Quantifier l'azote des prairies du monde entier

05.11.2019  | Beate Kittl | News WSL 

Troupeaux de bisons en Amérique du Nord, gnous et zèbres dans les savanes africaines ou hardes de cerfs dans le Parc national suisse: les pays disposant de vastes surfaces de prairies fréquentées par de nombreuses espèces de grands herbivores, mais ont aussi une très grande importance pour les cycles de nutriments à l’échelle globale. Les prairies sont naturellement présentes sur environ un tiers de la surface terrestre et stockent approximativement un quart du volume global de carbone que renferment les sols.

L’azote est un nutriment essentiel pour les végétaux. Il gère directement leur croissance et donc la productivité des écosystèmes herbeux – en conséquence, il détermine la quantité d’herbe qui y pousse et la taille des populations animales qui peuvent en vivre. Le stockage du carbone dans le sol, un mécanisme qui contribue à diminuer la quantité de CO₂ dans l’atmosphère, est lui aussi tributaire de l’azote. La minéralisation de l’azote, c’est-à-dire le phénomène par lequel les micro-organismes extraient l’azote de la biomasse morte et le convertissent en une forme à nouveau bio-disponible pour les végétaux, est aujourd’hui bien connue. En revanche, les quantités d’azote disponibles à l’échelle globale n’avaient jusqu’à présent encore jamais été déterminées en conditions réelles et selon une approche coordonnée. C’est ce que vient de réaliser pour la première fois l’équipe d’Anita Risch à l’Institut fédéral de recherches sur la forêt, la neige et le paysage WSL.

Mesurer directement dans le sol l’azote disponible pour les végétaux est une tâche ardue. Les chercheurs se contentent donc souvent de rapporter des échantillons de terre au laboratoire pour y mesurer en conditions standard les composés azotés que produisent les microbes. Anita Risch et ses collègues du projet Nutrient Network (www.nutnet.org) ont innové en mesurant la transformation d'azote dans le sol de 30 écosystèmes herbeux naturels à travers le monde. Pour ce faire, chaque scientifique a utilisé exactement le même équipement et appliqué la même méthode, et tous les échantillons récoltés ont été envoyés pour analyse au WSL à Birmensdorf.

Mieux comprendre les cycles d'éléments nutritifs

Le résultat livre pour la première fois un modèle global de l’azote disponible réellement mesuré dans les prairies. Il s’est notamment avéré que les mesures de minéralisation de l’azote sur le terrain divergent nettement des valeurs mesurées en laboratoire. «Nous comprenons maintenant mieux ce qui se passe globalement dans le cycle de l'azote en conditions naturelles», déclare Anita Risch pour expliquer les résultats. «Ce constat est important si nous voulons comprendre l’impact sur les écosystèmes qu’ont les modifications d'origine anthropique, par exemple la surfertilisation.» En effet, les prairies naturelles des affichent une teneur en azote en règle générale bien inférieure aux prairies dont la productivité est augmentée par l'épandage de fertilisants. Dans un autre volet de l’étude, l’équipe a examiné les impacts de l’utilisation expérimentale d’engrais dans ces mêmes prairies. Les résultats en seront dévoilés dans le courant de l’année prochaine.

Ces conclusions aident aussi d’autres scientifiques à extraire de leurs valeurs en laboratoire plus d’informations sur la disponibilité de l’azote dans les écosystèmes herbeux en conditions naturelles. L’équipe dirigée par Anita Risch a en effet croisé les données obtenues en laboratoire et sur le terrain avec différents facteurs tels que la température, la teneur en argile du sol et la masse microbienne. De tels recoupements permettent d’obtenir des estimations nettement plus probantes sur l’azote disponible sous forme absorbable par les végétaux.

Nutrient Network

Nutrient Network (NutNet.org) est un réseau international de coopération de recherche qui fédère plus de 100 groupes de recherche du monde entier. L’étude portant sur les écosystèmes herbeux a été conduite en réalisant la même expérience partout et les données ont été collectées selon les mêmes méthodes. Son principal objectif est de déterminer comment les engrais et les animaux herbivores influencent les fonctions de l’écosystème, par exemple la productivité, la biodiversité ou les cycles de nutriments.

Les prairies naturelles couvrent près du tiers de la surface terrestre de notre planète. Elles sont ou ont été nombreuses à abriter d’énormes troupeaux de grands herbivores.

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