Glomaline

Fiches techniques - Cycle du carbone et GES, Érosion des sols, Régénération des sols, Gestion de l’eau

Champignons mycorhiziens à arbuscules Mycorhizes Cycle du carbone et GES NBSOIL

Glomaline (en vert) à la surface des hyphes mycélien et des agrégats du sol, USDA

Il s’agit d’une glycoprotéine hydrophobe et tolérante à la chaleur, que l’on retrouve à la surface des spores et des mycéliums mycorhiziens. La glomaline joue un rôle essentiel dans la structuration et la fertilité des sols, mais aussi dans la séquestration du carbone. Cette molécule a été découverte par Sara F. Wright en 1996.

Origine

La glomaline joue le rôle de colle entre le réseau d'hyphes et les agrégats (USDA)

Les champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA) sont des micro-organismes anciens qui ont évolué avec les plantes pour les aider à acquérir des nutriments. La plupart des plantes (environ 70 à 80 % des plantes vasculaires) sont mycorhiziennes. Les hyphes des CMA s'étendent dans le sol et explorent un plus grand volume de sol pour l'absorption des nutriments. Ils produisent la glomaline, qui recouvre et protège les hyphes. Souvent appelée la «colle du sol», elle contribue à la formation d’agrégats stables, renforçant ainsi la structure du sol. La glomaline est aussi nommée «protéine du sol liée à la glomaline» ou GRSP (Glomalin-related soil protein).

Grands rôles

Formation des agrégats et santé des sols

La glomaline possède plusieurs propriétés qui en font un excellent protecteur des hyphes et des agrégats du sol :

• Résistance : Elle est extrêmement résistante à la décomposition par les micro-organismes du sol. Sa durée de vie dans le sol est estimée entre 10 et 50 ans. Cette résistance lui permet de protéger les hyphes des champignons mycorhiziens arbusculaires contre les attaques microbiennes et de maintenir la stabilité des agrégats du sol à long terme.

• Insolubilité dans l'eau : Cette propriété est essentielle pour maintenir l'intégrité des hyphes et des agrégats du sol en présence d'eau, évitant ainsi leur dégradation et la perte de nutriments.

• Stabilité thermique : Elle est soluble à 121 °C, cette caractéristique permet son extraction et son analyse en laboratoire, tout en soulignant sa résistance aux conditions environnementales variables.

• Capacité de liaison : Ces liaisons contribuent à la formation d'agrégats stables et résistants à l'érosion.

• Formation d'un revêtement protecteur : Elle forme une barrière physique qui protège les CMA contre la perte de nutriments et les dommages mécaniques.

Ces propriétés combinées font de la glomaline un élément clé de la santé des sols : Rétention de l'eau, réduction du compactage, augmentation de la disponibilité des nutriments, limitation de l'érosion hydrique et éolienne.

Séquestration du carbone

Cette substance à décomposition lente comporterait le tiers du carbone séquestré dans les sols de la planète.

• Stockage direct du carbone : La molécule de glomaline contient elle-même entre 30 et 40 % de carbone, cela signifie qu'une partie importante du carbone du sol est directement stockée dans la structure de la glomaline.

• Protection du carbone stocké : Les agrégats de sol formés par la glomaline protègent le carbone organique stocké dans le sol de la décomposition par les microbes. La structure stable des agrégats rend le carbone moins accessible aux micro-organismes, ralentissant ainsi sa libération dans l'atmosphère.

• Durée de vie : Sa longue durée de vie dans le sol permet un stockage du carbone à long terme.

• Abondance dans le sol : Elle représente une part importante de la matière organique du sol. Des études ont montré qu'elle peut constituer jusqu'à 27% du carbone total du sol, surpassant l'acide humique, longtemps considéré comme le principal contributeur au carbone du sol.

Pratiques agricoles qui favorisent la synthèse de glomaline

• Minimiser ou supprimer le labour : Le non-labour ou le travail minimal du sol préservent l'intégrité du réseau mycélien, favorisant ainsi la production de glomaline.
• Utiliser des cultures de couverture pour maintenir des racines vivantes et stimuler les CMA.
• Réduire les intrants, en particulier le phosphore. Un excès de phosphore dans le sol peut inhiber le développement des CMA et réduire la production de glomaline.

• Favoriser les cultures mycorhiziennes : Il est important de noter que les cultures non mycorhiziennes (colza, chou, brocoli, chou-fleur) n'entraînent aucune production de glomaline.

Slake test

À gauche, un sol d'un champ qui a été géré sans labour depuis plusieurs années. À droite, celui d'un champ labouré de manière conventionnelle.

Le slake test permet d'évaluer facilement et rapidement la cohésion des agrégats du sol.

Matériels & préparation :

• 2 pots en verre à large ouverture.

• 2 morceaux de grillage 0,6cm sur environ 4cm x 15 cm.

• 2 mottes de terre, chacun d'environ la taille d'un œuf, les premiers 5 cm du sol provenant de deux zones différentes.

Lorsque le sol n'est pas perturbé, plus d'animaux, plus de plantes, et plus de micro-organismes se développent dans le sol. La quantité de glomaline augmente et le sol se tient mieux.

Défis de la recherche

• Bien que son rôle en tant que séquestrant de polluants ne soit pas encore prouvé, des études sont en cours pour l'évaluer.