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Abonnez-vous a Universalis pour 1 euro SOLS Microbiologie 1 2 3 4 5 6 Symbioses plantes - micro-organismes Certains micro-organismes fixateurs d'azote peuvent s'associer symbiotiquement aux plantes vertes ; on en connait trois groupes : les Rhizobium, bacteries associees aux legumineuses (et aussi au genre tropical Parasponia) ; les Frankia, actinomycetes associes aux plantes actinorhiziennes (par exemple Alnus, Casuarina) ; les cyanobacteries (Nostoc, Anabaena) associees a des plantes superieures (cycadales) ou a de petites fougeres aquatiques (Azolla).AFRIQUE (Structure et milieu) - Geographie generale Ecrit par Roland POURTIER 24 462 mots 27 medias Les grands types de sol sont etroitement dependants des composants des roches meres et du climat.On peut cependant donner une liste des principaux facteurs limitants susceptibles d'intervenir in situ :

• facteurs lies au sol : humidite excessive ou insuffisante ; acidite ; carence en certains elements majeurs notamment P, ou en oligo-elements tels que B, Cu, Mo ; exces d'azote combine ;

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• facteurs climatiques : temperature insuffisante ou excessive ; intensite lumineuse insuffisante ;

• facteurs biotiques : absence dans le sol de l'endophyte (Rhizobium ou Frankia) specifique et fixant activement l'azote ; presence de souches competitives fixant mal ou ne fixant pas l'azote ; presence de parasites, des racines notamment.Se connecter

Ecrit par

Yvon DOMMERGUES : directeur de recherche emerite au C.N.R.S. ingenieur agronome, ingenieur des Eaux et Forets

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Sciences de la vie Microbiologie Sciences de la vie Microbiologie Ecologie microbienne Sciences de la Terre Pedologie Pedologie biologique Sciences de la vie Ecologie Types d'ecosystemes et de milieux naturels Ecosystemes terrestres Sciences de la vie Ecologie Structure et fonctionnement de la biosphere Cycles biogeochimiques Sciences de la vie Botanique Biologie vegetale Physiologie vegetale Sciences de la vie Physiologie Physiologie vegetale generale Techniques Biotechnologies Biotechnologies en agriculture et elevage Biotechnologies en agriculture Techniques Agriculture et elevage Agriculture Agronomie Sols, agronomie Techniques Biotechnologies Techniques en biotechnologies Biotechnologies et microbiologie appliquee Sciences de la vie Microbiologie Microbiologie appliquee Medias

Interaction entre la microflore et les autres composantes - credits : Encyclopaedia Universalis France Interaction entre la microflore et les autres composantes

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Sols : cycle du carbone - credits : Encyclopaedia Universalis France Sols : cycle du carbone

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Cycle de l'azote - credits : Planeta Actimedia S.A.(C) Encyclopaedia Universalis France pour la version francaise.Voir aussi

STERILISATION, microbiologie BIOGENES ELEMENTS FLORE MICROBIENNE MICRO-ORGANISME ACTINORHIZIENNES PLANTES MYCORHIZES DEPOLLUTION VEGETALE BIOLOGIE FUMIER, agriculture SULFATES BIODEGRADABILITE AMENDEMENT DES SOLS DENITRIFICATION AZOTE ORGANIQUE CARBONE CYCLE DU MOR ou HUMUS BRUT SYLVICULTURE RHIZOSPHERE RHIZOBIUM MULL MINERALISATION, pedologie SOUFRE CYCLE DU AZOTE CYCLE DE L' AMELIORATION GENETIQUE FRANKIA NITRIFICATION SOLS, agriculture NITROGENASE LITIERE FACTEUR LIMITANT, ecologie AZOTOFIXATION NODOSITES, botaniqueAutres references

