BIOLOGIE DES SOLS — L’UNIVERS INVISIBLE QUI FAIT VIVRE LES ÉCOSYSTÈMES

Bactéries, champignons, mycorhizes, vers de terre et cycles biogéochimiques : comprendre le microbiome du sol pour construire les paysages résilients du climat futur

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Sous nos pieds existe un monde que nous ne voyons presque jamais

Lorsque l’on observe un jardin, on voit les arbres, les fleurs, les légumes, les herbes, les oiseaux et les insectes.

Mais l’essentiel du fonctionnement de cet écosystème est largement invisible.

Sous quelques centimètres de sol se trouve une communauté biologique extraordinairement complexe composée de microorganismes, de champignons, de microarthropodes, de vers, d’insectes et d’une multitude d’autres organismes.

Ils décomposent la matière organique.

Ils transforment les minéraux.

Ils construisent et détruisent les agrégats.

Ils influencent la disponibilité de l’eau.

Ils participent à la nutrition des plantes.

Ils immobilisent puis libèrent des éléments nutritifs.

Ils contribuent aux cycles du carbone, de l’azote, du phosphore et du soufre.

Ils créent des réseaux de communication et d’échange autour des racines.

Ils influencent même les émissions de gaz à effet de serre des sols.

Autrement dit :

Le sol n’est pas un support sur lequel vivent les plantes.

Le sol est lui-même un écosystème vivant.

Et pour l’Agroclimatologie, cette distinction est fondamentale.

Car un paysage capable de supporter les sécheresses, les pluies intenses, les vagues de chaleur et les changements climatiques ne dépend pas uniquement du choix des espèces végétales.

Il dépend également de la capacité du sol à fonctionner biologiquement.

I. LE SOL COMME ÉCOSYSTÈME

Un sol peut être représenté comme une gigantesque organisation biologique :

                         PLANTE
                           │
                    photosynthèse
                           │
                       RACINES
                           │
                    exsudats carbonés
                           ↓
              ┌──────────────────────┐
              │     RHIZOSPHÈRE      │
              └──────────────────────┘
                 ↓       ↓       ↓
            BACTÉRIES  CHAMPIGNONS
                 ↓       ↓
              PROTOZOAIRES
                 ↓
              NÉMATODES
                 ↓
       COLLEMBOLES / ACARIENS
                 ↓
          VERS / INSECTES
                 ↓
        MATIÈRE ORGANIQUE
                 ↓
       ÉLÉMENTS NUTRITIFS
                 ↓
                  PLANTE

Il ne s’agit évidemment pas d’une chaîne alimentaire linéaire.

Le fonctionnement réel est beaucoup plus complexe.

Il s’agit d’un réseau trophique.

Chaque organisme peut interagir avec plusieurs autres.

II. LA PYRAMIDE DU VIVANT DANS LE SOL

On peut simplifier l’organisation biologique du sol en plusieurs niveaux.

Niveau 1 — Microorganismes

bactéries ;
archées ;
champignons ;
microalgues.

Niveau 2 — Microfaune

protozoaires ;
nématodes.

Niveau 3 — Mésofaune

collemboles ;
acariens ;
petits arthropodes.

Niveau 4 — Macrofaune

vers de terre ;
fourmis ;
carabes ;
termites ;
larves ;
autres invertébrés.

Niveau 5 — Végétation

racines ;
champignons associés ;
organismes de la rhizosphère.

Tous ces niveaux sont interdépendants.

III. LES BACTÉRIES : LES GRANDES TRANSFORMATRICES

Les bactéries représentent une composante majeure de la biomasse microbienne du sol.

Elles interviennent dans :

décomposition ;
minéralisation ;
immobilisation ;
nitrification ;
dénitrification ;
solubilisation de certains éléments ;
formation d’agrégats ;
interactions avec les racines.

Certaines bactéries utilisent la matière organique comme source d’énergie.

D’autres utilisent des composés minéraux.

Certaines vivent librement.

D’autres sont associées aux racines.

Certaines établissent des relations symbiotiques.

IV. LES BACTÉRIES DE LA RHIZOSPHÈRE

La zone entourant les racines est appelée rhizosphère.

