Cadre schématique montrant comment l'efficacité du C souterrain pour l'acquisition de N (CENAN ) (A) et pour l'acquisition P (CENAP ) (B) varient selon la disponibilité du P du sol pour le trèfle et l'ivraie. Flèches brunes, flux de carbone ; flèches rouges, flux d'azote; et les flèches bleues, les flux de phosphore. L'épaisseur des flèches indique l'importance relative des flux de C, N et P, tandis que les différences d'épaisseur entre les flux de carbone et de nutriments indiquent le CENA (c'est-à-dire que les flèches de carbone relativement épaisses par rapport aux flèches de nutriments indiquent un faible CENA et vice versa). BNF, N2 biologique fixation; RPE, effet d'amorçage de la rhizosphère. Flèches et cercles noirs à côté de CENAN , CENAP , BNF, RPE, N disponible et P disponible indiquent l'effet de la fertilisation au P (flèche vers le haut, positif ; flèche vers le bas, négatif ; cercle et aucun effet). Pour le trèfle, CENAN diminue avec la fertilisation au P parce que l'effet négatif de la fertilisation au P sur la disponibilité de N l'emporte sur l'effet positif sur le BNF. Crédit :Frontières de la phytologie (2022). DOI :10.3389/fpls.2022.927435
Les plantes allouent de grandes quantités de métabolites photosynthétiques du carbone aux racines et au sol et s'appuient ainsi sur les interactions racines-sol-microbes pour acquérir les nutriments du sol tels que l'azote (N) et le phosphore (P) pour la croissance aérienne.
Des études ont montré que l'apport de carbone des plantes pour l'acquisition des nutriments varie entre les plantes fixatrices d'azote et les plantes non fixatrices d'azote et entre les plantes arbusculaires et ectomycorhiziennes, et le processus peut être affecté par la disponibilité des nutriments du sol. Cependant, les données quantitatives sur le compromis entre l'apport de carbone et l'acquisition de nutriments à l'interface racine-sol sont encore rares.
Le professeur Wang Peng et le chercheur assistant Lu Jiayu de l'Institut d'écologie appliquée (IAE) de l'Académie chinoise des sciences, ainsi que des chercheurs de l'équipe du Dr Feike A. Dijkstra de l'Université de Sydney, en Australie, ont récemment quantifié l'allocation du carbone souterrain pour soutenir les fonctions racinaires et l'efficacité du carbone pour l'acquisition des nutriments (CENA) qui fait référence à la quantité de nutriments azotés ou phosphorés qui peut être obtenue par unité d'apport de carbone (C) souterrain.
Utilisation de la version stable 13 C et 15 Traceurs isotopes N, ils ont quantifié l'apport total de carbone souterrain de la plante, l'absorption de nutriments et le CENA dans le ray-grass (Lolium perenne) et le trèfle blanc (Trifolium repens) avec et sans engrais phosphorés supplémentaires appliqués au sol.
Le chercheur a découvert que pour les deux espèces, près de la moitié de l'apport de carbone souterrain était alloué à la respiration de la rhizosphère, tandis que 37 % et 14 % de l'apport de carbone étaient utilisés pour la croissance des racines et la rhizodéposition des racines (par exemple, la sécrétion et le renouvellement des racines), respectivement. Par rapport à l'obtention d'éléments nutritifs du sol, la légumineuse (c'est-à-dire Trifolium repens), grâce à la fixation biologique de l'azote et à un effet d'amorçage plus fort de la rhizosphère, peut acquérir de l'azote et du phosphore avec un apport de carbone inférieur.
De plus, l'application d'engrais phosphoré a augmenté le CENA des plantes pour obtenir du phosphore, mais a diminué le CENA des plantes pour acquérir de l'azote.
Les chercheurs appellent à une meilleure compréhension de l'allocation du carbone souterrain et de son efficacité pour l'acquisition d'azote et de phosphore afin d'améliorer les prédictions du modèle mondial de cycle du carbone et d'aider les pratiques de gestion agricole à augmenter le rendement et l'efficacité de l'utilisation des engrais.
L'étude a été publiée dans Frontiers in Plant Science . Technique de double étiquetage pour quantifier la contribution de la réallocation des éléments nutritifs des racines à la repousse des plantes après défoliation
