Merci à Susan Fisk et au Soil Science Society of America pour cet article .
La plupart d'entre nous prêtons attention aux nouvelles pousses, tiges, feuilles et éventuellement aux fleurs et aux cultures que nous avons l'intention de faire pousser. Nous pourrions considérer les racines comme des éléments nécessaires, mais sans intérêt, du processus de production agricole.
Paul Hallett et son équipe ne sont pas d'accord. Ils se concentrent sur ce qui se passe dans le sol avec les racines de la plante.
La zone de sol qui entoure les racines d'une plante s'appelle la rhizosphère. C'est la combinaison des mots latins pour "racine" et "zone". Et c'est un endroit très fréquenté pour les processus de production de cultures importantes, mais cachées.
Dans la rhizosphère, les plantes produisent divers composés chimiques appelés exsudats. Hallett et ses collègues chercheurs de l'Université d'Aberdeen examinent les effets des exsudats sur la communauté des plantes et des sols environnants. Leur travail unique prend des mesures à petite échelle près de la surface des racines. Les propriétés ici peuvent être très différentes du reste du sol.
«Les racines sécrètent en permanence des produits chimiques dans le sol afin de libérer les nutriments qui sont attachés aux particules du sol», explique Hallett. Dans la digestion humaine, l'estomac sécrète des sucs gastriques pour aider à décomposer les aliments; les exsudats sont l'équivalent végétal des sucs gastriques.
Hallett décrit la composition chimique des exsudats comme "un véritable cocktail ou "buffet" de ressources pour tout ce qui se trouve dans la rhizosphère". En plus d'aider les plantes à se procurer des nutriments, les exsudats sont des sources de nourriture pour les microbes qui constituent une partie importante du microbiome du sol.
Les exsudats jouent également un rôle important dans la cohésion du sol. Les racines et les champignons qui vivent dans le sol retiennent ensemble de plus grandes mottes de terre, mais les exsudats agissent au niveau micro. Comme de la colle, ils retiennent les particules de sol dans d'importants réseaux mécaniques. Les pédologues appellent ces réseaux de sols des agrégats.
Alors que les effets de liaison des racines et des réseaux fongiques sont généralement à long terme, l'influence des exsudats sur le sol peut être éphémère. "Les exsudats racinaires ne dureront pas longtemps sous leur forme originale dans le sol, car ils sont consommés et transformés par les microbes", explique Hallett. Ce processus peut complètement détruire l'exsudat ou créer des composés encore meilleurs pour lier les particules de sol.
"Les exsudats des racines des plantes ont un impact massif sur la formation d'agrégats", explique Hallett. "Ils le font de plusieurs manières, notamment en agissant comme des colles ou en modifiant la vitesse à laquelle la rhizosphère se mouille et sèche avec les précipitations et l'évaporation."
L'équipe de Hallett a étudié les effets des exsudats sur différents types de sol. Ils ont recherché des environnements avec une texture de sol limono-sableux par rapport à une texture de limon argileux. Ceci est important car les réactions chimiques entre les exsudats et les particules de sol varient selon le type de sol.
Ils ont également étudié divers exsudats végétaux d'orge et de maïs. Ils ont découvert que les exsudats d'orge augmentaient la qualité de la liaison des particules du sol, mais pas autant que le maïs. Ils ont également constaté que si les exsudats d'orge n'avaient pas d'impact sur l'imperméabilité du sol, ce sont les exsudats de maïs qui l'étaient.
Des recherches telles que celles de Hallett montrent que pendant la saison de croissance - et au-delà - il existe des interactions délicates entre chaque plante et le sol environnant. Toutes ces interactions affectent la quantité d'eau captée par le sol et absorbée par les plantes. La production d'exsudats affecte également la capacité des plantes à extraire les nutriments vitaux du sol, et affecte même le sol dans la rhizosphère.
Les recherches futures de l'équipe de Hallett comprendront l'examen de la production d'exsudat le long des racines des plantes. Ils examineront également l'âge des racines et si les racines plus jeunes produisent des exsudats avec différentes qualités de rétention du sol et d'absorption de l'eau.
En savoir plus sur les recherches de Hallett dans Vadose Zone Journal. Le financement de ce projet provient du projet « Rhizosphere by Design » du Conseil de recherche en biotechnologie et en sciences biologiques (BBSRC) (BB/L026058/1, BB/J000868/1 et BB/J011460/1).