Elle est particulièrement active biologiquement.

Les racines libèrent notamment :

sucres ;
acides organiques ;
acides aminés ;
composés secondaires ;
enzymes.

Ces substances constituent des ressources pour de nombreux microorganismes.

On peut donc représenter le système ainsi :

                 FEUILLES
                    │
              PHOTOSYNTHÈSE
                    ↓
                  SUCRES
                    ↓
                  RACINES
                    ↓
              EXSUDATS
                    ↓
             MICROORGANISMES
                    ↓
             TRANSFORMATIONS
                    ↓
             NUTRIMENTS
                    ↓
                  RACINE

La plante n’est donc pas simplement consommatrice de ressources.

Elle alimente activement une communauté microbienne.

V. LES CHAMPIGNONS DU SOL

Les champignons jouent un rôle essentiel dans la décomposition et la structuration des sols.

Leur réseau de filaments, appelé mycélium, peut explorer un volume de sol considérable.

Les hyphes peuvent :

coloniser les agrégats ;
transporter des ressources ;
décomposer des molécules complexes ;
contribuer à la stabilité structurale ;
interagir avec les racines.

Certains champignons sont décomposeurs.

D’autres sont pathogènes.

D’autres encore vivent en symbiose avec les plantes.

VI. LES MYCORHIZES : UNE ASSOCIATION FONDAMENTALE

La mycorhize correspond à une association entre une plante et un champignon.

Dans de nombreux écosystèmes terrestres, ces associations sont extrêmement importantes.

Le champignon explore le sol au-delà de la zone directement accessible aux racines.

En échange, la plante fournit au champignon des composés carbonés issus de la photosynthèse.

On obtient :

              PLANTE
                 │
          CARBONE / SUCRES
                 ↓
              CHAMPIGNON
                 │
       ┌─────────┴─────────┐
       ↓                   ↓
 exploration           transport
 du sol                 d'éléments
       ↓                   ↓
       └─────────┬─────────┘
                 ↓
              RACINES

Les mycorhizes peuvent notamment améliorer l’accès à certains éléments nutritifs et modifier les relations entre plante, sol et eau.

Mais il faut éviter une simplification fréquente :

une mycorhize ne transforme pas automatiquement une plante en plante résistante à toutes les sécheresses.

Son effet dépend :

de l’espèce végétale ;
du champignon ;
du sol ;
du climat ;
de la disponibilité en eau ;
des nutriments ;
des interactions biologiques.

VII. ACTINOMYCÈTES

Les actinomycètes sont principalement des bactéries filamenteuses.

Ils sont particulièrement importants dans la décomposition de matières organiques complexes.

Ils participent notamment à la dégradation :

cellulose ;
composés organiques complexes ;
résidus végétaux.

Ils sont également connus pour leur production de nombreuses molécules bioactives.

Certains sont responsables de cette odeur caractéristique de sol humide souvent associée à la géosmine.

Cette odeur est littéralement une signature chimique du monde microbien.

VIII. ALGUES ET CYANOBACTÉRIES

Dans certains sols, notamment superficiels ou régulièrement humides, des microorganismes photosynthétiques peuvent également participer au fonctionnement biologique.

Ils peuvent contribuer :

à la production primaire ;
à la fixation du carbone ;
à la formation de croûtes biologiques ;
à la stabilisation de certaines surfaces.

Dans les milieux arides, les croûtes biologiques des sols peuvent jouer un rôle particulièrement important dans la stabilité des surfaces et les cycles biogéochimiques.

IX. LES PROTOZOAIRES

Les protozoaires sont des organismes unicellulaires eucaryotes.

Ils consomment notamment des bactéries et participent ainsi au réseau trophique microbien.

Cette prédation peut avoir une conséquence majeure :

bactéries consommées → éléments nutritifs libérés → disponibilité accrue de certains nutriments.

Le réseau trophique devient donc également un système de recyclage des éléments.

X. LES NÉMATODES

Les nématodes constituent un groupe extrêmement diversifié.

Certains se nourrissent :

de bactéries ;
de champignons ;
d’autres organismes.

