Il est bien établi que les croûtes biologiques, et plus généralement les Cyanobactéries, ont un effet positif sur les propriétés chimiques et physiques des sols.
Sous l’angle chimique, cet effet tient tout d’abord aux capacités métaboliques des Cyanobactéries (GARCIA-PICHEL et BELNAP, 1996), mais aussi aux propriétés intrinsèques de leurs enveloppes mucilagineuses. Par la combinaison de leur capacité à réaliser la photosynthèse et dans certains cas la fixation de l’azote atmosphérique, elles forment une source d’entrée de C et N pour les régions à faible productivité (MALAM ISSA et al., 2001 ; ACEA et al., 2003 ; BROSTOFF et al., 2005 ; NISHA et al., 2007). Grâce à leur enveloppe mucilagineuse, les Cyanobactéries sont capables de fixer certains éléments nutritifs, comme le Fe, Zn, Mo, Cu, Mn (VAISHAMPAYAN et al., 2001).
1. Fixation de l’azote
L’un des avantages de la présence des croûtes biologiques dans les écosystèmes arides et semi-arides, se traduit par la capacité de certains micro-organismes à pouvoir capter l’azote atmosphérique pour le transformer en azote assimilable par les plantes. C’est le cas par exemple de Scytonema, Nostoc : des cyanobactéries photosynthétiques, ainsi que Collema et Peltula: des lichens (BELNAP, 2005).
L’azote est un paramètre déterminant pour le développement de la flore. Ainsi, les plantes situées à proximité des croûtes biologiques présentent des teneurs plus élevées en azote par rapport aux plantes qui se trouvent dans des endroits où les croûtes biologiques seraient absentes à la surface des sols (BELNAP et al., 2001 ; BELNAP, 2005).
2. Fixation du carbone
Contrairement à la respiration, la photosynthèse permet de fixer le carbone atmosphérique (CO2) et de le rejeter en l’oxygène (O2). Ainsi, les organismes photosynthétiques vont dégrader le carbone atmosphérique et céder au sol du carbone qui pourra être directement assimilables par les plantes. Les croûtes biologiques étant principalement composées de micro- organismes photosynthétiques, elles vont donc aussi jouer un rôle important dans l’apport de carbone pour le sol. (BELNAP, 2005).
Les croûtes cryptogamiques ont un fort pouvoir de fixation de carbone, contribuant d’ailleurs à son stockage de manière importante : d’après (ROSENTRETER et al., 2007), une augmentation de la capacité de stockage des croutes biologique de 5% pourrait diminuer de 16 % le carbone atmosphérique
3. Protection du sol contre l’érosion
Les milieux arides et semi-arides sont souvent caractérisées par une perte importante des sols ceci dû à l’efficacité des éléments morphogénétiques.
Les croûtes biologiques souvent «remplir» les interstices entre les graminées cespiteuses dans les parcours arides et semi-arides diminuer les détachements du sol liés à l’érosion éolienne et hydrique. Ainsi les croûtes biologiques servent aussi de stabilisateur de la surface du sol en diminuant la perte de sol lié à ces phénomènes climatiques dans les zones où le couvert végétal est faible ou absent (BELNAP et al., 2001).
Ces croûtes augmentent la diversité du site, de protéger la surface du sol par les forces érosives et fournir de l’azote, un macronutriment important au sol par la fixation biologique de l’azote (ROSENTRETER et al., 2007).
4. Amélioration de la fertilité et stabilisation de la structure des sols
Sous l’angle physique, les croûtes biologiques favorisent l’agrégation du sol et la stabilité structurale grâce au piégeage des particules grossières par le réseau de filaments des Cyanobactéries et la cimentation des particules fines par leurs sécrétions polysaccharidiques (EPS) (MALAM ISSA et al., 2001 ; NISHA et al., 2007 ; MAQUBELA et al., 2009). Ceci entraîne une augmentation de la résistance du sol vis-à-vis de l’érosion hydrique et de l’érosion éolienne, qui sont d’importants acteurs de la désertification (BELNAP et GILLETTE 1997 ; ZHANG et al., 2006).
En outre, les particules de l’argile chargées négativement qui collent à la surface adhésive de l’enveloppe polysaccharidique sont le siège de fixation des éléments chimiques de charge positive, ce qui constitue une réserve d’éléments nutritifs pour les plantes (BELNAP et GARDNER, 1993). Les croûtes biologiques ont aussi un effet sur l’amélioration de la capacité de rétention de l’eau. Ceci est la conséquence de la capacité des constituants polysaccharidiques des Cyanobactéries à absorber de l’eau par gonflement par suite d’une simple humectation, et à retenir énergiquement celle-ci grâce à des forces intenses de capillarité
Elles permettent au sol de retenir l’eau et fournissent des nutriments aux plantes et à la microflore du sol à l’origine de la production d’humus (ROMAIN et al., 2012)
Les polysaccharides produits par les cyanobactéries et les algues vertes, lichens…etc. sont capables de piéger les particules du sol entre elles, ce qui augmente la taille des agrégats du sol (ROBERT, 1996).
5. Établissement des plantes vasculaires
En tant que composants actifs, les croûtes biologiques des sols, les algues, les bactéries et les champignons, jouent un rôle majeur dans la rétention des minéraux et dans les successions primaires et secondaires des plantes (JEFFERY et al., 2013).
Source:
KHAMMES, Chaima et OUCIF LEBEHI, Sabrina 2017 . Etude de la relation entre les croûtes biologiques du sol et les plantes sahariennes (Zygophyllum album L.) dans la région d’El Oued.
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