nombreuses annes, les explications dmontrant les
avantages du jardinage et de la culture sans labour sont restes
dans le domaine de la science folklorique , sous le regard
sceptique des vrais scientifiques . Puis presque par chance, une
perspective rvolutionnaire sur le fonctionnement naturel des sols
fut dcouverte par un spcialiste en la matire, le docteur Alan
Smith, du dpartement agricole du New South Wales (Australie). Smith
tudiait la maladie fongique dvastatrice (Phytophtora) qui
paralysait lindustrie de lavocat dans le nord du N.S.W au milieu
des annes 70. Le but de ses recherches tait de trouver un moyen de
contrle. Mais alors quil cherchait comprendre la maladie dans
diffrentes conditions pdologiques, ses dcouvertes renversrent
beaucoup des croyances conventionnelles des sciences du sol. La
dcouverte de Smith tait un schma complexe de relations entre les
plantes, les microorganismes du sol et les nutriments. Dans les
sols naturels imperturbs, ces processus fonctionnaient sainement et
contrlent efficacement lactivit microbienne y compris celle des
populations dorganismes pathognes comme Phytophtora. Ils rgulent
galement la libration des nutriments prsents dans le sol sous forme
inassimilable. Dans les sols perturbs par le labour et les faons
culturales et / ou fertiliss aux nitrates, ces processus nont et ne
peuvent avoir lieu. Ses travaux dmontrent pourquoi des systmes
comme la culture sans labour de FUKUOKA obtiennent un tel succs.
Elle met galement en garde contre lutilisation abusive des
fertilisants naturels , riches en azote comme le fumier de poule et
la plantation dmesure de lgumineuses (fixatrices dazote) puis de
leur enfouissement. Chacune de ces deux pratiques peuvent aboutir
des1
taux excessifs dammonium transform en nitrates solubles au
moindre labour, qui bouleversent et dtruisent ces processus
essentiels un sol sain et vivant. Des trouvailles similaires ont t
faites indpendamment par dautres spcialistes du sol en Afrique et
en Europe ces dernires annes notamment le processus dcrit dans la
section mobilisation des nutriments essentiels aux plantes dans cet
article. Malgr son importance, cette tude est reste pratiquement
ignore parmi les dossiers et na pas encore fait sa place dans les
institutions ou le livres ducatifs de lagriculture et
lhorticulture. Ceci est une lecture indispensable pour les
jardiniers, les fermiers et les tudiants des sciences de la vie.
Lisezle plusieurs fois jusqu le comprendre fond dans ses
implications, cela en vaut bien la peine. Robyn Francis. Si vous
voulez des renseignements complmentaires sur les recherches en
non-labour, consultez le travail de Marc Bonfils : Le Sol et
lErosion. Emilia Hazelip. Rhizosphre : zone du sol occup par les
racines. Intrants : apport dune nergie extrieure au systme.
Les interactions microbiennes du sol jouent un rle cl dans le
contrle biologique des maladies des plantes, le renouvellement de
la matire organique et le recyclage des nutriments essentiels aux
plantes. Une prise de consciences des mcanismes impliqus peut
conduire des mthodes de cultures plus efficaces, quil sagisse
de plantes alimentaires en agriculture ou de plantes de jardin.
Avant de dbattre de ces interactions, il est essentiel de raffirmer
la position unique des plantes dans lcosystme. Elles sont les seuls
organismes vivants pouvoir utiliser directement la lumire du soleil
et la transformer dans des formes assimilables par les autres tres
vivants. Le pigment vert dans leurs feuilles, la chlorophylle,
capte lnergie solaire et une raction sy produit avec le dioxyde de
carbone puis dans latmosphre, qui engendre les composs carbons
utiliss par les autres cratures : cest la photosynthse. Y compris
lhumain, les animaux, les insectes et les micro-organismes. Bien
que les plantes aient cette capacit unique de transformer lnergie
solaire en nergie chimique quelles utilisent pour grandir,
mtaboliser et se reproduire, elles ont galement besoin dautres
lments quelles sont incapables de prlever directement (elles ne
peuvent prlever directement que carbone, loxygne, lhydrogne issus
de latmosphre) : ce sont par exemple lazote, le phosphore de
souffre, le calcium de magnsium, le potassium, et dautres
oligo-lments (28 lments au total). Le sol est un rservoir de ces
lments, mais pour obtenir un approvisionnement adquat, les plantes
doivent mobiliser les nutriments en altrant le sol environnant
leurs racines. Un grand moyen quelles utilisent pour ce faire est
de stimuler lactivit des micro-organismes qui alors accroissent la
mobilisation des nutriments. La plante stimule la vie microbienne
du sol en fournissant de lnergie chimique sous forme dexsudats au
niveau des racines. Cest ainsi que stablit une intime relation
entre les plantes et les micro-organismes. Malheureusement,
beaucoup des pratiques agricoles conventionnelles affectent cette
relation, ce qui pose des problmes dapprovisionnement la plante et
augmente lincidence des maladies. La dernire recherche montre que
durant leur vie, les plantes perdent dans le sol attenant aux
racines jusqu 25% des composes carbons produits dans leurs
feuilles. Ce matriel est perdu aussi bien sous forme dexsudats que
de cellules mortes. A premire vue, ceci ressemble un mcanisme
hautement gaspilleur et inefficace : la
plante svertue convertir lnergie solaire en nergie chimique,
mais ensuite, elle perd presquun quart de cette nergie dans le sol.
