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Chasse au phosphore: le lupin fait mieux que le blé

communiqué de presse du 29 septembre 2004

Biologiste à l'Université de Neuchâtel, Claire Le Bayon a montré que le lupin blanc se débrouillait mieux que le blé pour libérer le phosphore présent dans le sol et l'utiliser pour sa croissance et son développement. Ses recherches, réalisées dans le cadre du Pôle de recherche national (PRN) Survie des plantes, ont été présentées ce mois-ci dans deux grandes conférences internationales en Allemagne.

Nutriment essentiel des plantes, le phosphore se terre volontiers dans le sol et se laisse souvent désirer. Mais contrairement à une idée fort répandue, ce n'est pas tant du manque de phosphore dont souffrent les plantes dans nos régions, mais plutôt de sa faible disponibilité à leur égard. Cet élément a en effet tendance à se lier facilement avec d'autres minéraux, comme le fer ou l'aluminium, ce qui le rend peu propice à l'absorption par les végétaux.

Réalisés par une équipe s'intéressant à la nutrition des plantes sous conditions de stress, les résultats signés par Claire Le Bayon et ses collègues ont été présentés début septembre à Eurosoil 2004 (Freiburg) et Rhizosphere 2004 (Munich). Il en ressort que lupin se distingue du blé par la formation de racines dites «protéoïdes », spécialisées dans l'acquisition du phosphate. Leur efficacité repose à la fois sur l'excrétion d'acides organiques et sur une production accrue d'une enzyme, la phosphatase acide. Le blé, quant à lui, s'associe à des champignons mycorhiziens. Ceux-ci fournissent à la plante les éléments minéraux tels que le phosphore ou l'azote en échange de quelques sucres produits par la plante lors de la photosynthèse. A l'instar de la phosphatase acide utilisée par le lupin pour acquérir le phosphore piégé dans le sol, les champignons mycorhiziens sécrètent, eux, une phosphatase alcaline.

L'un des intérêts de l'étude fut d'avoir suivi l'évolution du phosphore dans le sol lui-même, à différentes distances des racines et dans le temps. Elle a aussi eu le mérite de s'intéresser à deux plantes simultanément, alors qu'en général on se focalise sur une espèce à la fois. En pratique, il fallait effectuer des mesures physiques, chimiques et biologiques dans des échantillons de sol prélevés régulièrement autour des racines des deux plantes examinées. Outre des compétences d'écologie végétale, ce travail hautement interdisciplinaire a requis la collaboration de chercheurs en géologie, en physiologie végétale et en géochimie.

"Cette expérience est originale dans sa durée, explique Claire Le Bayon. Alors que la plupart des expériences réalisées jusqu'ici se déroulaient sur quelques semaines au plus, nos mesures s'étendent sur une année au minimum". Le second aspect original tient à la méthode choisie: on cultive les plantes dans des pots de grande taille contenant 8 kilos de sol formant une colonne de près de 35 cm de hauteur! Ce système imite mieux ce qui se passe dans les champs que ne le faisaient les travaux précédents, généralement conduits dans des petits pots.

Alors que le lupin a confirmé l'efficacité de ses racines pour la chasse au phosphore, les champignons mycorhiziens associés au blé ont été apparemment moins performants. "En ce qui concerne le blé, je suis un peu surprise du peu d'activité de la phosphatase alcaline, regrette Claire Le Bayon. Cette enzyme aurait dû en théorie être plus marquée dans le sol proche des racines, en raison justement des symbioses qui s'y déroulent. Quant aux acides organiques, le blé en sécrète une moins grande quantité que le lupin."

Afin de mieux comprendre le mécanisme si efficace d'acquisition de phosphore dans le sol développé par le lupin, une équipe de l'Université de Zurich étudie les facteurs génétiques impliqués dans la formation de ses racines particulières.

pour plus d'informations

Dr Claire Le Bayon
Université de Neuchâtel
Laboratoire d'écologie végétale
Tél: +41 32 718 2365 / 2230 (secrétariat)
claire.lebayon(at)unine.ch

Rédacteur: Igor Chlebny