Matières organiques et Complexe argilo-humique en culture hors-sol

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Dans le milieu de la culture hors-sol moderne tout un tas de conseils sont donnés sur la façon d’améliorer la croissance des plantes, sur leurs besoins, sur leur fonctionnement, etc, auxquels il faut rajouter les principes de tailles, d’esthétisme et d’exposition pour la discipline du bonsaï ; mais il y a un point fondamental qui se perd au milieu de tous ces éléments plus ou moins essentiels: celui du sol, ou plutôt du hors-sol. Alors bien sûr tout amateur passionné de bonsaïs ou de succulentes est capable de réciter les qualités physiques que doit avoir un substrat (aéré, drainant, durable, etc) et d’autant savent même certaines caractéristiques physico-chimique de leurs substrats favoris (pH, rétention, etc) mais combien connaissent les propriétés du sol à l’état naturel et la différence avec ce qui se passe dans un pot?
Il n’y pas si longtemps les bonsaïs étaient encore cultivées dans des mélanges de terreaux/sable/terre et ils poussaient plutôt bien. Depuis la mise en avant des supports de culture granulaires qui facilitent l’arrosage, évitent l’ennoiement des racines, favorisent la division racinaire, et sont exempt d’agents pathogènes, la mode dans la culture hors-sol moderne est de ne plus utiliser de matière organique dans la composition des substrats. Exit les terreaux et autres tourbes, le granulaire à la côte ! mais il ne faut pas perdre de vue que ces supports de culture sont inertes et on sait bien que ce n’est pas suffisant pour qu’une plante s’épanouisse pleinement. Il est donc maintenant admis qu’une activité microbiologique saine est bénéfique et on revient sur le 100% minéral pour ensemencer nos substrats avec des mycorhizes, privilégier des engrais organiques pour favoriser le développement d’une micro-flore, et apporter de la vie dans les pots… bref on ne compense plus, mais on essaye de recréer tous les éléments essentiels de la rhizosphère dans les pots, sans en subir les inconvénients. Pourtant un élément fondamental du sol, composant majeur des composts, terreaux et tourbes, est souvent oublié: l’humus.

fraction-humique-du-sol


Les matières organiques du sol
Dans la nature les matières organiques de la rhizosphère représentent environ 10% de la masse totale. Elles sont composées de matières organiques vivantes (insectes, vers, bactéries, algues, champignons, racines), de matières organiques fraîches (débris végétaux, déchets animaux, déjections, cadavres de la microflore) et de matières organiques décomposées (hydrosolubles et riches en azote, ou stabilisées et riches en lignines/cellulose).

Les substances humiques
Les matières organiques décomposées peuvent subir deux types de transformations : une minéralisation ou une humification. La minéralisation libère des composés minéraux alors que l’humification produit des molécules organiques nouvelles. L’humus est le produit final de la dégradation des matières organiques fraîches du sol par l’activité des matières organiques vivantes et sa vitesse de formation est aussi fonction la température, de l’humidité, de l’aération…

mineralisation-humus

En pleine nature, un sol fertile est composé d’environ 3% d’humus. Il forme un groupe hétérogène de macromolécules composé d’acide humique, d’acide fluvique et d’humines. Les variations entre ces trois composés sont très minces (taux d’acidité ou d’hydrophobie différent et association hasardeuse avec d’autres molécules) mais leurs propriétés sont différentes:

acides fluviques -> acide humiques -> humines

  • L’acide fluvique peut chelater certains minéraux et les rendre ainsi plus facilement absorbables par les racines en plus de stimuler le système racinaire en augmentant et en accélérant la division racinaire. Il rend aussi les plantes plus résistantes à la sécheresse. En revanche il est très soluble et facilement lessivé par les arrosages.
  • L’acide humique s’associe avec des acides aminés, des polysaccharides, des peptides. Au niveau du substrat il stabilise le pH, augmente la perméabilité et l’aération, évite l’engorgement en formant des petits agrégats de particules inorganiques, et augmente la rétention d’eau par capillarité. Au niveau de la plante il facilite la germination, stimule la croissance horizontale des racines, et favorise la croissance en limitant le lessivage des éléments nutritifs.
  • Les humines s’associent avec des composés inorganiques et sont insolubles. C’est une forme résiduelle des substances humiques dont le rôle et les propriétés sont négligeables.

C’est difficile et extrêmement long de produire de l’humus dans un pot, encore plus avec très peu de matière organique à la base.