ABSORPTION VEGETALE Ecrit par Rene HELLER et Jean-Pierre RONA 4 441 mots 6 medias Dans la phase liquide, le vegetal absorbe les elements du sol sous forme d'ions : par exemple, pour le potassium (K), ce n'est pas l'element K qui est utilise par la plante, mais le cation K+, provenant d'un sel de potassium dissocie dans l'eau (KCl, KNO3--, K2SO42--...Abonnez-vous a Universalis pour 1 euro L'interet majeur des symbioses fixatrices d'azote reside dans le fait qu'elles permettent aux legumineuses et plantes actinorhiziennes de croitre normalement dans des sols carences en azote, sans qu'il soit necessaire d'apporter des engrais azotes couteux et souvent source de pollution.Abonnez-vous a Universalis pour 1 euro Les symbioses mycorhiziennes conferent aux plantes une aptitude remarquable a utiliser certains elements (P notamment mais aussi Zn, Cu...) dans les sols qui en sont mal pourvus.Les plantes ligneuses capables de s'associer symbiotiquement a la fois a des micro-organismes fixateurs d'azote et a des champignons mycorhiziens colonisent facilement les sols jeunes (par exemple, sols dunaires) ou degrades par l'homme (par exemple, sols miniers).ACTINOMYCETES Ecrit par Hubert A. LECHEVALIER 3 451 mots 4 medias La fonction ecologique des Actinomycetes au sein des ecosystemes est la decomposition des substances organiques.Les Actinomycetes, fort nombreux dans les sols, se joignent aux autres Bacteries et aux Champignons comme nettoyeurs de la nature et formateurs d' humus.Quel que soit le systeme considere, la fixation d'azote est catalysee par un complexe enzymatique connu sous le nom de nitrogenase qui reduit l'azote atmospherique (azote moleculaire) en ammoniac, cette forme d'azote combine etant ensuite assimilee par la plante hote suivant des voies metaboliques bien connues.En ce qui concerne le probleme de la presence des champignons mycorhiziens dans les sols, il faut distinguer le cas des champignons ectomycorhiziens, qui sont absents de nombreux sols, notamment de sols non forestiers, des champignons endomycorhiziens, beaucoup plus ubiquistes.A cote des symbioses fixatrices a azote, les plantes peuvent s'associer symbiotiquement avec des champignons mycorhiziens, les deux principales symbioses mycorhiziennes etant les symbioses ectomycorhiziennes qui interessent essentiellement des especes ligneuses et les symbioses endomycorhiziennes qui interessent la plupart des plantes.Cette infection repose sur un dialogue moleculaire entre la plante hote et la bacterie : la plante hote exsude des molecules de flavonoides et isoflavonoides qui provoquent, chez les genes de nodulation (genes nod) de la bacterie, la synthese et l'excretion de produits qui stimulent l'infection de la plante et provoquent la formation des structures specialisees appelees nodules (ou nodosites).Lorsque la fixation d'azote est assez intense et que les exportations d'azote par les recoltes sont reduites, les plantes fixatrices d'azote peuvent enrichir suffisamment les sols en azote pour restaurer leur fertilite.Mais la liste de ces facteurs est sensiblement plus reduite : il s'agit essentiellement d'un exces d'humidite, d'un exces de phosphore ou d'elements majeurs, de la presence de certains pesticides (notamment fongicides) ; de l'intervention de micro-organismes antagonistes.Le potentiel fixateur d'azote peut etre aussi eleve que chez les legumineuses (jusqu'a 40 g d'azote fixe par arbre et par an dans les premieres annees, soit 120 kg par hectare et par an pour une plantation de 3 000 arbres a l'hectare).De telles plantes (par exemple, Alnus ou Casuarina) sont aussi utilisees comme productrices de biomasse dans les sols trop appauvris pour porter d'autres cultures.La penetration des Rhizobium se fait par des voies qui different en fonction des especes vegetales : par les poils absorbants ou par insertion entre les cellules corticales.Dans la famille des legumineuses qui comprend trois sous-familles, les papilionacees, les mimosacees et les cesalpiniacees, l'aptitude a former des nodules, et donc a fixer l'azote, n'est pas generale.Ils proliferent surtout...

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Symbioses plantes - micro-organismes
Certains micro-organismes fixateurs d'azote peuvent s'associer symbiotiquement aux plantes vertes ; on en connaît trois groupes : les Rhizobium, bactéries associées aux légumineuses (et aussi au genre tropical Parasponia) ; les Frankia, actinomycètes associés aux plantes actinorhiziennes (par exemple Alnus, Casuarina) ; les cyanobactéries (Nostoc, Anabaena) associées à des plantes supérieures (cycadales) ou à de petites fougères aquatiques (Azolla).

Quel que soit le système considéré, la fixation d'azote est catalysée par un complexe enzymatique connu sous le nom de nitrogénase qui réduit l'azote atmosphérique (azote moléculaire) en ammoniac, cette forme d'azote combiné étant ensuite assimilée par la plante hôte suivant des voies métaboliques bien connues.

