Le rôle des protozoaires bénéfiques

Ceci est le troisième d'une série de blogs sur la santé des sols.

"Les racines vivantes libèrent de nombreux types de matières organiques dans la rhizosphère à moins de six pouces de la surface du sol. La rhizosphère contient généralement 1 000 à 2 000 fois plus de micro-organismes que le sol typique sans racines."

- James J. Hoorman, extension de l'Université d'État de l'Ohio

Les protozoaires jouent un rôle clé dans le cycle des nutriments entre les plantes, les minéraux du sol et les organismes du sol. W. Foissner, dans un module de référence de 2014, a écrit "environ 1 600 espèces ont été enregistrées dans le sol, dont beaucoup ont des adaptations spéciales à l'environnement du sol". Il a poursuivi en écrivant que l'estimation des espèces de protozoaires est supérieure à 4 000. Quel que soit le type de sol que vous avez, il existe des milliers de protozoaires du sol ; manger des bactéries, d'autres protozoaires et même certains champignons.

Pourquoi les protozoaires sont bons pour votre sol

Les bactéries sont de minuscules micro-organismes unicellulaires qui sont les principaux décomposeurs de la matière organique de votre sol. C'est une bonne chose, sauf que les bactéries conservent les éléments nutritifs du sol dans leur corps (appelé immobilisation) jusqu'à ce qu'elles meurent ou soient mangées par des prédateurs. Entrez les protozoaires unicellulaires, mais beaucoup plus grands que les bactéries. Ce sont des prédateurs de bactéries, principalement.

Le protozoaire n'a pas besoin d'autant de nutriments qu'une bactérie, donc lorsqu'il mange une bactérie, il excrète l'excès de nutriments sous une forme disponible pour la plante. Les plantes et les autres micro-organismes utilisent ces nutriments, en particulier l'azote. Il y a donc un cycle constant de nutriments entre la proie, le prédateur et la plante.

Où la plupart des protozoaires traînent

Bien sûr, les prédateurs se rassemblent là où il y a des proies. Si vous êtes un protozoaire, vous voulez être sûr d'être entouré de beaucoup de bactéries. Où se trouvent la plupart des bactéries ? Là où ils ont accès à leur source de nourriture, les exsudats des racines des plantes. Vous trouverez le pourcentage le plus élevé de protozoaires et de bactéries dans la rhizosphère d'une plante.

Les micro-organismes unicellulaires ne se déplacent pas très loin ni très vite. Les bactéries, ainsi que les champignons, restent près des racines des plantes et entretiennent des relations mutualistes avec les plantes. Les bactéries convertissent la matière organique et les minéraux du sol en formes disponibles pour les plantes en échange de ces exsudats racinaires. Les bactéries, même si elles ne sont pas englouties par un prédateur, n'ont pas une très longue durée de vie. On estime que la durée de vie moyenne d'une bactérie est d'environ 12 heures.

La plupart des bactéries sont englouties par les protozoaires bien avant la fin de leur vie. Ce n'est qu'après que les bactéries ont été mangées par les protozoaires que les nutriments sont libérés dans la plante. N'oubliez pas que les protozoaires n'ont pas besoin d'autant de nutriments et qu'ils excrètent les nutriments que les bactéries accumulaient.

Les protozoaires sont des microorganismes vivant dans l'eau. Mais cela ne veut pas dire qu'ils ne se trouvent que dans les ruisseaux et les lacs. Cela signifie qu'ils se déplacent dans le film d'eau recouvrant les particules de sol. Ce film d'eau est également utilisé par les bactéries et c'est ce que les agronomes appellent l'eau du sol ou l'eau dans les pores entre les particules du sol. Les racines des plantes utilisent cette eau dans les pores du sol et elle est particulièrement critique en cas de sécheresse. Une grande activité biologique se produit dans l'espace entre les particules de sol !

Protozoaires trouvés dans un sol agricole moyen

Les milliers d'espèces de protozoaires sont réparties en trois sous-groupes principaux; ciliés, flagellés et amibes. Ils sont regroupés principalement en fonction de leurs moyens de locomotion et ces sous-groupes comptent de nombreuses espèces. Mais la seule chose qu'ils ont tous en commun est qu'ils se nourrissent de bactéries. De plus, leur présence indique les conditions environnementales du sol.

Le sous-groupe des ciliés

Ils se déplacent par de minuscules poils, les cils, qui entourent la cellule, se déplaçant comme des rames. Ce sont des organismes facultatifs, ce qui signifie qu'ils vivent dans des conditions de faible teneur en oxygène (en dessous de 6 ppm d'oxygène) et sont souvent un indicateur que les conditions deviennent anaérobies ou étaient anaérobies. Selon James Hoorman, de l'Ohio State University, comme tous les protozoaires, les "ciliés peuvent consommer jusqu'à dix mille bactéries par jour". Les cils déplacent les bactéries vers la zone d'alimentation des ciliés, le cytostome, en créant de minuscules courants d'eau. Comme les autres protozoaires, ils peuvent développer des coquilles dures, ou kystes, pour les protéger jusqu'à ce que les conditions du sol soient plus favorables.

Le Groupe des Flagellés

Ce sont les protozoaires les plus abondants et jouent un rôle important dans le cycle des nutriments. Les bactéries sont leur principale proie et génèrent une grande quantité d'ammonium dans le sol, la forme d'azote assimilable par les plantes, par leur pâturage.

Ils agitent leurs flagelles, une structure en forme de fouet, pour se déplacer à travers le film d'eau sur les particules de sol. Ils sont très petits, avec un corps très flexible, de sorte qu'ils peuvent accéder aux pores que les protozoaires plus grands ne peuvent pas atteindre pour se nourrir de bactéries.

