Les écosystèmes des zones arides couvrent environ 40 % des terres de la planète et font vivre plus de 2 milliards de personnes. Une fois dégradés, par le surpâturage ou une irrigation inadéquate, ils sont difficiles à restaurer. Une technique de restauration des écosystèmes avec des plantes indigènes « ensemencement direct » est prometteuse, mais présente de nombreux inconvénients.
« Pour les terres arides dégradées, environ 10 % seulement des graines semées directement parviennent à s’établir », déclare l’auteur principal de l’étude publiée dans le Journal d’écologie appliquée, Frederick Dadzie, Ph.D. candidat à l’École des sciences biologiques, de la terre et de l’environnement de l’UNSW Sydney. « Et étant donné que les semences indigènes sont chères et souvent en faible quantité pour les échelles requises, cela pose problème. »
Étant donné que l’un des problèmes potentiels des terres arides dégradées est l’absence de micro-organismes indigènes dans le sol, l’équipe de recherche a acquis des bactéries indigènes sur des sites non perturbés et les a cultivées. Ils les ont ensuite introduits dans des boulettes de sol contenant les graines de plantes indigènes – un spinifex et l’acacia de feu (un acacia) – et les ont plantés dans des terres arides dégradées.
Les micro-organismes peuvent avoir des macro-avantages
« Nous avons constaté que les micro-organismes étaient très bénéfiques pour l’établissement des plantes, en particulier aux premiers stades, lorsqu’il ne s’agissait que de graines pour se transformer en semis. Après cela, la relation était moins claire », explique M. Dadzie.
Le succès de la germination des graines d’acacia, lorsqu’il est combiné avec des microbes indigènes, a été amélioré d’environ 50 %. Le spinifex a également vu son taux de germination amélioré d’environ 20 %, mais uniquement lorsqu’il est associé à des cyanobactéries (bactéries qui effectuent la photosynthèse).
Après la germination, cependant, la présence de bactéries indigènes n’a pas influencé la survie des plantes pour le meilleur ou pour le pire. En fait, la masse moyenne du spinifex a été réduite de 11 % pour les graines contenant des cyanobactéries.
« Le fait que les microbes améliorent la germination dans les habitats dégradés est une bonne nouvelle pour la restauration des écosystèmes », déclare M. Dadzie. « Et quoi de mieux : il s’agit d’un processus simple en deux étapes qui peut être mis à l’échelle pour restaurer les écosystèmes des terres arides. Premièrement, combiner les graines et le sol en granulés, et deuxièmement, inoculer ces granulés avec les microbes.
On ne savait pas exactement quelles espèces de bactéries indigènes étaient présentes dans les boulettes de sol, mais il existe une gamme de mécanismes par lesquels les bactéries peuvent améliorer (et entraver) la germination et le taux de croissance des plantes.
« Les micro-organismes utilisent différents mécanismes pour améliorer la croissance des plantes, à la fois directement et indirectement. Par exemple, les micro-organismes contribuent à l’infiltration et à la rétention d’humidité dans les sols pour les plantes, contrôlent l’érosion des sols et améliorent la disponibilité des nutriments pour les plantes. Mais les effets directs des micro-organismes sur la croissance des plantes comprennent la la sécrétion d’hormones favorisant la croissance des plantes telles que les auxines qui stimulent la croissance des plantes », explique M. Dadzie.
Non seulement les terres arides sont précieuses en tant que bols de nourriture pour un grand nombre de personnes, mais elles fournissent également d’autres services, déclare M. Dadzie. « En raison de l’immensité des terres arides, elles ont le plus grand potentiel de séquestration du carbone atmosphérique et contribuent ainsi considérablement au changement climatique. »
Bien que cette étude ait été menée sur un site de terrain, les semis ont reçu à la fois de l’ombre et de l’eau. À l’avenir, les auteurs disent que des expériences similaires devraient répéter la méthodologie, mais dans des conditions plus naturalisées, avec du soleil et de la pluie déterminés par l’environnement.
Frederick A. Dadzie et al, Les bactéries indigènes et les cyanobactéries peuvent influencer l’émergence des semis et la croissance des plantes indigènes utilisées dans la restauration des terres arides, Journal d’écologie appliquée (2022). DOI : 10.1111/1365-2664.14293