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L'intérêt majeur des symbioses fixatrices d'azote réside dans le fait qu'elles permettent aux légumineuses et plantes actinorhiziennes de croître normalement dans des sols carencés en azote, sans qu'il soit nécessaire d'apporter des engrais azotés coûteux et souvent source de pollution. Lorsque la fixation d'azote est assez intense et que les exportations d'azote par les récoltes sont réduites, les plantes fixatrices d'azote peuvent enrichir suffisamment les sols en azote pour restaurer leur fertilité.

La première phase de l'établissement de la symbiose entre la légumineuse et la bactérie fixatrice d'azote (Rhizobium) consiste dans l'infection de la racine. Cette infection repose sur un dialogue moléculaire entre la plante hôte et la bactérie : la plante hôte exsude des molécules de flavonoïdes et isoflavonoïdes qui provoquent, chez les gènes de nodulation (gènes nod) de la bactérie, la synthèse et l'excrétion de produits qui stimulent l'infection de la plante et provoquent la formation des structures spécialisées appelées nodules (ou nodosités). La pénétration des Rhizobium se fait par des voies qui diffèrent en fonction des espèces végétales : par les poils absorbants ou par insertion entre les cellules corticales. Les Rhizobium se multiplient dans le nodule en cours de développement et, chez la plupart des espèces, sont relâchés dans le cytoplasme des cellules du nodule. C'est une fois qu'ils sont dans le nodule que les Rhizobium fixent l'azote. Les nodules se forment en général sur les racines, mais ils peuvent aussi apparaître sur les tiges de certaines légumineuses : on les appelle nodules caulinaires ou nodules aériens. Les nodules des légumineuses ligneuses peuvent être pérennes et atteindre 10 centimètres de diamètre.

Dans la famille des légumineuses qui comprend trois sous-familles, les papilionacées, les mimosacées et les césalpiniacées, l'aptitude à former des nodules, et donc à fixer l'azote, n'est pas générale. Elle est très fréquente chez les papilionacées et les mimosacées, mais beaucoup plus rare chez les césalpiniacées. En outre, au sein des espèces fixatrices d'azote, il existe une variabilité inter- et intraspécifique parfois considérable de l'aptitude à fixer l'azote.

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Au milieu des années 1990, on connaît plus de deux cents espèces actinorhiziennes réparties dans huit familles. Ce sont presque toujours des espèces ligneuses. Les modalités de nodulation et de fixation d'azote sont comparables, sans être identiques, à ce que l'on connaît chez les légumineuses. Les nodules sont généralement pérennes et peuvent atteindre de grandes dimensions (jusqu'à 50 cm de diamètre chez une casuarinacée, Allocasuarina verticillata). Le potentiel fixateur d'azote peut être aussi élevé que chez les légumineuses (jusqu'à 40 g d'azote fixé par arbre et par an dans les premières années, soit 120 kg par hectare et par an pour une plantation de 3 000 arbres à l'hectare).

Quelle que soit la symbiose considérée, on constate que sa potentialité fixatrice d'azote s'exprime dans son intégralité seulement en l'absence de l'intervention de facteurs limitants. Cette loi écologique fondamentale est parfois ignorée, car il est difficile d'identifier le ou les facteurs limitant l'activité symbiotique dans une situation donnée. On peut cependant donner une liste des principaux facteurs limitants susceptibles d'intervenir in situ :

– facteurs liés au sol : humidité excessive ou insuffisante ; acidité ; carence en certains éléments majeurs notamment P, ou en oligo-éléments tels que B, Cu, Mo ; excès d'azote combiné ;

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– facteurs climatiques : température insuffisante ou excessive ; intensité lumineuse insuffisante ;

– facteurs biotiques : absence dans le sol de l'endophyte (Rhizobium ou Frankia) spécifique et fixant activement l'azote ; présence de souches compétitives fixant mal ou ne fixant pas l'azote ; présence de parasites, des racines notamment.

À côté des symbioses fixatrices à azote, les plantes peuvent s'associer symbiotiquement avec des champignons mycorhiziens, les deux principales symbioses mycorhiziennes étant les symbioses ectomycorhiziennes qui intéressent essentiellement des espèces ligneuses et les symbioses endomycorhiziennes qui intéressent la plupart des plantes.