Considrer que rien ntant parfait dans la nature il est donc normal
que les racines aient des fuites est une opinion laquelle je ne me
range pas. Je crois fermement que si un organisme vivant semble
perdre un quart de son nergie, cette perte doit finalement lui
profiter directement. Si ce ntait pas le cas, lvolution aurait
abouti la slection de plantes plus conomes. Comment cette perte de
compose profite-telle la plante ? Pour la plupart, ces composs sont
des sources dnergie pour les micros organismes qui prolifrent dans
la rhizosphre. Ces microorganismes se multiplient si intensment
quils vident de nombreux micro-sites de leur dioxygne au sein de la
rhizosphre. Ainsi, des microorganismes anarobies se dveloppent. Le
dveloppement de ces micro-sites anarobies joue un rle important
dans le maintien de la vigueur et la sant des plantes.
Notre recherche montre que lthylne, un simple compos gazeux, est
produit dans ces micro-sites anarobies. En outre, cet thylne est un
rgulateur critique de lactivit des microorganismes du sol et en
tant que tel, il affecte lintensit du renouvellement de la matire
organique, le recyclage des nutriments des plantes et lefficience
des maladies provenant du sol. Les concentrations dthylne dans
latmosphre du sol excdent rarement une deux parties par million.
Lthylne ne tue pas les micro-organismes du sol mais les inactive
temporairement. Quand les concentrations dthylne chutent, lactivit
microbienne renat. Lthylne du sol est produit dans ce quon appelle
le cycle Oxygne-Ethylne : Initialement, les micro-organismes
prolifrent sur les exsudats des plantes et liminent loxygne des
microsites du sol. Lthylne est produit dans ces micro-sites et
diffuse alentours, inactivant les micro-organismes du sol sans les
tuer. Quand ceci se produit, la
2
demande doxygne diminue et celui-ci rinvesti les micro-sites.
Ceci stoppe ou rduit fortement la production dthylne, ce qui
autorise les microorganismes reprendre leur activit. Ces conditions
favorables la production dthylne dont recres et le cycle est
continuellement rpt. Dans latmosphre des sols imperturbs comme ceux
des praires ou des forts, lthylne peut tre continuellement dtect,
indiquant que le cycle oxygne-thylne se produit efficacement. A
linverse les concentrations dthylne dans les sols agricoles sont
extrmement faibles voire nulles. On peut sattendre ce que lthylne
joue un rle important sur la population microbienne du sol. Il est
bien tablit que dans les cosystmes imperturbs o il existe un
renouvellement lent et quilibr de la matire organique et un
recyclage efficace des nutriments, les maladies provenant du sol
sont insignifiantes. Quand ces cosystmes sont perturbs par
lagriculture ou la sylviculture, la situation change radicalement.
La matire organique du sol rgresse dangereusement, les dficiences
en nutriments deviennent communes et lincidence des maladies
augmente considrablement. Tenter de juguler ces problmes par lusage
des fertilisants et des pesticides augmente dmesurment les cots de
production. Il est galement vrai en gnral que plus longtemps on
travaille le sol, plus ces intrants sont ncessaires pour maintenir
les rendements. Nous affirmons que la tendance pourrait au moins
partiellement tre renverse si nous crions des conditions favorables
la production dthylne dans ces sols. Nous savons maintenant quune
des raisons majeures du dfaut de la production dthylne dans les
sols agricoles perturbs est que nos techniques provoquent un
changement de la forme de lazote dans le sol. Dans les terres
imperturbes comme celles des forts et des prairies, pratiquement
tout lazote prsent lest sous forme dammonium avec juste une trace
de nitrates. Quand ces cosystmes sont drangs par les faons
culturales, pratiquement tout lazote du sol prend la forme nitrate.
Ce changement a lieu parce que ces modes de culture conventionnels
stimulent lactivit dun certain groupe de bactries
spcialises dans la conversion de lammonium en nitrate. Les
plantes et les micro-organismes peuvent utiliser chacune de ces
formes, mais notre tude montre que la production dthylne est inhibe
partout o les nitrates sont prsents des taux plus levs que des
traces. Lammonium na pas cet effet inhibiteur sur la production
dthylne. Le nitrate stoppe la production dthylne parce quil
interfre dans la formation des sites anarobies. Quand tout loxygne
est consomm, une srie de ractions chimiques complexes se dclenche.
