Dynamique des éléments nutritifs dans la zone racinaire

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Répartition des racines dans le sol

Le développement du système racinaire détermine fondamentalement quand et combien de ressources la plante peut puiser dans le sol et peut être décisif pour le rendement. En plus des informations génétiques, les facteurs physico-chimiques de la zone racinaire influencent la profondeur et la prolifération des racines. Divers projets étudient à la fois l’influence de la répartition des racines sur la dynamique des éléments nutritifs et de l’eau dans le système sol-plante ainsi que les effets des mesures d’exploitation et des conditions du site sur le développement des racines. Nous nous concentrons sur les interactions entre le système racinaire et les performances des parties aériennes des plantes, par exemple par le biais de la sélection des variétés et de la gestion des éléments nutritifs, en particulier dans le contexte d’une pénurie d’eau croissante pendant les périodes sensibles du développement phénologique.

Apports souterrains de carbone et d’azote

Outre la biomasse structurelle des racines, les plantes apportent au sol du carbone organique et des liaisons azotées via la rhizodéposition (sécrétion et renouvellement des racines). Ces éléments sont sécrétés passivement ou activement par les racines vivantes, servent différents objectifs et ont une composition moléculaire de complexité variée. Les isotopes stables (13C et 15N) permettent d’estimer la rhizodéposition. Nos recherches exploitent à la fois les différences naturelles de composition isotopique, par exemple l’abondance d’isotope 13C dans les plantes C3 et C4, et l’enrichissement isotopique artificiel par l’application de traceurs. Nous nous concentrons sur la détermination in situ de la rhizodéposition et sur le maintien des apports de carbone et d’azote dans le sol dans différents systèmes culturaux ou en fonction de l’intensité de la fertilisation.

Effets résiduels des apports d’azote souterrains

L’apport d’azote souterrain par les légumineuses, via les racines et la rhizodéposition, est une source importante d’azote dans les systèmes agricoles et notamment dans l’agriculture biologique. Les études par traceur 15N permettent de déterminer à la fois la part de l’azote apporté par les légumineuses dans l’apport total d’azote et la disponibilité de l’azote résiduel et son absorption par la culture suivante dans différents systèmes culturaux. Ces résultats permettent d’améliorer l’approvisionnement en azote des non-légumineuses telles que les céréales, le maïs ou les pommes de terre dans l’agriculture conventionnelle et biologique et de mieux évaluer leur impact environnemental. 

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