Quel effet l'utilisation croissante d'engrais a-t-elle eu sur les plantes au cours du siècle dernier ? Il est difficile de lancer un projet de recherche aujourd'hui, car, idéalement, il faudrait avoir commencé à recueillir des échantillons il y a plus d'un siècle, et il est difficile de trouver une machine à remonter le temps qui permette de commencer. Mais ce n'est pas impossible. Une nouvelle recherche menée par Kühn, Umazekabiri et ses collègues utilise des spécimens d'herbiers pour retracer l'utilisation des engrais jusqu'au 19e siècle.
Un herbier est un entrepôt de tissus végétaux catalogués, conservés à des fins de référence. Les botanistes prélèvent des échantillons depuis longtemps, il n'est donc pas surprenant que les herbiers soient d'excellents endroits pour examiner du matériel provenant d'une grande variété de périodes. Le problème de l'analyse chimique de ces spécimens est que le processus est généralement destructeur. Cela signifie que vous endommagerez du matériel irremplaçable, et pouvez-vous être sûr que votre technique de recherche ne sera pas dépassée dans dix, vingt ou cinquante ans ?
Kühn, Umazekabiri et leurs collègues ont résolu ce problème en utilisant une méthode non destructive pour analyser des échantillons. Ils ont pu déterminer la composition chimique du tissu végétal en examinant la lumière qu'il réfléchit. Ils ont examiné les plantes sous une lumière allant de 350 à 2500 nanomètres, ce qui correspond à peu près à l'ultraviolet et à une bonne partie de l'infrarouge. Différents nutriments et composés présents dans les tissus végétaux réfléchissent la lumière de différentes manières, créant ainsi une empreinte spectrale de la composition chimique de la plante.
L'analyse de 1270 échantillons prélevés sur plus de 170 ans de collecte a révélé que la teneur en azote des plantes a augmenté de manière marquée au fil du temps, suivant l'essor des engrais chimiques au 20e siècle. Les plantes des champs agricoles ont montré les changements les plus rapides de la teneur en azote, par rapport aux plantes des prairies, ce qui concorde avec le fait que l'agriculture moderne est responsable de ce changement. Les chercheurs ont également constaté que la teneur en carbone des plantes avait diminué au fil du temps. Cela pourrait être un autre signe d'une fertilisation accrue poussant les plantes vers des stratégies de croissance plus rapides.
Cela a modifié l'équilibre entre l'azote et le phosphore, ce qui peut être le signe d'une augmentation de l'azote ou d'une diminution du phosphore dans le sol. Ce changement d'équilibre peut avoir modifié la composition des communautés végétales, favorisant certaines espèces et en nuisant à d'autres. Kühn, Umazekabiri et leurs collègues notent que ce résultat n'est pas une grande surprise.
Une étude récente a montré qu’une fertilisation azotée accrue en général entraînerait une diminution de la disponibilité du phosphore dans le sol au fil du temps, ce qui aggraverait cette tendance. De plus, il a été constaté que l’augmentation de la disponibilité des nutriments dans le sol avait un impact négatif sur l’abondance des espèces spécialisées à petite aire de répartition, ce qui établit un lien avec le thème plus vaste de la conservation biologique. Étant donné que la surveillance classique et les études connexes sur les communautés et les caractéristiques des plantes s’étendent rarement sur plus de quelques décennies, les preuves des tendances à long terme en matière de limitation des nutriments sont toutefois limitées.
Cet article apporte une plus grande profondeur de compréhension historique aux autres études récentes. La recherche relie les changements dans la chimie des plantes aux enregistrements historiques d'application d'engrais, en corrélant l'engrais appliqué chaque année avec les niveaux de nutriments des feuilles. Grâce aux nouvelles méthodes employées par Kühn, Umazekabiri et leurs collègues, ces enregistrements historiques n'auront pas été endommagés, laissant la possibilité d'obtenir de nouvelles informations à l'avenir.
Kühn, P., Umazekabiri, R., Römermann, C., Bruelheide, H., & Wesche, K. 2025. La teneur en azote des spécimens d'herbier provenant de champs cultivés et de prairies mésiques reflète l'intensification de la gestion agricole au cours du 20e siècle. Journal of Ecology. https://doi.org/10.1111/1365-2745.14474
Posté sur Bluesky & Mastodonte.
Image de couverture: canva.