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Les symbioses mycorhiziennes confèrent aux plantes une aptitude remarquable à utiliser certains éléments (P notamment mais aussi Zn, Cu...) dans les sols qui en sont mal pourvus. Les plantes ligneuses capables de s'associer symbiotiquement à la fois à des micro-organismes fixateurs d'azote et à des champignons mycorhiziens colonisent facilement les sols jeunes (par exemple, sols dunaires) ou dégradés par l'homme (par exemple, sols miniers). De telles plantes (par exemple, Alnus ou Casuarina) sont aussi utilisées comme productrices de biomasse dans les sols trop appauvris pour porter d'autres cultures.

Tout comme les symbioses fixatrices d'azote, les symbioses mycorhiziennes sont exposées à l'impact des facteurs limitants. Mais la liste de ces facteurs est sensiblement plus réduite : il s'agit essentiellement d'un excès d'humidité, d'un excès de phosphore ou d'éléments majeurs, de la présence de certains pesticides (notamment fongicides) ; de l'intervention de micro-organismes antagonistes. En ce qui concerne le problème de la présence des champignons mycorhiziens dans les sols, il faut distinguer le cas des champignons ectomycorhiziens, qui sont absents de nombreux sols, notamment de sols non forestiers, des champignons endomycorhiziens, beaucoup plus ubiquistes.

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Yvon DOMMERGUES : directeur de recherche émérite au C.N.R.S. ingénieur agronome, ingénieur des Eaux et Forêts

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Microbiologie
Sciences de la vie
Microbiologie
Écologie microbienne
Sciences de la Terre
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Pédologie biologique
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Écosystèmes terrestres
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Interaction entre la microflore et les autres composantes - crédits : Encyclopædia Universalis France
Interaction entre la microflore et les autres composantes

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Cycle de l'azote - crédits : Planeta Actimedia S.A.© Encyclopædia Universalis France pour la version française.
Cycle de l'azote

Planeta Actimedia S.A.© Encyclopædia Universalis France pour la version française.

Autres références

ABSORPTION VÉGÉTALE
Écrit par René HELLER et Jean-Pierre RONA 4 441 mots 6 médias
Dans la phase liquide, le végétal absorbe les éléments du sol sous forme d'ions : par exemple, pour le potassium (K), ce n'est pas l'élément K qui est utilisé par la plante, mais le cation K+, provenant d'un sel de potassium dissocié dans l'eau (KCl, KNO3—, K2SO42—...
ACTINOMYCÈTES
Écrit par Hubert A. LECHEVALIER 3 451 mots 4 médias
La fonction écologique des Actinomycètes au sein des écosystèmes est la décomposition des substances organiques.Les Actinomycètes, fort nombreux dans les sols, se joignent aux autres Bactéries et aux Champignons comme nettoyeurs de la nature et formateurs d' humus. Ils prolifèrent surtout...
AFFAISSEMENTS DU SOL
Écrit par Pierre DUFFAUT 2 172 mots 1 média
Pour l'homme, le sol donne l'image même de la stabilité. Ni les modifications locales par érosion ou sédimentation ni les séismes ne mettent en cause cette référence. Alors, quand le sol se dérobe, l'homme est désemparé. Certes, la géologie enseigne que partout le sol monte ou descend – par exemple,...

AFRIQUE (Structure et milieu) - Géographie générale
Écrit par Roland POURTIER 24 462 mots 27 médias
Les grands types de sol sont étroitement dépendants des composants des roches mères et du climat. Le Maghreb comprend la gamme variée des sols méditerranéens, incluant encroûtements calcaires et sols salins. Dans le désert et les régions arides, les sols sont squelettiques, mais il suffit d'une pluie...
Voir aussi

STÉRILISATION, microbiologie BIOGÈNES ÉLÉMENTS FLORE MICROBIENNE MICRO-ORGANISME ACTINORHIZIENNES PLANTES MYCORHIZES DÉPOLLUTION VÉGÉTALE BIOLOGIE FUMIER, agriculture SULFATES BIODÉGRADABILITÉ AMENDEMENT DES SOLS DÉNITRIFICATION AZOTE ORGANIQUE CARBONE CYCLE DU MOR ou HUMUS BRUT SYLVICULTURE RHIZOSPHÈRE RHIZOBIUM MULL MINÉRALISATION, pédologie SOUFRE CYCLE DU AZOTE CYCLE DE L' AMÉLIORATION GÉNÉTIQUE FRANKIA NITRIFICATION SOLS, agriculture NITROGÉNASE LITIÈRE FACTEUR LIMITANT, écologie AZOTOFIXATION NODOSITÉS, botanique