Rhizosphère : Définition, composition et importance

La rhizosphère, considérée comme le plus grand écosystème terrestre, est la partie du sol proche des racines des plantes, s'étendant de la surface des racines à l'intérieur du sol sur 1 à 3 mm.

Dans cette région édaphique, les racines des plantes interagissent avec le sol et ses micro-organismes, ce qui apporte de nombreux avantages aux plantes en améliorant la fertilité du sol tout en favorisant la dégradation des produits chimiques toxiques. Il s'agit d'une association connue sous le nom de rhizocénose, qui permet soit l'obtention de nourriture, comme dans les mycorhizes, soit la fixation de l'azote. Ce processus implique généralement des bactéries, appelées rhizobactéries, telles que Azospirillum, Azotobacter et Bacillus (facteurs de croissance des plantes) dans les racines des graminées et Beijerinckia dans les racines de la canne à sucre.

La communauté scientifique distingue 3 parties différentes qui constituent la rhizosphère :

• L'endorhizosphère ou rhizosphère interne comprend l'écorce racinaire (tissu situé entre l'endoderme et l'épiderme) envahi par les micro-organismes.
• Le rhizome est constitué de la surface des racines et des micro-organismes qui s'y trouvent.
• L'ectorizosphère, l'exorhizosphère, le sol rhizosphérique ou la rhizosphère externe est la partie du sol qui est en contact étroit avec la surface des racines des plantes.

On peut dire que la rhizosphère est composée du sol, d'eau, de dépôts (exsudats et mucilages) et microbiote (bactéries, champignons, algues).

D'une part, le sol agit comme support physique et il fournit de la nourriture aux plantes. Ses propriétés physico-chimiques déterminent la présence et la répartition des micro-organismes, et sa conservation dépend de ces derniers. Il est possible de mettre en évidence le pH comme un facteur abiotique qui conditionne et caractérise le fonctionnement de la rhizosphère, puisque des variations de sa valeur peuvent entraîner l'inactivation des enzymes présentes dans les micro-organismes et perturber la fixation des minéraux nutritifs. Dans cette région, les valeurs de pH sont inférieures ou plus acides par rapport au reste du sol, ce qui est dû à l'échange de cations et à la production d'acides organiques.

D'une autre part, l'eau, qui est une ressource essentielle pour la vie, joue un rôle très important dans les interactions rhizosphériques. Sa disponibilité est directement liée à la porosité du sol et, son potentiel est contrôlé par le microbiote. En effet, les micro-organismes améliorent l'aération et la capacité d'infiltration du sol, favorisant ainsi le maintien de la pellicule d'eau dans la rhizosphère.

En relation aux dépôts, les plantes libèrent des produits photosynthétiques (sucres, acides aminés, vitamines, acides organiques, hormones) par leurs exsudats radicaux, qui, s'ils sont de faible poids moléculaire, peuvent favoriser la diversité et la croissance microbiennes dans la rhizosphère. Ces composés organiques attirent les micro-organismes à la surface des racines, leur fournissant une source très importante de nourriture et d'énergie. L'un de ces exsudats est le mucigel, qui est une matière gélatineuse qui recouvre la surface des racines des plantes, composée de : mucilages végétaux, cellules bactériennes, polysaccharides, colloïdes minéraux et matière organique du sol.

Enfin, les micro-organismes qui habitent dans la rhizosphère (bactéries, champignons, protozoaires et nématodes) sont pour la plupart bénéfiques. Les bactéries de la rhizosphère ou rhizobactéries sont responsables de la décomposition des exsudations racinaires et des résidus végétaux. Les champignons se distinguent également en établissant une relation symbiotique avec les racines, appelée mycorhize, car, comme les bactéries, ils sont capables de dégrader ou de minéraliser les substances toxiques et nocives dans un processus appelé détoxification.

L'importance de la rhizosphère se trouve dans les interactions qui se produisent entre les plantes et le microbiote du sol. Pourquoi ? Eh bien, ça a à voir avec ce dont nous vous avons parlé précédemment :

• Au travers de la rhizosphère les plantes récupèrent les nutriments. Il en va de même pour l'eau et le carbone dont les bactéries, les champignons, les insectes, les vers et les protozoaires ont besoin pour survivre.
• La microflore de la rhizosphère protège la racine contre les pathogènes, contre les maladies des racines et produit des substances qui stimulent la croissance des plantes, comme l'acide indole-acétique, les gibbérellines et les cytokinines.
• Se produit la Fixation Biologique du Nitrogène (FBN), c'est-à-dire que les micro-organismes donnent aux plantes des composés azotés assimilables (ammonium et nitrate), qu'ils fabriquent à partir de l'azote atmosphérique dans le sol (N2).

Il est bien connu que l'azote est un facteur limitant pour les plantes car, malgré son abondance dans l'atmosphère (il représente environ 80% de sa composition), elles ne peuvent pas l'utiliser sous la forme moléculaire dans laquelle il se trouve (N2). Cette situation a conduit à l'utilisation massive d'engrais chimiques pour augmenter la productivité des cultures. En conséquence, d'importants processus de pollution ont été déclenchés dans l'environnement naturel et ces derniers diminuent la fertilité des sols et la qualité des ressources en sol et en eau. Une façon d'éviter cela est de parler plus de la capacité de fixation des micro-organismes de la rhizosphère, qui peuvent satisfaire la demande en azote des plantes grâce à l'utilisation de biofertilisants.

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