Certains sont prédateurs.

Certains sont phytoparasites.

Ils jouent donc des rôles très différents.

Il serait donc scientifiquement incorrect de considérer tous les nématodes comme nuisibles.

Dans un sol vivant, ils constituent une composante normale du réseau trophique.

XI. COLLEMBOLES

Les collemboles sont de petits arthropodes extrêmement fréquents dans les sols riches en matière organique.

Ils participent notamment à la fragmentation et à la consommation de matières organiques et de microorganismes.

Ils constituent également une ressource alimentaire pour de nombreux prédateurs.

Ils participent ainsi à la connexion entre le monde microbien et la faune du sol.

XII. ACARIENS

Les acariens du sol constituent eux aussi un groupe extrêmement diversifié.

Certains sont :

détritivores ;
fongivores ;
prédateurs ;
omnivores.

Ils participent à la régulation des populations et au fonctionnement du réseau trophique.

XIII. LES VERS DE TERRE : LES INGÉNIEURS DU SOL

Le ver de terre est probablement l’un des organismes les plus emblématiques de la biologie des sols.

Mais son importance dépasse largement la simple production de « lombricompost ».

Les vers peuvent :

creuser des galeries ;
incorporer des matières organiques ;
mélanger des horizons ;
créer des macropores ;
modifier la structure ;
favoriser certaines circulations d’eau et d’air.

Ils constituent donc de véritables ingénieurs de l’écosystème.

XIV. LES GALERIES DE VERS ET L’HYDROLOGIE

Une galerie peut fonctionner comme une voie préférentielle.

                PLUIE
                  ↓
            SURFACE DU SOL
                  │
          ┌───────┴───────┐
          │   GALERIE     │
          │      ↓        │
          │      ↓        │
          │      ↓        │
          │   HORIZONS    │
          │   PROFONDS    │
          └───────────────┘

Cela peut favoriser l’infiltration de certaines pluies.

Mais le phénomène dépend :

de la continuité des galeries ;
de leur stabilité ;
de la texture ;
de l’humidité ;
de l’intensité de la pluie ;
de la structure générale du sol.

Il ne faut donc pas assimiler automatiquement « vers de terre » à « infiltration illimitée ».

XV. LES FOURMIS

Les fourmis sont également des ingénieurs écologiques.

Leurs galeries modifient :

porosité ;
circulation de l’air ;
circulation de l’eau ;
redistribution de matériaux.

Certaines espèces transportent également de grandes quantités de matière organique ou de graines.

Elles peuvent ainsi influencer fortement la mosaïque spatiale du sol.

XVI. LES TERMITES

Les termites sont particulièrement importants dans de nombreux écosystèmes tropicaux et subtropicaux.

Ils participent à :

décomposition du bois ;
redistribution des nutriments ;
construction de structures ;
modification du sol ;
création de microhabitats.

Leur importance écologique est considérable dans les régions où ils sont présents.

XVII. LES CARABES

Les carabes sont des coléoptères souvent associés aux réseaux alimentaires des agroécosystèmes.

De nombreuses espèces sont prédatrices.

Elles peuvent consommer :

larves ;
petits insectes ;
œufs ;
limaces ou autres petits organismes selon les espèces.

Ils participent ainsi au contrôle biologique naturel.

XVIII. MICROFAUNE ET MACROFAUNE

Le fonctionnement d’un sol peut être imaginé comme une immense chaîne de transformation :

LITIÈRE
   ↓
FRAGMENTATION
   ↓
MICROORGANISMES
   ↓
MICROFAUNE
   ↓
MÉSOFAUNE
   ↓
MACROFAUNE
   ↓
MATIÈRE MINÉRALE + MATIÈRE ORGANIQUE
   ↓
RACINES
   ↓
NOUVELLE BIOMASSE

Mais, encore une fois, il s’agit d’un réseau, et non d’une simple chaîne.