Le complexe argilo-humique
L’humus et l’argile s’associe dans le sol en un complexe argilo-humique, C.A-H. C’est ce colloïde adsorbant d’humus et d’argile qui va rendre un sol très fertile et le structurer. En effet l’humus va stabiliser le sol et retenir les éléments nutritifs. Le C.A-H. va attirer les cations tels que le calcium (Ca2+), l’hydrogène (H+), le magnésium (Mg2+), le potassium (K+), le sodium (Na+), le fer (Fe+), le zinc (Zn 2+) et former de petits agrégats minéraux qui vont attirer à leur tour les anions comme le phosphate (PO43−). En fixant ces éléments nutritifs le C.A-H. va limiter leur dispersion à cause du lessivage du sol par les pluies (on parle de lixivation).
Le fait que les ions soient attirés et fixés par le C.A-H. va aussi limiter l’augmentation de la salinité du sol : la formation de sels insolubles, non assimilables par les racines, est causée par l’assemblage de certains ions entre eux qui vont précipiter ; s’ils sont retenus par le C.A-H. ils ne se lient pas entre eux!
Les divers éléments fixés forment alors une réserve nutritive pour les plantes et augmente ainsi la capacité d’échange cationique (C.e.C.) du sol avec les racines, tout en stimulant l’activité biologique car il est lui-même une source d’éléments nutritif pour les micro-organismes du sol.
L’apport de substances humiques améliorent donc un support de culture de deux façons : En augmentant le nombre de cations adsorbés dans le support de culture, formant une réserve d’éléments nutritifs dans le substrat, et en créant des micro-agrégats qui ne seront pas lessivés et éviteront le colmatage du conteneur, tout en favorisant la circulation de l’eau et de l’air à l’intérieur du substrat.

complexe-argilo-humique

Capacité d’échange cationique et mobilités des ions
Les argiles (même cuites), le C.A-H. et d’autres minéraux ont naturellement une charge négative qui leur permet d’attirer de de libérer des ions chargés positivement. La C.e.C. représente la quantité de ces cations qu’un sol peut retenir et mettre à disposition d’une plante à un pH donné, plus il est élevé et plus on considérera le sol comme fertile et ayant une forte capacité à stabiliser son état acido-basique. L’apport de matières organiques via un compost ou de la tourbe noire augmente la C.e.C. d’un sol et améliore par la même la fertilisation. En culture hors-sol, l’apport de matières organiques impliquent un risque de colmatage ou d’engorgement du substrat à long terme et c’est là que réside le principal intérêt d’un apport de substances humiques. Il va augmenter la C.e.C. du support de culture sans les risques d’ennoiement ou de colmatage.
Un autre attrait d’un substrat granulaire avec une C.e.C. élevée est que les radicelles enveloppent les grains et s’y accrochent mais les éléments nutritifs que l’on apporte avec la fertilisation n’ont pas tous la même mobilité une fois incorporés dans le substrat. Ainsi les apports nutritionnels de la fertilisation sont disséminés dans le sol et plus ou moins à portée d’absorption des radicelles. Si un ion de potassium peut être absorbé par une racine se trouvant à 7mm, un ion de phosphore ne le sera qu’à une distance de 2mm (c’est d’ailleurs pourquoi les engrais sont sur-dosés en phosphore par rapport au besoin réel des plantes). En augmentant la C.e.C. d’un support de culture, les ions vont se fixer aux grains du substrat sur lesquels sont accrochées les racines plutôt que de rester à distance dans la solution du sol.

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La Léonardite
Cette roche charbonneuse de surface proche du Lignite est la principale source de substances humiques dans le commerce de culture hors-sol. Le principal intérêt de cette roche par rapport à la tourbe noire, à l’humus de feuilles, au compost de ver ou à n’importe quelle autre source d’humus fait maison est sa structure moléculaire qui favorise beaucoup plus l’activité biologique du sol, en plus d’avoir une teneur très importante en acide humique/acide fluvique (avec un rapport de 2 pour 1 environ). Et depuis 2014 les extraits de Léornadite sont autorisés en agriculture biologique.

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Les substances humiques (classées d’ailleurs comme phytostimulants) ont donc un réel intérêt dans la bonne performance du sol, tout autant que dans celle d’un support de culture, et elles s’utilisent en préférence dans le sol et pas en pulvérisation sur le feuillage (dans ce cas elles auront une action différente comme l’augmentation du taux de chlorophylle dans les feuilles).
A moins de préférer fertiliser à chaque arrosage avec un engrais liquide pour compenser les pertes entraînées par la lixiviation ou de voir son substrat se colmater dans le temps à cause des engrais solides organiques, on peut considérablement améliorer un substrat minéral de culture hors-sol en ajoutant simplement des acides humiques/fluviques, à chaque saison avec l’arrosage, pour recréer un complexe argilo-humique sans éléments organiques comme la tourbe ou le terreau (certains substrats granulaires ne sont pas des argiles à proprement parler mais réagissent de la même manière); ou en incorporant simplement 10% de matières organiques (écorce de pins compostées, fibres de coco, compost ou  terreau de feuilles) dans la composition des substrats lors des rempotages. Même si cela modifie légèrement les arrosages et la fréquence de fertilisation, les plantes n’en pousseront que mieux!

Sylvain Lopez

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