1. Définition
Le mot “Rhizosphère” a été introduit en 1904 par Lorenz Hiltner, “Rhizo” vient du grec “rhiza” signifiant “racine”, “sphère” est le champ d’action ou d’influence (environnement naturel). La rhizosphère est la région du sol directement influencée par les racines et les micro-organismes associés (Fig. 9). C’est un lieu d’intenses échanges entre le végétal et le substrat minéral (Darrah et al ., 2006). La différence entre la rhizosphère et le sol global est due à des processus biologiques, biochimiques, chimiques et physiques qui se produisent par suite de la croissance racinaire, le prélèvement de l’eau et les éléments nutritifs, la respiration et la rhizodéposition (Gregory, 2006).
2. Impact de l’activité racinaire sur la rhizosphère
2.1. Les modifications physiques
Les racines se développent dans les zones de faible résistance et progressent préférablement dans les pores, et les microfissures résultant de l’alternance de l’humectation- dessiccation des argiles, ou des galeries d’origine animale. Lorsque leur diamètre s’accroît, elle déforme le sol en augmentant radialement, et le volume occupé par les racines est équivalent avec le volume des pores perdus, cela induit la diminution de la porosité de 20 à 24 % dans le sol à proximité des racines ( Bruand et al, 1996 ; Gregory, 2006).
L’influence des racines de maïs sur la nature, la formation et la stabilité des associations organo-minérales, montre la capacité des racines à générer des micro-agrégats (2 à 20 mm) au niveau des interfaces sol-racines, ces associations organo-minérales se révèlent fortement impliquées dans la stabilité structurale du sol adhérent aux racines. Plusieurs types de micro- agrégats ont été déterminés en MET, en fonction de la nature des matières organiques végétales ou microbiennes qui sont impliquées (Watteau et al., 2006).
2.2. Les modifications chimiques
- Modification des concentrations ioniques : l’épuisement ou l’accumulation des ions dans la rhizosphère est dû au prélèvement d’eau et d’éléments nutritifs par les racines. (Marchner, 1995; Volker et Guter, 2006).
- Exsudation de molécules à faible poids moléculaire qui augmente la mobilisation des éléments nutritifs. Parmi ces derniers les acides organiques (par exemple, citrate, malates, oxalates) qui sont libérés par les racines pour solubiliser des ions tels que les phosphates ou le fer et les acides aminés, en particulier les phytosidérophores libérés par des racines de graminées pour chélater le fer et solubiliser d’autres métaux (Strom et al., 2001).
- Excrétion d’enzymes telles que la déshydrogénase, la phosphatase et la nitrogénase, pour libérer les éléments minéraux, comme la libération du phosphore organique à l’aide de la phosphatase par des procédés catalytiques d’hydrolyse (Rao et Tak, 2001).
- Modification du potentiel redox comme par exemple l’augmentation du potentiel redox€ (oxydation) qui se produit dans la rhizosphère du riz par suite du dégagement de l’oxygène par les racines du riz (Flessa et Fischer, 1992 ; Gregory et Hinsinger, 1999), suit l’oxydation du fer ferreux (Begg et al., 1994 ;Gregory et Hinsinger, 1999).
- Les variations du pH dans la rhizosphère (fig. 10) : Le pH rhizosphèrique est sous l’influence de l’activité racinaire, en effet des processus importants s’établissent à l’intérieur des cellules induisant ainsi la modification du pH ( Darrah, 1993; Hinsinger, 1998 ;Hinsinger et al, 2003) à savoir :la libération des H+ et OH- ,les processus d’oxydoréduction, l’exsudation des acides organiques, l’augmentation du CO2 dans la rhizosphère lors de la respiration
Les zones foncées indiquent l’acidification qui se produit derrière l’apex des racines primaires et secondaires tandis que les zones pâles indiquent l’alcalinisation se produisant le long des parties basiques de la racine primaire (Ruiz, 1992 ; Jaillard et Hinsinger, 1993 ; Gregory et Hinsinger, 1999).
2.3. Les modifications biologiques
L’environnement biologique de la rhizosphère se caractérise par des interactions complexes entre les racines, les micro-organismes et la faune du sol. Les résultats de ces interactions peuvent être positifs ; symbiotiques (avantage pour la croissance des plantes), saprophytiques (vivre sur les racines et les plantes mortes) neutre (aucun effet sur les plantes), ou négatifs ; pathogènes (envahir et tuer les racines et les plantes), compétition (réduire la croissance des plantes). Ces processus dans la rhizosphère dépendent de l’approvisionnement constant en carbone qui est facilement utilisé comme une source d’énergie par les micro- organismes, des études montrent que cette activité biologique augmente dans les zones proches des racines et diminuent vers l’extérieur (rhizoplan>sol rhizospherique>sol global) (Bonkowskia et al., 2000).
3. L’ampleur spatiale de la rhizosphère
L’ampleur spatiale de la rhizosphère peut changer considérablement selon l’architecture de la racine et le chevauchement des zones d’épuisement des racines voisines, ces derniers dépendent de l’espèce végétale et le génotype d’une espèce donnée (Kutschera, 1960). Elle varie aussi selon le coefficient de diffusion des éléments nutritifs (Ge et al ., 2000).Cela s’explique par la prolongation de la zone d’épuisement à 1 millimètres pour le phosphore,à plusieurs millimètres pour le potassium, et à plusieurs centimètres pour les nitrates (Hinsinger, 1998 ; Jungk, 2002 ; Hinsinger et al., 2005). La structure du sol et le potentiel de l’eau sont montrés comme étant les paramètres principaux affectant l’exploration spatiale des racines (Grose et al., 1996; Harris et al., 2003 ; hinsinger et al. 2005).
4. La rhizosphère des cultures associées
Les associations d’espèces pourraient améliorer le fonctionnement rhizosphérique (aspects physiques, chimiques et/ou biologiques). La disponibilité des éléments peu mobiles comme le phosphore peut être aussi améliorée par la présence d’autres espèces. Par ailleurs, l’insertion de plantes de services est susceptible d’améliorer le potentiel mycorhizogène des sols. Les symbioses entre plantes cultivées et mycorhizes permettent d’améliorer l’accès aux ressources du sol et la résistance à des stress biotiques et abiotiques. De plus, par la qualité des composés rhizodéposés par ses racines, l’insertion d’une légumineuse de service peut avoir un effet sur la qualité de la matière organique et sa dégradabilité (Melissa et al., 2013 ; Morison et al., 2014).
Source:
Mme MADI Nadia épouse DJEDID.
Thème : Association de culture olivier/vesce/avoine : performance et influence sur le K (HNO3) de la rhizosphère.
Université Mouloud Mammeri de Tizi-Ouzou