XIX. LE RÉSEAU TROPHIQUE DU SOL

Une représentation simplifiée :

                    PLANTES
                       │
             ┌─────────┴─────────┐
             ↓                   ↓
         RACINES              LITIÈRE
             ↓                   ↓
       CHAMPIGNONS           DÉCOMPOSEURS
             │                   │
             └───────┬───────────┘
                     ↓
                  BACTÉRIES
                     ↓
                 PROTOZOAIRES
                     ↓
                  NÉMATODES
                     ↓
            ACARIENS / COLLEMBOLES
                     ↓
          PRÉDATEURS DU SOL
                     ↓
             OISEAUX / FAUNE

Chaque niveau produit des déchets, de la biomasse et des ressources pour les autres.

C’est une économie circulaire biologique.

XX. LE CYCLE DU CARBONE

Le carbone constitue l’un des grands flux reliant atmosphère, végétation et sol.

Étape 1

Le CO2 atmosphérique est capté par photosynthèse.

Étape 2

Le carbone devient biomasse végétale.

Étape 3

Une partie rejoint le sol par :

racines ;
exsudats ;
feuilles ;
branches ;
bois ;
organismes morts.

Étape 4

Les microorganismes décomposent cette matière.

Étape 5

Une partie du carbone retourne à l’atmosphère sous forme de CO2.

Étape 6

Une autre fraction peut être stabilisée dans le sol.

          ATMOSPHÈRE
             CO₂
              ↓
        PHOTOSYNTHÈSE
              ↓
            PLANTE
              ↓
       ┌──────┴──────┐
       ↓             ↓
    BIOMASSE       RACINES
       ↓             ↓
       └──────┬──────┘
              ↓
          SOL VIVANT
          ↓       ↓
        CO₂     CARBONE
       retour   stabilisé

Le stockage de carbone dans un sol est toutefois dynamique et dépend fortement du climat, des pratiques, du type de sol et des processus de stabilisation.

XXI. LE CYCLE DE L’AZOTE

L’azote est indispensable à la vie.

Il intervient notamment dans :

acides aminés ;
protéines ;
ADN ;
chlorophylle.

Mais l’azote atmosphérique N2 n’est pas directement utilisable par la majorité des plantes.

Le cycle implique différentes transformations :

              N₂ ATMOSPHÉRIQUE
                     ↓
             FIXATION DE L'AZOTE
                     ↓
             AZOTE BIOLOGIQUE
                     ↓
             MATIÈRE ORGANIQUE
                     ↓
                AMMONIUM
                     ↓
                NITRITES
                     ↓
                NITRATES
                     ↓
                  PLANTE
                     ↓
                 ANIMAUX
                     ↓
             MATIÈRE ORGANIQUE

D’autres processus, notamment la dénitrification, peuvent ramener de l’azote vers l’atmosphère.

XXII. LE CYCLE DU PHOSPHORE

Le phosphore possède une dynamique différente de celle de l’azote.

Il provient principalement de matériaux minéraux et de la matière organique.

Le phosphore peut être :

minéral ;
organique ;
adsorbé sur les particules ;
complexé ;
incorporé à la biomasse.

Les mycorhizes peuvent jouer un rôle important dans l’accès de certaines plantes au phosphore.

Le pH du sol influence également fortement sa disponibilité.

XXIII. LE CYCLE DU SOUFRE

Le soufre intervient dans plusieurs molécules biologiques essentielles.

Il circule entre :

atmosphère ;
minéraux ;
matière organique ;
microorganismes ;
plantes.

Les microorganismes jouent un rôle important dans ses transformations.

XXIV. POTASSIUM

Le potassium est particulier.

Contrairement à l’azote ou au phosphore, il ne constitue pas un élément structural majeur des molécules organiques de la plante.

Il joue notamment un rôle important dans :

régulation osmotique ;
fonctionnement stomatique ;
activation enzymatique ;
équilibre hydrique.

Son lien avec l’eau est donc particulièrement intéressant pour l’agroclimatologie.

XXV. CALCIUM

Le calcium intervient notamment dans :

structure des parois cellulaires ;
signalisation cellulaire ;
stabilité membranaire ;
fonctionnement du sol.

Dans le sol, il influence également :

saturation du complexe d’échange ;
floculation de certaines argiles ;
structure.