Les flagellés sont de véritables aérobies et leur présence dans le sol indique que les conditions d'oxygène sont égales ou supérieures à 6 ppm.

Le groupe des amibes

Nous avons tous vu ou lu des articles sur les « métamorphes » et les amibes ne sont que cela. Il existe deux types de protozoaires amibes; le nu et le testament. Ils se déplacent en créant des « pseudopodes » ou des projections en forme de pied qui les déplacent dans la direction du groupe de bactéries le plus proche.

Les nus sont aptes à changer de forme et à explorer de très petits espaces où ils détectent une activité bactérienne. Cette qualité les rend extrêmement précieux pour le cycle des nutriments. Certains sols, comme l'argile, se distinguent par une minuscule structure poreuse. Dans ces sols, les amibes nues sont importantes et nécessaires à la santé des plantes et du sol.

Les amibes testa sont reconnues par leur test, une coquille dure qu'elles produisent. Ils sont plus abondants dans les sols sablonneux et limoneux où les pores du sol sont plus grands.

Comment les nutriments du cycle des protozoaires

Les protozoaires aident à maintenir un équilibre écologique dans le sol. Lorsqu'ils broutent des bactéries, le nombre de bactéries augmente. Plus de bactéries signifie une décomposition plus rapide de la matière organique. Mais il peut y avoir trop d'une bonne chose. L'alimentation sélective par les protozoaires de certaines espèces de bactéries maintient l'équilibre du réseau trophique du sol.

La santé du sol, des plantes et des micro-organismes dépend de cet équilibre. Si une espèce spécifique de protozoaires, ou tout autre micro-organisme, devient écrasante, la nature a une solution. Il y a des prédateurs. Pour les protozoaires, ce sont les nématodes, les autres protozoaires et les arthropodes.

Les rhizosphères végétales regroupent des communautés microbiennes. La rhizosphère est aussi celle où les phytopathogènes voudraient s'installer. Avec une communauté de protozoaires bénéfiques en bonne santé, il est difficile pour les agents pathogènes de survivre. Les protozoaires préfèrent les bactéries, y compris les bactéries pathogènes, mais ils mangent également d'autres protozoaires, y compris les protozoaires pathogènes.

Les types de protozoaires et l'efficacité du cycle des éléments nutritifs dépendent du type de sol et de la façon dont le sol est géré. La production agricole crée des sols perturbés dominés par les bactéries. Dans les sols non labourés et non perturbés, comme une forêt, les champignons et les bactéries coexistent, de sorte qu'il existe généralement une plus grande diversité de micro-organismes.

La structure du sol détermine également le type de protozoaires, petits pores-petits protozoaires, gros pores-grands protozoaires.

Les protozoaires et le caca-boucle

Quel que soit le type de protozoaires présents dans votre sol, car ils consomment des bactéries et excrètent un excès d'azote, ils complètent ce que le Dr Elaine Ingham a appelé la boucle de caca. Cette boucle est constituée des relations entre les différents niveaux trophiques de la photosynthèse de la plante et sa libération d'exsudats à ses racines, la consommation bactérienne de ces exsudats et de la matière organique du sol, aux protozoaires et autres prédateurs s'attaquant aux bactéries et libérant l'excès nutriments sous forme d'azote assimilable par les plantes.

La boucle de caca ne s'arrête pas au niveau des protozoaires mais continue dans la chaîne alimentaire. Le caca-boucle ne peut exister sans la photosynthèse des plantes. Les plantes dépendent également des micro-organismes, c'est une relation symbiotique entre les plantes et les micro-organismes. Les plantes peuvent donner jusqu'à 70 % de leur carbone fixé total aux micro-organismes en échange d'eau et de nutriments.

Bien que les protozoaires soient petits en tant qu'individus, leur quantité de biomasse combinée dans des sols sains est supérieure à celle de tous les autres micro-organismes du sol. Les effets des protozoaires et d'autres micro-organismes sur la santé des plantes ne peuvent être surestimés. Le cycle des nutriments n'est que la pointe de l'iceberg.

Découvertes futures sur les protozoaires et le réseau trophique du sol

Les plantes ne sont pas des participants passifs à la boucle de merde mais sont un facteur de contrôle. Les scientifiques commencent à étudier les voies de signalisation entre les plantes et les facteurs environnementaux qui contribuent à une certaine abondance microbienne.

Le terme « points de contrôle de la rhizosphère » a été inventé pour expliquer le concept d'échange d'informations entre les plantes et les micro-organismes pour la santé de toutes les parties. Les structures racinaires des plantes sont affectées par les bactéries et le rôle des protozoaires sur les espèces bactériennes est à l'étude. Et les protozoaires ont-ils un effet hormonal sur la structure des plantes ? Comment le réseau trophique du sol affecte-t-il la capacité d'une plante à activer ses mécanismes de défense contre les maladies des plantes ou la prédation aérienne ?

Ce sont des questions ouvertes et des sujets de débat scientifique. Le sol est un espace incroyablement compliqué et la rhizosphère végétale encore plus. Les scientifiques conviennent tous que nous n'avons pas identifié tous les composants d'un sol sain. Certains composants sont si petits que les scientifiques savent qu'ils ne sont là que par leur effet.

Ici, nous pouvons voir une Testate Amoeba (Protozoa) balançant ses pseudopodes sous un microscope pris dans notre laboratoire de bureau.

Ceci est la troisième partie d'une série sur la santé des sols. La dernière partie portera sur la Matière Organique , sans laquelle les protozoaires n'auraient pas de nourriture. Non pas parce qu'ils ont directement besoin de matière organique, mais leurs proies, les bactéries, sont les principaux décomposeurs de la matière organique.

Vous pouvez lire la série complète ici: