Lorsque les légumineuses s'associent aux bactéries fixatrices d'azote, c'est une situation gagnant-gagnant pour les deux organismes. Toutes les plantes ont besoin d'azote pour croître, mais bien que ce gaz représente environ 79 % de l'atmosphère, il n'est pas directement assimilable sous cette forme. Seules certaines bactéries du sol sont capables de convertir — ou de « fixer » — l'azote atmosphérique en composés que les plantes peuvent absorber par leurs racines.
Le principe de cette association est simple : les légumineuses fournissent aux bactéries des glucides issus de la photosynthèse, et en échange, elles reçoivent suffisamment d'azote pour nécessiter peu ou pas de fertilisation, selon l'efficacité des bactéries présentes dans le sol.
La conversion de l'azote
Toutes les légumineuses exploitent les bactéries fixatrices d'azote de manière similaire. Peu après la germination des graines, les bactéries du sol infectent les racines de la jeune plante et se multiplient dans ses couches externes, en utilisant les nutriments fournis par celle-ci. Les nodosités contenant les bactéries, qui se forment alors sur les racines, deviennent généralement visibles à l'œil nu environ une semaine après l'infection.
D'abord blanches, ces nodosités grossissent et prennent une teinte rose ou rougeâtre lorsque la fixation de l'azote débute, en raison de la présence d'une molécule proche de l'hémoglobine du sang, appelée léghémoglobine. Tant que les bactéries reçoivent des glucides de la plante hôte, elles lui fournissent de l'azote en continu.
Bactéries et légumineuses : des associations spécifiques
Les espèces de bactéries fixatrices d'azote et la quantité d'azote fournie varient selon les légumineuses. Les rhizobiums, qui fixent l'azote dans les nodosités racinaires, regroupent plusieurs espèces spécialisées :
- Rhizobium trifolii s'associe au trèfle blanc (Trifolium repens), une légumineuse vivace rustique dans les zones de rusticité 3 à 10 de l'USDA. Le trèfle développe des nodosités allongées, en forme de doigts, et ses bactéries figurent parmi les plus efficaces pour fixer l'azote.
- Rhizobium japonicum (aujourd'hui classé Bradyrhizobium japonicum) forme une association avec le soja (Glycine max), une plante annuelle. Ses nodosités sont rondes, en forme de petits pois, et ses bactéries fixent environ deux fois moins d'azote que celles du trèfle.
- Les bactéries associées au haricot commun (Phaseolus vulgaris), autre plante annuelle, sont de médiocres fixatrices d'azote : les haricots nécessitent donc souvent une fertilisation complémentaire.
Le cycle de fixation de l'azote
Le rythme de fixation de l'azote varie selon le stade de croissance de la légumineuse et les conditions du sol. L'azote est libéré vers la plante au fur et à mesure de sa production par les bactéries.
Lorsque les gousses des légumineuses annuelles gonflent, la plante oriente ses nutriments vers les graines et les détourne des bactéries logées dans ses nodosités racinaires. Durant cette période, les nodosités peuvent cesser de produire de l'azote et virer au vert ou au blanc.
Par ailleurs, les bactéries interrompent la fixation de l'azote si la plante souffre d'une carence en minéraux essentiels du sol — potassium, phosphore, zinc, fer, molybdène ou cobalt — ou si elle subit un stress hydrique tel que la sécheresse. Chez le trèfle blanc, des températures supérieures à 27 °C ou inférieures à 13 °C ralentissent ou stoppent également le processus. À la fin de la saison, la majeure partie de l'azote fixé se trouve répartie dans l'ensemble de la plante, et non concentrée dans ses nodosités racinaires.
L'apport en bactéries : l'inoculation
Les bactéries fixatrices d'azote permettent aux légumineuses d'atteindre leur rendement maximal lorsque toutes les autres conditions de culture sont favorables. Une croissance faible et des rendements médiocres résultent souvent de la culture de légumineuses dans un sol dépourvu de ces bactéries ou contenant une souche inadaptée.
Pour y remédier, semez des graines pré-inoculées ou appliquez un inoculant du sol lorsque vous cultivez des légumineuses dans une parcelle où elles n'ont pas été cultivées au cours des trois dernières années. Voici quelques bonnes pratiques :
- Conservez les semences inoculées ou l'inoculant dans un endroit frais et sec, à l'abri de la lumière directe du soleil, car il s'agit d'organismes vivants fragiles.
- Utilisez le produit avant sa date de péremption afin de garantir la viabilité des bactéries.
- Vérifiez que la souche bactérienne correspond bien à l'espèce de légumineuse cultivée, car chaque association est spécifique.
Enfin, gardez à l'esprit que lorsque les légumineuses reçoivent de l'azote via des engrais, elles utilisent celui-ci de préférence à l'azote produit par leurs nodosités racinaires, ce qui réduit d'autant l'intérêt de la symbiose.
Source : https://jardin.98905.com/plants-flowers-herbs/growing-beans/1007131319.html