XXVI. MAGNÉSIUM

Le magnésium est notamment au cœur de la molécule de chlorophylle.

Il participe donc directement au fonctionnement photosynthétique.

Dans le sol, il est également présent sous forme échangeable ou minérale.

XXVII. SILICIUM

Le silicium est particulièrement intéressant dans certaines plantes, notamment les graminées.

Il peut contribuer à :

renforcement des tissus ;
résistance mécanique ;
réponses à certains stress ;
interactions avec certains ravageurs ou maladies.

Son importance agronomique varie toutefois fortement selon les espèces.

XXVIII. LES GRANDS CYCLES SONT INTERCONNECTÉS

Il serait impossible de comprendre séparément chaque élément.

Carbone, azote, phosphore, soufre et éléments minéraux fonctionnent ensemble.

On peut représenter le système :

                 ATMOSPHÈRE
                     │
                     ↓
                 CARBONE
                     │
                     ↓
                   PLANTE
              ↙      ↓      ↘
          AZOTE   PHOSPHORE   SOUFRE
              ↘      ↓      ↙
                SOL VIVANT
                     ↓
               MICROORGANISMES
                     ↓
               MINÉRALISATION
                     ↓
                 NUTRIMENTS
                     ↓
                   PLANTE

La biologie assure une partie importante de cette circulation.

XXIX. LE SOL COMME RÉACTEUR BIOGÉOCHIMIQUE

Une manière particulièrement pertinente de comprendre le sol consiste à le considérer comme un réacteur biogéochimique naturel.

Il reçoit :

eau ;
carbone ;
minéraux ;
oxygène ;
matière organique.

Il produit et transforme :

nutriments ;
CO2 ;
composés organiques ;
biomasse ;
minéraux transformés.

Il filtre également certains flux vers les eaux souterraines.

Le fonctionnement dépend simultanément :

chimie + physique + biologie + hydrologie.

XXX. LE SOL VIVANT ET L’EAU

La biologie influence directement la dynamique de l’eau.

Les organismes contribuent à :

créer des pores ;
stabiliser des agrégats ;
produire des substances collantes ;
modifier la surface des particules ;
créer des galeries ;
améliorer certaines voies d’infiltration.

Les racines et les champignons participent également à l’exploration du volume de sol.

Ainsi :

la biologie du sol devient une composante de l’hydrologie.

XXXI. LES GLUS BIOLOGIQUES

Les microorganismes produisent différents composés extracellulaires.

Certains contribuent à l’adhésion entre particules et à la stabilisation d’agrégats.

Les champignons, par leurs hyphes, peuvent également participer à cette architecture.

On obtient :

PARTICULES
    +
SUBSTANCES MICROBIENNES
    +
HYPHES
    +
RACINES
       ↓
AGRÉGATS STABLES
       ↓
POROSITÉ
       ↓
EAU + AIR

Cette architecture constitue l’un des mécanismes par lesquels la vie contribue à la physique du sol.

XXXII. LA RHIZOSPHÈRE : LE CENTRE OPÉRATIONNEL

La rhizosphère est probablement l’un des endroits les plus actifs du système sol-plante.

La plante y sélectionne indirectement une partie de son microbiote par la nature des composés qu’elle libère.

Les microorganismes, en retour, peuvent influencer :

disponibilité des nutriments ;
croissance ;
architecture racinaire ;
défense ;
signalisation ;
tolérance à certains stress.

La racine devient ainsi une interface biologique.

XXXIII. LE SOL COMME IMMENSE RÉSEAU DE COMMUNICATION

Il faut rester prudent avec les métaphores populaires autour de « l’intelligence » des plantes et des champignons.

Mais il existe bel et bien :

échanges chimiques ;
signaux moléculaires ;
interactions racines-microorganismes ;
compétition ;
coopération ;
signaux liés aux stress.

Le sol constitue donc un système de communication biologique extrêmement dense.

XXXIV. QUE SE PASSE-T-IL PENDANT UNE SÉCHERESSE ?

Lorsqu’un sol se dessèche fortement :

l’activité microbienne peut diminuer ;
certaines populations entrent en dormance ;
la diffusion des solutés ralentit ;
la disponibilité des nutriments change ;
les racines subissent un stress hydrique ;
certaines interactions symbiotiques peuvent être modifiées.

