Les micro-organismes du sol luttent contre la désertification

La désertification est un problème important pour les régions arides, semi-arides et subhumides sèches de la Terre, dans lesquelles les prairies et les arbustes deviennent un désert relativement aride à mesure que la végétation disparaît avec le temps. Cela représente un danger extrême pour les écosystèmes locaux, ainsi que pour les communautés qui dépendent de ces zones pour leurs moyens de subsistance, en augmentant l’érosion des sols et en réduisant le stockage de l’eau, ce qui entraîne une perte de biodiversité et de productivité agricole.

Par conséquent, il existe un besoin toujours pressant de stratégies de gestion visant à atténuer la désertification et ses impacts.

Une nouvelle revue des recherches actuelles sur la lutte contre la désertification, publié dans Examens des sciences de la Terre, a identifié les microbes du sol comme étant essentiels à cette mission. Waqar Islam, professeur agrégé à l’Académie chinoise des sciences, et ses collègues expliquent comment une communauté diversifiée de bactéries, champignons, archées et autres micro-organismes joue un rôle essentiel dans la promotion de la santé des sols, ayant un impact ultime sur les fonctions des écosystèmes et la gestion durable des terres.

La désertification résulte de l’interaction du changement climatique et des activités anthropiques. L’augmentation des températures, les changements dans la configuration des précipitations et des vents, l’intensification du rayonnement solaire et la fréquence accrue des événements météorologiques extrêmes (notamment les sécheresses et les cycles El Niño/La Niña) comptent parmi les causes environnementales. Malheureusement, tous ces phénomènes devraient s’intensifier dans les années à venir à mesure que le changement climatique progresse, ce qui montre à quel point la désertification pourrait devenir un problème de plus en plus préoccupant.

Ces facteurs environnementaux sont encore exacerbés par l’interférence humaine avec le monde naturel, comme la déforestation pour le bois de chauffage et le défrichement des terres pour l’agriculture et l’urbanisation ; la croissance intensive des cultures (en particulier la monoculture), l’utilisation de pesticides et d’engrais chimiques et les systèmes d’irrigation inefficaces épuisent le sol en nutriments ; le surpâturage par le bétail, qui provoque le compactage du sol et augmente le risque d’érosion ; exploitation minière; et le captage excessif des eaux souterraines pour soutenir une population mondiale croissante.

À mesure que la désertification s’accentue, nous sommes plus susceptibles d’en subir les effets : perte de biodiversité et extinction d’espèces, épuisement des nutriments du sol, menaces pour la sécurité alimentaire et l’approvisionnement en eau, augmentation des tempêtes de poussière (qui altèrent la qualité de l’air et empiètent sur la santé humaine et animale), et migration des communautés loin des zones inhospitalières, entraînant des conséquences à la fois sociales et économiques.

Compte tenu de tout cela, de minuscules microbes habitant les espaces entre les particules du sol pourraient constituer une solution viable pour gérer la désertification, car ils décomposent la matière organique et ont un impact sur le cycle des nutriments dans l’environnement pour améliorer la fertilité des sols ; encourager la séquestration du carbone de l’atmosphère grâce à la formation d’humus (qui améliore encore la rétention des nutriments et de l’eau) ; stabiliser le sol pour lutter contre l’érosion grâce à des relations symbiotiques avec les racines des plantes ; et soutenir la biodiversité.

Pour le cycle des nutriments, les microbes du sol ont un impact significatif sur la disponibilité de l’azote et du phosphore pour soutenir la productivité des plantes, même dans les sols pauvres en nutriments.

Les bactéries du sol fixatrices d’azote (telles que Rhizobium et Bradyrhizobium) convertissent l’azote atmosphérique en ammoniac, qui est absorbé par les plantes sous forme d’ions ammonium. Les pois, les haricots et autres légumineuses entretiennent des relations symbiotiques avec des bactéries fixatrices d’azote dans leur système racinaire, de sorte qu’ils peuvent constituer des cultures importantes à cultiver dans les régions arides. De plus, les champignons symbiotiques peuvent étendre leurs réseaux d’hyphes plus profondément dans le sol, augmentant ainsi la disponibilité des nutriments et de l’eau pour les systèmes racinaires afin de favoriser la croissance.

Ces mêmes champignons mycorhiziens transportent les composés organiques carbonés des plantes vers le sol, où ils peuvent être séquestrés sous forme de glycoprotéine appelée glomaline, ainsi que par la formation d’humus. Glomalin présente l’avantage supplémentaire de lier les particules de sol entre elles, contribuant ainsi à la stabilité contre l’érosion.

La recherche étudie en outre comment l’application stratégique des microbes du sol dans de nombreuses régions de la planète a eu des impacts mesurables sur la réduction de la désertification. Cela inclut leur utilisation lors de l’assainissement de sites miniers, tels que la chaîne Aravalli en Inde, pour encourager l’établissement d’espèces pionnières qui permettent la croissance ultérieure de la végétation, ainsi que des bactéries résistantes aux métaux qui peuvent détoxifier la contamination des terres par les métaux lourds.

De plus, le plateau de Loess en Chine est devenu la cible du plan de gestion gouvernemental « Grain for Green » dans les années 1990 pour lutter contre la désertification résultant de la déforestation et du surpâturage, en promouvant le boisement et la restauration des prairies grâce à l’utilisation de champignons mycorhiziens arbusculaires, de bactéries Rhizobium, d’actinobactéries et d’azote. -fixation des bactéries. Par conséquent, les agriculteurs ont constaté des rendements agricoles plus élevés et une augmentation de leurs revenus.

Pour la région semi-aride du Sahel bordant le désert du Sahara, le projet africain de la Grande Muraille Verte vise à lutter contre l’insécurité alimentaire, la pauvreté et la migration résultant de la dégradation des terres. Ici, le boisement a été utilisé pour créer des microclimats propices à l’activité microbienne du sol des champignons mycorhiziens arbusculaires, des champignons endomycorhizes et des bactéries Rhizobium, qui ont amélioré la santé globale du sol. De tels projets dépendent de l’engagement communautaire, ce qui en fait un élément essentiel de la planification de la gestion de la désertification.

La gestion des zones de désertification urbaine, comme celles du sud-ouest américain, a impliqué la création de microespaces pour la végétation, comme des toits verts et des jardins communautaires, ainsi que la plantation d’arbres. De même, le projet d’oasis d’Al Ain dans le désert des Émirats arabes unis a constaté une amélioration de la rétention d’eau du sol grâce à l’application intentionnelle de microbes du sol.

La diversification des communautés microbiennes dans une zone particulière du sol augmente la probabilité de surmonter les facteurs de stress environnementaux, tels que la sécheresse et les agents pathogènes, et soutient donc la résilience environnementale contre la désertification. Cependant, il est impératif d’adapter les microbes utilisés à chaque site, car les communautés microbiennes peuvent réagir de manière incohérente selon les différents types de sols et de climats, ainsi que leurs interactions avec les micro-organismes indigènes du sol.

Bien que le succès de l’application des microbes du sol dans la désertification soit connu à court terme, des travaux supplémentaires sont nécessaires pour déterminer leur durabilité sur des échelles de temps plus longues.

L’importance de cette recherche réside dans la capacité des microbes du sol à atténuer le stress de la désertification, qui affecte non seulement les communautés locales mais aussi, pour l’agriculture, peut avoir un impact sur les ressources alimentaires tout au long de la chaîne d’approvisionnement à l’échelle mondiale. Les résultats laissent espérer une gestion plus naturelle et durable de l’un des nombreux défis du changement climatique.

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