La nouvelle méthode ouvre une fenêtre pour la science, dit Ou :"Nous pouvons apprendre quand les racines poussent, par exemple." Crédit :Colourbox
Les racines peuvent être « écoutées » pendant la croissance – et les vers lors de l'enfouissement. Des chercheurs de l'ETH Zurich et de l'Institut national français de la recherche agronomique présentent une nouvelle méthode d'analyse des sols.
Un sol sain est vivant – un principe qui s'applique à la fois aux sols naturels et à ceux qui sont cultivés. Une grande partie de ce qui se passe sous terre, cependant, reste caché aux chercheurs. Une meilleure connaissance des phénomènes en jeu serait utile pour mieux comprendre les interrelations dans cet écosystème.
Bruits mesurables
Ce qui ne se voit pas s'entend peut-être :dans cet esprit, des chercheurs de l'ETH Zurich et de l'Institut national français de la recherche agronomique (INRA) ont utilisé des capteurs piézoélectriques pour étudier divers sols à la recherche d'émissions acoustiques.
Le résultat :lorsque les racines poussent ou que les vers de terre creusent des tunnels, ils font des bruits qui peuvent clairement être attribués à la croissance des racines et à l'activité des vers. Cela a été démontré par une étude menée par Marine Lacoste de l'INRA, Siul Ruiz et le professeur de l'ETH Dani Or de l'Institut de biogéochimie et de dynamique des polluants de l'ETH Zurich.
Écouter le sol ouvre une nouvelle fenêtre pour la science, dit Ou :"Nous pouvons apprendre quand les racines poussent, par exemple. Jusqu'à maintenant, nous ne savions pas si cela arrivait pendant la journée, la nuit, ou dans des sols humides ou secs. La nouvelle méthode nous permet de le découvrir sur place assez facilement - et sans creuser. » Les chercheurs ont montré pour la première fois que l'activité biologique dans le sol peut être mesurée à l'aide de capteurs acoustiques.
Pour tester cette hypothèse, les chercheurs ont comparé les observations visuelles aux mesures acoustiques. Ils ont démontré que dans des cellules de verre remplies de sol sablonneux avec des plants de maïs et dans des cellules similaires remplies de sol limoneux permettant aux vers de terre de creuser des tunnels.
images en accéléré enregistrées visuellement la croissance des racines (a, b), qui a donné la longueur totale estimée de la racine, tandis que deux capteurs ont enregistré les émissions acoustiques (c). Crédit :Marine Lacoste, Rapports scientifiques, CC BY 4.0
Des capteurs piézoélectriques ont enregistré les émissions acoustiques, qui prennent la forme d'ondes élastiques à une fréquence de 1 à 100 kilohertz. Des ondes sonores de cette nature se produisent, par exemple, lorsque de petits grains se déplacent ou se frottent les uns contre les autres – ou lorsque de minuscules fissures se forment dans le sol. Les humains ne peuvent pas les entendre.
Après sept jours (ver de terre) et dix-neuf jours (racines), les chercheurs ont corrélé la croissance des racines et les tunnels enfouis observés avec les bruits enregistrés - ils étaient très cohérents. Des mesures de contrôle à partir de cellules contenant uniquement de la terre ont confirmé que les sons provenaient des racines et de l'activité des vers de terre.
Quand poussent les racines – et combien ?
Dani Or a déjà étudié avec succès le terrain pour détecter les premiers signes de glissements de terrain. Le travail lui a appris à distinguer et à interpréter une gamme d'émissions acoustiques. Il dit :« Les bruits dans le sol sont de très faible amplitude, mais le fait qu'ils présentent des signatures spécifiques signifie qu'ils peuvent être attribués à des sources spécifiques. Vers, par exemple, bougent beaucoup plus vite que les racines, tandis que leurs émissions acoustiques sont beaucoup plus irrégulières."
Il espère que la nouvelle méthode lui permettra à un moment donné de faire des évaluations quantitatives du nombre de pointes de racines qui poussent simultanément et de la vitesse de leur croissance. Pas des moindres, la méthode pourrait faire la lumière sur l'interaction des vers de terre et la croissance des racines et la formation des structures du sol.
Prochaine étape :essai sur le terrain
L'étude a permis aux chercheurs de démontrer que l'activité biologique du sol peut être mesurée acoustiquement - dans des conditions de laboratoire, au moins. L'étape suivante consiste à examiner les situations qui conviennent à la méthode et comment elle se déroule sur le terrain. Un test préliminaire a déjà fait ses preuves :les chercheurs ont laissé des plantes pousser dans une colonne de sol, ce qui leur a permis de mesurer acoustiquement la croissance des racines. Ou peut bien voir sa méthode être utilisée par les agriculteurs à l'avenir aux côtés d'autres moyens d'analyse des sols.
