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Légumineuses

Entre fixation biologique et assimilation minérale de l’azote par les légumineuses

Publié le 27/10/2021 - 10:16

Les légumineuses utilisent deux modes de nutrition pour satisfaire leurs besoins en azote. Elles sont capables d’assimiler l’azote du sol sous ses formes minérales (nitrate ou ammonium) et également de le fixer au travers d’une association symbiotique avec un rhizobium pour former les nodules.

Pour que cette nodulation fonctionne correctement, il convient de respecter certaines conditions que Xavier Pinochet, responsable du département méthodes et technologies innovantes pour Terres Inovia, rappelle dans un webinaire intitulé "Inoculation, nodulation, fixation biologique de l’azote et nutrition azotée" qui s’est déroulé le 22 octobre 2021.

La légumineuse adapte son mode de nutrition azotée

Pour que la nodulation s’opère convenablement, il est bien évidemment nécessaire que la bactérie soit présente dans le sol. Le cas échéant, une inoculation est parfois nécessaire. Selon l’espèce cultivée et la morphologie, le nombre de rhizobiums par plante varie (jusqu’à 25 nodosités pour le pois, contre 10 pour le soja). Les premiers nodules sont généralement visibles 2 à 3 semaines après la levée de la culture. Une coupe transversale permet de constater leur fonctionnement. En effet, s’ils présentent une couleur rouge, cela signifie qu’ils produisent une protéine, la leghémoglobine. Celle-ci fixe l’oxygène dans les nodosités et protège ainsi la nitrogénase, processus qui permet à la bactérie de fixer l’azote atmosphérique en une forme assimilable pour la plante. Lorsqu’elle fixe l’azote par la voie biologique, la plante consomme plus d’énergie (+40%) qu’une assimilation minérale. En cas de sécheresse ou de chlorose ferrique dans la parcelle, l’activité photosynthétique est perturbée et la plante ne dispose pas suffisamment de fournitures d’énergie. Dans ce cas, elle privilégie l’assimilation de l’azote par voie minérale, inhibant par conséquent l’apparition des nodosités.

L’inoculation, un recours parfois nécessaire

Une plante introduite dans un milieu dont elle n’est pas originaire risque d’être confrontée à un manque de bactéries fixatrices d’azote qui lui sont propres. C’est pourquoi, un recours à l’inoculation est parfois nécessaire, de préférence avec des inoculums vendus avec le logo "Licence Inrae" garantissant la qualité du produit. Au fil des années, les techniques d’inoculation ont évolué afin de limiter les pertes d’efficacité et la manipulation de produits. L’application de micro-granulés d’argile, puis l’inoculation liquide ont peu à peu remplacé l’enrobage des semences au moment du semis. Plus récemment, une technique de pré-inoculation des semences a fait ses preuves, à condition de respecter un délai inférieur à 60 jours entre le pré-enrobage en usine et l’utilisation finale.

Surveiller la présence de nodules sur les racines

La survie des inoculums dépend de l’humidité du sol et du substrat (teneur en carbone de la matière organique) dans lequel ils sont appliqués. La régulation biologique a également toute son importance. En effet, la prédation ou l’adsorption sur les colloïdes du sol peuvent impacter la population des bactéries. Pour s’assurer de l’activité des inoculums après leur application, l’observation de la présence de nodules sur les racines de la plante hôte reste le meilleur outil.

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Les conditions environnementales impactent la symbiose rhizobienne, c’est-à-dire la rencontre entre la plante et la bactérie.

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