Après réhumidification, un phénomène de reprise biologique peut se produire.

Mais une sécheresse extrême et prolongée peut modifier durablement certaines communautés.

Le sol vivant n’est donc pas invulnérable.

XXXV. QUE SE PASSE-T-IL PENDANT UNE PLUIE EXTRÊME ?

Une pluie intense peut provoquer :

saturation des pores ;
déficit d’oxygène ;
déplacement de particules ;
ruissellement ;
lessivage ;
érosion.

Un sol biologiquement structuré peut présenter une meilleure résistance à certaines perturbations.

Mais là encore :

un sol vivant n’est pas un sol invulnérable.

Un épisode extrême peut dépasser ses capacités hydrauliques.

XXXVI. LA BIOLOGIE DES SOLS ET LE CHANGEMENT CLIMATIQUE

Le changement climatique modifie :

température ;
humidité ;
durée des sécheresses ;
intensité des précipitations ;
saisonnalité ;
végétation.

Ces changements affectent à leur tour la biologie du sol.

On obtient une boucle :

CLIMAT
 ↓
VÉGÉTATION
 ↓
LITIÈRE / RACINES
 ↓
BIOLOGIE DU SOL
 ↓
STRUCTURE
 ↓
EAU / CARBONE / NUTRIMENTS
 ↓
VÉGÉTATION

Le sol participe donc lui-même à la résilience du paysage.

XXXVII. LA VISION OMAKËYA™ : CULTIVER LE MILIEU AVANT DE CULTIVER LA PLANTE

C’est ici que la philosophie Omakëya™ prend tout son sens.

Un projet conventionnel peut demander :

Quelle plante allons-nous installer ?

Une approche écosystémique pose d’abord :

Quel milieu allons-nous construire ?

Puis :

Quelles plantes seront capables de prospérer dans ce milieu ?

Cette inversion est fondamentale.

XXXVIII. CONSTRUIRE UN SOL BIOLOGIQUEMENT FONCTIONNEL

Les leviers peuvent notamment comprendre :

Couverture permanente

Limiter l’exposition du sol nu.

Apports organiques raisonnés

Retourner au sol une partie de la biomasse produite.

Diversité végétale

Multiplier les architectures racinaires.

Racines vivantes

Maintenir une activité biologique dans le temps.

Limitation de la compaction

Préserver les pores.

Gestion de l’eau

Éviter à la fois l’assèchement extrême et les saturations prolongées lorsque celles-ci sont préjudiciables.

Réduction des perturbations inutiles

Préserver les réseaux biologiques.

XXXIX. ATTENTION : « PLUS DE MICROORGANISMES » N’EST PAS TOUJOURS LE BON OBJECTIF

La qualité biologique d’un sol ne se résume pas à compter les microorganismes.

Un sol fonctionnel doit surtout présenter :

diversité ;
activité adaptée ;
interactions ;
équilibre trophique ;
fonctionnement des cycles ;
structure physique favorable.

L’objectif n’est donc pas de maximiser uniformément toute la biomasse.

L’objectif est de construire un écosystème fonctionnel.

XL. INDICATEURS DE BIOLOGIE DES SOLS

Pour diagnostiquer un sol, plusieurs familles d’indicateurs peuvent être utilisées.

Indicateurs physiques

stabilité des agrégats ;
infiltration ;
densité apparente ;
porosité ;
résistance à la pénétration.

Indicateurs chimiques

carbone organique ;
matière organique ;
pH ;
CEC ;
nutriments.

Indicateurs biologiques

biomasse microbienne ;
respiration du sol ;
activité enzymatique ;
abondance des vers de terre ;
diversité des organismes ;
biomasse fongique ;
mycorhization.

Indicateurs fonctionnels

infiltration ;
minéralisation ;
décomposition ;
disponibilité des nutriments ;
stabilité structurale.