Un des changements les plus importants est le passage du fer de la
forme oxyde la forme rduite, de la forme ferrique (Fer(III) : Fe3+)
la forme ferreuse (Fer(II) : Fe2+). Le fer est lun des constituants
majeurs du sol, totalisant 2 12% de la composition de ce dernier.
Dans un sol correctement ar, pratiquement tout le fer est dans sa
forme ferrique (oxyde de fer(III) : Fe2O3), immobile. Si loxygne
est puis dans les microsites et que les conditions sont rductrices
(perte de loxyde O2), ces minuscules cristaux se brisent et le fer
prend alors sa forme ferreuse (oxyde de fer (II) : FeO), extrmement
mobile. Une fois encore notre tude a montr que la production
dthylne a lieu dans le sol condition que le fer soit dans sa forme
ferreuse. En dautres termes loxyde ferreux est un dclencheur
spcifique de la production dthylne. Sil ny a pas doxygne dans les
microsites mais des nitrates, alors les transformations complexes
aboutissant la rduction du fer sont inhibes. Cest ainsi que les
nitrates stoppent la production dthylne. Comment loxyde ferreux
dclenche-t-il la libration dthylne dans le sol ? Cette forme du fer
ragit avec un prcurseur de lthylne dj prsent dans le sol pour
donner de lthylne. Notre travail tablit que ce prcurseur provient
des plantes et plus important, quil atteint des taux apprciables
seulement dans les feuilles les plus ges et les plus snescentes.
Quand ces vielles feuilles tombent terre et se dcomposent, le
prcurseur saccumule dans le sol ; les conditions sont alors
favorables la mobilisation du fer ; lthylne est produit.
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Nous avons galement montr que selon les espces, la quantit de
prcurseur accumule dans les vieilles feuilles varie
considrablement. Cest une chose importante prendre en compte dans
la slection des plantes de couverture destine augmenter la capacit
du sol produire de lthylne. Quelques-unes des espces qui produisent
une grande quantit de prcurseur sont le riz, le genre de gramines
Phalaris (alpiste fauxroseau, alpiste, ), le chrysanthme, lavocat,
la massette, pinus radiata (pin de Monterey). Quelques-uns parmi
les plus faibles producteurs sont la dolique (ou mongette), le
genre de gramine paspalum, la luzerne et la fougre aigle.
Rtrospectivement, il ne devrait pas tre trop surprenant que les
prcurseurs saccumulassent surtout dans les vieilles feuilles. Aprs
tout, dans les communauts naturelles de plantes, les vieilles
feuilles constituent lessentiel de la biomasse qui tombe sur le
sol. Aussi, il est galement clair que dans une situation agricole,
la plupart des vieilles feuilles sont limines par les rcoltes, par
la pture ou par le brlis. Cest pourquoi les sols agricoles sont si
dficients en prcurseur. Il est maintenant possible de spcifier les
conditions ncessaires la production dthylne dans le sol. 1) Il doit
exister initialement une activit arobie intense au moins dans la
rhizosphre pour permettre la formation des microsites anarobies. 2)
Les conditions dans les microsites doivent tre suffisamment
rductrices pour mobiliser le fer ferreux qui dclenche la production
dthylne ; 3) Les concentrations de nitrates doivent se limiter des
traces, sans quoi le fer ne sera pas mobilis. 4) Il doit y avoir
suffisamment de prcurseur dthylne dans le sol.
