Les mycorhizes et le système racinaire des plantes

Les champignons mycorhiziens jouent un rôle essentiel dans la symbiose avec les plantes. Ils facilitent leur croissance et améliorent leur résistance aux stress environnementaux. Dans cet article, nous explorerons les différents aspects des mycorhizes afin de mieux comprendre leur relation symbiotique avec le système racinaire des plantes. Nous aborderons tout d’abord les différents types de champignons mycorhiziens ainsi que leurs spécificités. Ensuite, nous examinerons l’interaction entre ces champignons et les plantes. Enfin, nous discuterons des avantages de cette symbiose pour les plantes et l’environnement, ainsi que des applications potentielles de cette association dans divers domaines tels que l’agriculture durable, l’aménagement paysager et la bioremédiation.

Tout d’abord, qu’est-ce que les mycorhizes?

Les mycorhizes sont des associations symbiotiques entre des champignons et les racines des plantes. Le terme « mycorhize » vient du grec « mykos », qui signifie champignon, et « rhiza », qui signifie racine. Cette relation symbiotique est bénéfique pour les deux organismes impliqués.

Les champignons mycorhiziens fournissent aux plantes des nutriments essentiels, tels que l’azote et le phosphore, qu’ils extraient du sol. En retour, les plantes fournissent aux champignons des glucides, comme les sucres produits lors de la photosynthèse. Cette relation permet aux plantes d’augmenter leur capacité d’absorption des nutriments, leur résistance aux maladies et aux stress environnementaux, et leur tolérance à la sécheresse.

Les champignons mycorhiziens s’établissent dans le système racinaire des plantes et créent une relation symbiotique connue sous le nom de « mycorhize ». Les mycorhizes produisent un réseau de filaments connectés aux racines des plantes, leur permettant d’absorber des nutriments du sol qui seraient autrement inaccessibles. Plus de 90% des espèces végétales s’associent avec les mycorhizes pour bénéficier de cette interaction.

Types de champignons mycorhiziens

Il existe plusieurs types de mycorhizes, dont les deux principales catégories sont les mycorhizes ectomycorhiziennes et les mycorhizes arbusculaires. Les mycorhizes ectomycorhiziennes se forment principalement avec des arbres, tels que les conifères et les chênes, tandis que les mycorhizes arbusculaires sont plus communes et associées à une grande variété de plantes herbacées, arbustes et arbres.

Mycorhizes arbusculaires

Les mycorhizes arbusculaires sont formées par les champignons du phylum Glomeromycota et représentent le type de mycorhize le plus répandu. Ces champignons forment des structures arbusculaires à l’intérieur des cellules corticales des racines, où les échanges de nutriments ont lieu.

Mycorhizes ectomycorhiziennes

Les mycorhizes ectomycorhiziennes sont principalement associées aux arbres de la famille des Pinaceae, Fagaceae et Betulaceae. Elles sont formées par des champignons basidiomycètes ou ascomycètes qui enveloppent les racines et forment un réseau externe de mycélium.

Mycorhizes éricoïdes

Ce type de mycorhize est spécifique aux plantes de la famille des Ericaceae. Les champignons impliqués sont principalement des ascomycètes qui colonisent les cellules corticales des racines.

Mycorhizes orchidoïdes

Les mycorhizes orchidoïdes sont caractéristiques des orchidées. Les champignons impliqués sont principalement des basidiomycètes qui pénètrent les cellules racinaires et forment des pelotons.

Interaction entre les champignons mycorhiziens et les plantes

Colonisation des racines
La colonisation des racines par les champignons mycorhiziens débute par la germination des spores fongiques en présence de composés organiques émis par les racines. Les hyphes fongiques s’attachent ensuite aux racines, pénètrent les cellules racinaires et forment des structures mycorhiziennes spécifiques.
Échanges de nutriments
Les champignons mycorhiziens améliorent l’absorption des nutriments, en particulier l’azote, le phosphore et d’autres micronutriments, par les plantes. En échange, les plantes fournissent des sucres et d’autres composés organiques aux champignons, favorisant leur croissance.
Rôle dans la résistance aux stress environnementaux
Les champignons mycorhiziens améliorent la résistance des plantes aux stress environnementaux, tels que la sécheresse, la salinité, les métaux lourds et les pathogènes. Ils contribuent à renforcer les défenses naturelles des plantes en stimulant la production de phytohormones et de protéines liées au stress.