XLI. TABLEAU — LES PRINCIPAUX ORGANISMES DU SOL

Organisme	Fonction principale	Influence sur le sol
Bactéries	transformation biochimique	cycles nutritifs
Champignons	décomposition / symbioses	structure, nutriments
Mycorhizes	symbiose racinaire	exploration du sol
Actinomycètes	décomposition	matière organique
Algues	photosynthèse	carbone, croûtes biologiques
Protozoaires	prédation microbienne	recyclage
Nématodes	réseau trophique	régulation
Collemboles	fragmentation / alimentation	décomposition
Acariens	détritivorie / prédation	réseau trophique
Vers de terre	ingénierie physique	galeries, agrégation
Fourmis	ingénierie du sol	structure, redistribution
Termites	décomposition / ingénierie	structure et nutriments
Carabes	prédation	contrôle biologique
Macrofaune	fragmentation / ingénierie	structure et cycles

XLII. TABLEAU — LES GRANDS CYCLES

Élément	Principales fonctions biologiques	Principaux réservoirs	Organismes clés
Carbone	biomasse, énergie	atmosphère, végétation, sol	plantes, champignons, bactéries
Azote	protéines, ADN, chlorophylle	atmosphère, sol, biomasse	bactéries, plantes
Phosphore	ATP, ADN, membranes	minéraux, sol, biomasse	plantes, microorganismes, mycorhizes
Soufre	acides aminés, enzymes	minéraux, sol, biomasse	bactéries, champignons, plantes
Potassium	osmorégulation, enzymes	minéraux, solution du sol	plantes, microbiote indirectement
Calcium	parois, signalisation	minéraux, complexe d’échange	plantes, microorganismes
Magnésium	chlorophylle, enzymes	minéraux, complexe d’échange	plantes, microorganismes
Silicium	structure et défenses chez certaines plantes	minéraux, solution du sol	plantes, microorganismes

XLIII. LE GRAND MODÈLE OMAKËYA™

À l’échelle d’un jardin, d’une ferme ou d’un territoire, on peut désormais considérer le sol comme un système intégré :

                         CLIMAT
                           ↓
                       PLANTES
                           ↓
                    PHOTOSYNTHÈSE
                           ↓
                         CARBONE
                           ↓
                       RACINES
                           ↓
                    RHIZOSPHÈRE
                    ↙     ↓     ↘
              BACTÉRIES  CHAMPIGNONS
                   ↓       ↓
               PROTOZOAIRES
                   ↓
               NÉMATODES
                   ↓
          COLLEMBOLES / ACARIENS
                   ↓
              MACROFAUNE
                   ↓
                DÉCOMPOSITION
                   ↓
        ┌──────────┼───────────┐
        ↓          ↓           ↓
      AZOTE    PHOSPHORE     SOUFRE
        ↓          ↓           ↓
        └──────────┼───────────┘
                   ↓
                PLANTES

Le système est cyclique.

La matière n’est pas simplement « consommée ».

Elle est transformée, déplacée, stockée, libérée puis réutilisée.

XLIV. LE SOL COMME « INFRASTRUCTURE VIVANTE »

C’est probablement l’une des notions centrales du Tome 4.

Un sol vivant peut simultanément assurer plusieurs fonctions :

Fonction hydraulique

Stockage et circulation de l’eau.

Fonction biologique

Habitat pour une immense diversité d’organismes.

Fonction chimique

Transformation et échange des éléments.

Fonction mécanique

Support et ancrage des végétaux.

Fonction climatique

Participation aux flux d’eau, d’énergie et de carbone.

Fonction écologique

Support des réseaux trophiques.

Fonction productive

Nutrition des végétaux.

Fonction de résilience

Capacité à absorber certaines perturbations et à retrouver un fonctionnement après celles-ci.

XLV. VERS UNE NOUVELLE CONCEPTION DU JARDIN

Le jardin du futur ne devrait donc plus être conçu uniquement comme :

sol + plantes + irrigation.

Il devrait être conçu comme :

géologie + sol + eau + microbiologie + végétation + climat + biodiversité + usages.

C’est une différence fondamentale.

Le jardin devient un système.