Lindisponibilit des nutriments essentiels est une limitation
majeure la croissance des plantes. Ceci se produit mme si les
rserves de nutriments
sont suffisantes car elles sont sous des formes tout fait
inassimilables. Leur haut degr dinsolubilit prvient leur perte par
lessivage mais comme les plantes ne peuvent utiliser seulement la
forme soluble, ces dernires souffrent dun approvisionnement trop
insuffisant. La formation des microsites dans la rhizosphre, qui
est dune importance suprme pour la production dthylne, peut jouer
un rle critique dans la mobilisation et ainsi fournir les plantes
en nutriments. Ce mcanisme est ax sur le fer dans le sol. Comme il
a dj t dit, dans les conditions normales, la plupart du fer oxyd se
trouve sous forme de cristaux minuscules. Ces cristaux prsentent
une grande surface et sont lectriquement trs chargs. En consquence,
les nutriments comme les sulfates, les phosphates et les
oligo-lments sont troitement lis la surface de ces cristaux. Sous
cette forme, ils sont quasiment inutilisables par les plantes. Si
nanmoins les microsites anarobies se dveloppent, les cristaux se
brisent en librant les nutriments au profit des plantes. A ce
moment, loxyde ferreux (forme rduite dsoxyde- et mobile du fer) est
relch en quantit dans la solution du sol du microsite. Les autres
nutriments essentiels incluant le calcium, le potassium, le
magnsium et lammonium sont lis la surface de largile et de la
matire organique. Quand la concentration de fer ferreux augmente de
cette faon, ces nutriments passent dans la solution du sol o ils
sont utilisables par les plantes. Si les microsites anarobies sont
autoriss se former dans la rhizosphre, les nutriments sont mobiliss
exactement lendroit o ils sont requis par les plantes. Un avantage
supplmentaire de ce mcanisme est que si les lments nutritifs ne
sont pas absorbs par les racines, ils ne sont pas nanmoins
lessivables. Aussitt quils migrent la priphrie des microsites
anarobies, le fer est recristallis. Les cristaux retiennent alors
les nutriments, empchant tout lessivage. Les conditions pdologiques
ncessaires au bon droulement de ce mcanisme sont identiques celles
requises pour la production dthylne. Aussi dans les sols agricoles
o la production dthylne
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est inhibe ou entrave, ce mcanisme de mobilisation des
nutriments essentiels est galement restreint. Une fois encore, les
hautes concentrations de nitrates qui ont lieu dans les sols
agricoles sont un inhibiteur majeur de la mobilisation des
nutriments. La gestion des sols apte accrotre ce potentiel de
formation des microsites, qui aide assurer la balance du cycle
oxygne-thylne et favorise la mobilisation des nutriments, demandera
des altrations quelques-unes des pratiques agricoles tablies : les
techniques destines accrotre laration et loxydation du sol (labour,
griffage, etc) qui augment court terme le dveloppement des plantes
mais crent une dficience de nutriments long terme et accentuent
lincidence des maladies. Les traitements intensifiant la
nitrification (transformation de lammonium en nitrate) comme lusage
excessif de fertilisants azots, labus des ptures dominante
lgumineuse, lexcs de prlvement par surpturage ou les coupes
forestires mal raisonnes requirent un rexamen.
1) Il est essentiel que les rsidus organiques soient
continuellement retourns au sol. Les rsidus organiques contiennent
les nutriments essentiels recycler, stimulent lactivit microbienne
du sol, fournissent le prcurseur de lthylne et restreignent
lintensit de la nitrification dans le sol. Il est mieux dutiliser
les rsidus des plantes ges comme amendement organique et il est
bien prfrable de les dposer la surface du sol plutt que de les y
incorporer. 2) Les techniques de travail minimal du sol devraient
tre utilises partout o cela est possible. Ceci permet la plante de
pousser quasi continuellement, prvient au mieux les perturbations
du sol et accrot le taux de matire organique. Ces techniques
permettent de rduire la nitrification. 3) Chaque fois que le sol
subit un amendement azot, il est prfrable que cela soit sous forme
dammonium en plusieurs petites fractions plutt quen un ou deux
apports. Ceci restreint galement les chances de nitrification. 4)
Dans certaines situations, il sera conseill dajouter des
inhibiteurs chimiques lamendement azot pour restreindre la
nitrification. Cet article est apparu pour la premire fois dans
Australian plants vol. 9 N73, 1977, puis dans le N7du Journal
International de Permaculture (International Permaculture Journal)
de mars 1981. Il est issu du N39 de International Permaculture
Journal , page 14 16 et a t traduit par Emmanuel Olivier, pour
lassociation Permaculture, le premier octobre 1991.
Quelques indications pratiques pour une gestion profitable des
sols :
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1) La plante exsude des substances issues de sa photosynthse qui
intensifient l'activit microbienne.
8) Les micro-organismes reprennent leur activit et les
nutriments sont prservs du lessivage.
2) Lactivit microbienne arobie puise le dioxygne dans les
microsites, qui passent donc en anarobiose.
7) Le contact avec le dioxygne provoque l'oxydation du fer sous
forme ferrique qui retient alors les lments non utiliss par la
plante. En labsence dions ferreux : a) Les autres nutriments se
lient de nouveau largile et la matire organique. b) La production
d'thylne s'interrompt et le reste de lthylne s'chappe par diffusion
lextrieur du microsite.
3) En labsence de dioxygne, le fer ferrique passe sous forme
ferreuse. (fer II, trs mobile)
5) La forme ferreuse en solution : a) Dloge les nutriments lis
largile et la matire organique au bnfice des plantes : potassium,
magnsium, ammonium. b) Dclenche la production d'thylne qui
immobilise l'activit microbienne.
6) La solution ferreuse migre la priphrie des sites anarobies.
Le dioxygne diffuse dans les microsites depuis lextrieur, et les
remplit nouveau puisque les microorganismes arobies inactivs en
demandent moins qu'il n'en est offert, il s'accumule.
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