Avantages de la symbiose mycorhizienne

Amélioration de la croissance des plantes

La symbiose mycorhhizienne favorise la croissance des plantes en améliorant l’absorption des nutriments et en augmentant leur tolérance aux stress environnementaux. Les plantes mycorhizées ont généralement un système racinaire plus développé et une biomasse supérieure à celles des plantes non mycorhizées.

Récupération et restauration des sols dégradés

Les champignons mycorhiziens jouent un rôle important dans la récupération et la restauration des sols dégradés. En améliorant la structure du sol et en favorisant la fixation du carbone, ils contribuent à la stabilisation des sols et à la prévention de l’érosion.

Protection contre les pathogènes

Les champignons mycorhiziens peuvent conférer une protection indirecte aux plantes contre les pathogènes du sol. Ils renforcent le système immunitaire des plantes et stimulent la production de composés antimicrobiens, réduisant ainsi l’incidence des maladies.

Améliorer l’absorption et l’assimilation des nutriments

Les champignons mycorhiziens aident les plantes à absorber davantage de nutriments et d’eau présents dans le sol, tout en augmentant leur résistance face aux divers stress environnementaux. Ces champignons ont également un impact significatif sur l’agrégation des particules du sol et la stimulation de l’activité microbienne.

En fonction de l’espèce, des pratiques et des conditions de culture, la mycorhization offre des avantages aux plantes et à l’environnement, tels que :

Production de plantes plus robustes et en meilleure santé
Amélioration de l’établissement des plantes et de leur survie lors de la plantation ou du repiquage
Augmentation du rendement et de la qualité des récoltes
Renforcement de la tolérance à la sécheresse, permettant de réduire l’irrigation
Amélioration de la floraison et de la fructification
Optimisation de l’utilisation des engrais, en particulier du phosphore
Augmentation de la tolérance à la salinité du sol
Diminution de l’incidence des maladies
Contribution au maintien de la qualité du sol et du cycle des éléments nutritifs
Participation à la lutte contre l’érosion du sol

Impact des mycorhizes sur la structure du sol

La structure du sol fait référence à l’assemblage des particules du sol ainsi qu’à la présence de pores. Le maintien d’une bonne structure du sol est crucial pour préserver les fonctions et la fertilité du sol. Les champignons mycorhiziens ont un rôle prépondérant dans l’agglomération du sol grâce à leurs réseaux d’hyphes et la production de glomaline (un liant biologique). Par conséquent, leur présence est indispensable pour conserver les propriétés physiques du sol. Une structure du sol améliorée entraîne :

Une capacité accrue d’infiltration et de rétention d’eau
Une meilleure perméabilité à l’air
Un développement racinaire optimal
Une activité microbienne et un cycle des nutriments renforcés
Une meilleure résistance à l’encrassement (formation de croûtes)
Une meilleure résistance à l’érosion (par l’eau et le vent)
Une meilleure résistance à la compaction du sol

Applications potentielles de la symbiose mycorhizienne

Agriculture durable

L’utilisation de champignons mycorhiziens en agriculture peut contribuer à réduire la dépendance aux engrais chimiques et aux pesticides, favorisant une production agricole plus durable et respectueuse de l’environnement.

Aménagement paysager et reforestation

Les champignons mycorhiziens peuvent être utilisés pour améliorer la croissance et la survie des plantes dans les projets d’aménagement paysager et de reforestation, en particulier dans les zones où les sols sont pauvres ou dégradés.

Bioremédiation

Les champignons mycorhiziens peuvent également jouer un rôle dans la bioremédiation, en aidant à détoxifier les sols contaminés par des métaux lourds ou des polluants organiques.

Conclusion

Les champignons mycorhiziens et le système racinaire des plantes entretiennent une relation symbiotique bénéfique qui favorise la croissance des plantes, améliore leur résistance aux stress environnementaux et contribue à la restauration des sols dégradés. Les différentes applications potentielles de cette symbiose, notamment dans l’agriculture durable, l’aménagement paysager et la bioremédiation, offrent des perspectives prometteuses pour une gestion plus écologique et durable de nos ressources naturelles.