XLVI. LA VISION OMAKËYA™ : CRÉER LES CONDITIONS DU VIVANT

L’objectif ultime n’est pas de contrôler chaque microorganisme.

Ce serait impossible.

L’objectif est de construire des conditions favorables à l’auto-organisation du vivant :

matière organique ;
humidité adaptée ;
diversité végétale ;
continuité des racines ;
couverture ;
habitat ;
absence de perturbations excessives ;
disponibilité minérale équilibrée ;
oxygénation suffisante.

Puis le système commence progressivement à fonctionner par lui-même.

C’est ici que l’on retrouve un principe fondamental de l’ingénierie des écosystèmes :

on ne fabrique pas le vivant ; on construit les conditions dans lesquelles le vivant peut s’organiser.

XLVII. DU SOL VIVANT À L’ÉCOSYSTÈME AUTONOME

À terme, la logique devient :

SOL
 ↓
BIOLOGIE
 ↓
STRUCTURE
 ↓
INFILTRATION
 ↓
EAU DISPONIBLE
 ↓
RACINES
 ↓
VÉGÉTATION
 ↓
PHOTOSYNTHÈSE
 ↓
CARBONE
 ↓
MATIÈRE ORGANIQUE
 ↓
BIOLOGIE

Une boucle se crée.

Et plus cette boucle devient efficace, moins le système dépend nécessairement d’interventions extérieures pour certaines fonctions.

Attention toutefois : autonomie ne signifie jamais absence totale d’intervention.

Un écosystème géré par l’être humain reste soumis :

au climat ;
aux perturbations ;
aux espèces invasives ;
aux maladies ;
aux prélèvements ;
aux limites hydriques ;
aux contraintes du site.

L’objectif est plutôt une autonomie fonctionnelle progressive.

SOUS LE JARDIN SE CACHE UN ÉCOSYSTÈME

Nous regardons souvent les arbres pour comprendre une forêt.

Nous regardons les cultures pour comprendre une ferme.

Nous regardons les fleurs pour comprendre un jardin.

Mais une grande partie de l’histoire se déroule sous nos pieds.

Dans quelques grammes de sol peuvent coexister une multitude d’organismes appartenant à des groupes fonctionnels différents.

Les bactéries transforment.

Les champignons explorent et décomposent.

Les mycorhizes établissent des symbioses.

Les protozoaires consomment.

Les nématodes régulent.

Les collemboles fragmentent.

Les acariens prédatent et recyclent.

Les vers de terre creusent.

Les fourmis déplacent.

Les termites construisent.

Les carabes prédatent.

Et l’ensemble participe à une gigantesque machinerie biogéochimique.

Le carbone entre.

L’azote circule.

Le phosphore se transforme.

Le soufre se recycle.

Le potassium intervient dans l’équilibre hydrique.

Le calcium participe à la structure.

Le magnésium permet la photosynthèse.

Le silicium contribue à certaines défenses végétales.

Tout est connecté.

Le sol vivant est donc bien plus qu’un substrat.

C’est une infrastructure écologique.

Et dans la Vision Omakëya™, cette infrastructure devient l’un des fondements de la résilience climatique.

Un jardin capable de supporter une sécheresse n’est pas seulement un jardin rempli de plantes résistantes.

C’est un jardin possédant :

un sol biologiquement actif,

une structure poreuse,

des racines profondes,

des réseaux mycorhiziens,

une matière organique fonctionnelle,

une biodiversité trophique,

un cycle de l’eau maîtrisé,

et des cycles biogéochimiques actifs.

La véritable révolution du jardin du XXIᵉ siècle pourrait donc commencer sous la surface.

Car avant de construire une forêt-jardin, une ferme résiliente, un parc climatique ou une ville végétale, il faut construire leur fondation :

un sol capable de vivre.

Et lorsque cette fondation fonctionne, les plantes ne sont plus simplement plantées dans un sol.

Elles deviennent les parties émergentes d’un immense organisme écologique : le système sol–plante–eau–atmosphère–vivant.

C’est précisément à cette échelle que l’Agroclimatologie cesse d’être uniquement l’étude du climat agricole.

Elle devient une science de la conception des écosystèmes.