Le potentiel redox du sol influence la croissance de la plante

Avant toute chose, je voudrais remercier Fabien et Paul pour ce super article paru sur terre-net la semaine dernière.

Récemment, à l’occasion d’une réunion téléphonique avec les membres AgroLeague, nous avons abordé le redox, et son impact sur l’immunité et la nutrition de la plante. Devant l’intérêt suscité par la communauté pour le sujet, j’ai décidé d’approfondir et d’explorer quelques points à travers cet article.

Pourquoi le redox est un paramètre important

Les études sur le redox en agriculture n’en sont qu’à leur balbutiement et promettent de changer notre regard sur tous les aspects de nos systèmes agricoles.

La nutrition de la plante, sa croissance, la lutte contre les maladies, les ravageurs de cultures et bien d’autres, la qualité des fourrages, la santé humaine sont concernés !

Pour une fois, le leader de la recherche est... français…. cocorico 🇫🇷 Merci à Olivier Husson pour son travail de qualité.

3 publications ont été utilisées dans cet article :”Fungal growth is affected by and affects pH and redox potential (Eh) of the growth medium”, “Redox potential (Eh) and pH as drivers of soil/plant/microorganism systems:” et “Effects of soil redox potential (Eh) and pH on growth of sunflower and wheat”. Je vous recommande aussi les vidéos de “Ver de terre production” sur le sujet.

Différences et similitudes entre le pH et le redox

Sans rentrer dans les détails, le pH mesure l’activité des protons chargés positivement tandis que le redox mesure l’activité des électrons chargés négativement. Ces deux fonctions sont essentielles à toutes les formes de vie. En agriculture, le redox a longtemps été négligé par les chercheurs puisque celui-ci est difficile à mesurer.

Oxydation et réduction

Une réduction consiste en un stockage d’énergie, tandis qu’une oxydation est une libération d’énergie. C’est exactement le principe de la pile électrique à oxydoréduction, ou des combustions.Dans le cas du feu en oxydant un carburant avec de l’oxygène, on obtient une libération d’énergie sous forme de chaleur.

Le redox se mesure en millivolt (mV). Plus le redox est bas, plus le milieu est réduit. Plus le niveau redox est élevé, plus le milieu est oxydé. Pour le pH le niveau neutre se situe à pH = 7. Pour le redox le niveau neutre se situe à eH = 400mV.

Les sols agricoles sont généralement trop oxydés

Dans les sols agricoles, le paramètre majeur qui influence le redox est l’eau et l’aération du sol. Plus un sol sera aéré, plus il aura de l’oxygène et plus il sera oxydé. Au contraire un sol compacté ou inondé aura une mauvaise circulation de l’air et aura tendance à être trop réduit.

Sans rentrer dans le détail, les plantes ont des taux de redox limite.Elles n’aiment pas les extrêmes. Par exemple pour le tournesol, le redox optimal est situé entre 350 mV et 500 mV. Cette capacité d’adaptation dépend des cultures.

Généralement, les pratiques agricoles ont tendance à trop oxyder le milieu

• Le travail du sol incorpore de l’oxygène et oxyde le sol
• L’utilisation d’engrais minéraux qui finissent par “ate” comme les nitrates, ou à base de chlorure, et plus généralement tous les engrais sauf l’urée vont oxyder le milieu
• Les herbicides, fongicides et insecticides sont des hyper oxydants pour la plante et pour le sol.
• Les méthodes de pulvérisation injectent de l’air dans la bouillie et oxydent les plantes

Mais certaines pratiques limitent l’oxydation

• La respiration microbienne consomme l’oxygène du sol et évite l'hyper-oxydation
• Un sol bien structuré = porosité = limite l’hyper-oxydation ou l’hyper-
• La matière organique a un fort pouvoir tampon pour limiter l’hyper-oxydation ou l’hyper-réduction du sol
• Les macérations sont des produits fortement réduits. On en fait avec quelques membres AgroLeague.

Globalement, les sols agricoles ont tendance à être trop oxydés. En pratique, le redox peut varier très rapidement d’un extrême à l’autre et demande beaucoup d’énergie à la plante pour s’adapter.

La matière organique joue un rôle tampon sur les fluctuations du redox. L’activité biologique consomme l’oxygène du sol et a tendance à réduire le milieu.

La photosynthèse, une machine à réduction

Rappelez vous, au début de l’article nous avons vu ensemble qu’une réduction est assimilée à du stockage d’énergie tandis qu’une oxydation à une libération d’énergie. La photosynthèse consiste à réduire le C02 de l’air grâce à l’énergie du soleil. L’énergie chimique est stockée sous forme de sucres ou transformée.

La photosynthèse est le meilleur moyen de lutter contre l’oxydation pour la plante. Si le niveau redox du sol ne convient pas à la plante, celle-ci va d’abord chercher à le modifier en exsudant des substances organiques. Ce mécanisme est très énergivore pour la plante qui peut perdre jusqu’à 90% du carbone photosynthétisé pour adapter le redox et le pH du sol.

Influence du redox sur la croissance du tournesol

On se penche ici sur une étude où les chercheurs utilisent un sol limoneux et pauvre en matière organique du sud-ouest de la France. Ils étudient la croissance du tournesol dans des conditions très réduites ou très oxydées en jouant sur la quantité d’eau dans le sol. Pour une partie des essais, les plantes poussent dans une situation d’eau en excès, donc un redox très faible. Dans l’autre, les plantes poussent dans des conditions sèches donc redox élevé.La nutrition de la plante en eau n’est en aucun cas limitant dans cet essai.

La première observation est que pour le tournesol, la croissance de la plante est corrélée avec le nombre de jours passés dans un niveau redox favorable. Plus les plantes ont passé de jours entre 350 mV et 500 mV, plus leur production de biomasse est importante. Les variations fortes de redox ont donc un impact négatif sur la croissance de la plante.

En situation réduite (redox inférieur à 350 mV), le tournesol va développer des tiges plus fines mais des feuilles plus larges. Bien sûr, si la période de stress s’allonge la croissance de la plante diminue. Le stress oxydatif impacte beaucoup plus la croissance du tournesol avec un déclin direct de sa production de biomasse.

Pour le tournesol, l’oxydation du sol semble avoir un effet sur la croissance sans que cela soit significatif statistiquement. Par contre un sol trop réduit a un très fort impact sur la croissance de la plante et le rendement qui diminue de 50%.

En résumé

• Le redox est aussi important que le pH
• Nos pratiques agricoles ont généralement tendance à oxyder les sols
• La plante a besoin d’un redox stable pour assurer sa croissance

Retrouvez l’article sur le lien entre redox et maladies des cultures ici !

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