Rhizosphère et écologie fonctionnelle
Abstract
La croissance des plantes, la production des écosystèmes et les équilibres environnementaux dépendent de la capacité des plantes et des micro-organismes associés à s'adapter à leur environnement. Cette adaptation résulte des interactions entre les racines et les composantes biotiques et abiotiques du sol qui se déroulent dans un volume de sol restreint autour des racines, la rhizosphère. Des échanges d'énergie, de matière (eau, minéraux, carbone, gaz) et de signaux moléculaires se déroulent dans cet environnement, induisant des processus particuliers, différents de ceux du sol pris dans sa globalité, en nature et en intensité : croissance microbienne, symbiose, minéralisation de la matière organique, altération des minéraux par acidification ou complexation, cycle des minéraux, prélèvements par la plante,...
C'est en se développant dans le sol, que les racines vivantes créent cet environnement dont la genèse et le maintien présentent une dynamique spatio-temporelle, liée à la croissance et à la mortalité des racines. Les racines libèrent dans la rhizosphère des composés organiques (rhizodépôts) représentant de 5 à 40% de l'assimilation nette de C par la photosynthèse. Les significations écologiques de la libération de quantités importantes de C à proximité des racines restent encore à élucider. On sait cependant que ces composés de nature diverse (sucres, acides aminés et organiques, vitamines, hormones, débris cellulaires) stimulent l'activité biologique dans la rhizosphère car ils constituent les substrats énergétiques nécessaires au développement des micro-organismes et à leur activité. Ces micro-organismes peuvent jouer un rôle essentiel dans la nutrition minérale et le stockage de carbone dans les sols via la minéralisation de la matière organique et dans l'altération des minéraux du sol ou la dépollution (phytoremédiation, dégradation de pesticides,...).
Malgré de réels progrès réalisés pour les études in situ de la rhizosphère, des percées méthodologiques majeures restent à accomplir pour comprendre les interactions multiples qui siègent dans la rhizosphère.
Ainsi, la compréhension du fonctionnement de cette interface particulièrement complexe entre le végétal, le sol et les micro-organismes contribue à la compréhension du fonctionnement des écosystèmes naturels et cultivés et à leur gestion durable (biodiversité, qualité des eaux et des sols...)