Souvent la graminée vivace C4 Urochloa humide est planté sur des sols infertiles, acides et sujets à l'engorgement d'Amérique tropicale. Mais quel effet cet engorgement a-t-il sur sa croissance ? Juan de la Cruz Jiménez et ses collègues ont mené des expériences pour découvrir.

Vous pensez peut-être que les plantes respirent par leurs feuilles et ont besoin d'un sol humide, alors pourquoi s'inquiéter si le sol est gorgé d'eau ? Juan Jiménez explique que ce n'est pas si simple : « Toutes les cellules du corps végétal (et pas seulement les feuilles) ont besoin d'oxygène pour respirer (comme les humains) et produire l'énergie nécessaire à leur entretien et à leur croissance. Dans les sols inondés, l'oxygène est trop faible pour permettre la respiration des racines. Le mouvement interne de l'oxygène des pousses (tissus au-dessus de l'eau) vers les racines est donc essentiel à la survie des plantes. C'est comme un tuba pour nager. »

Pour tester l'importance de l'aération, Jiménez et ses collègues ont comparé des conditions de croissance aérées et stagnantes. L'équipe a cultivé des plantes dans un mélange de conditions nutritives, certaines pauvres en nutriments et d'autres riches. Ils ont ensuite aéré certaines plantes et pas d'autres. Ils ont constaté qu'en conditions de faible teneur en nutriments, la croissance des plantes en solution stagnante était égale à celle en solution aérée. Cependant, lorsque les plantes disposaient de beaucoup de nutriments, ce sont les plantes aérées qui produisaient les meilleurs résultats.

Les résultats n'étaient pas tout à fait ceux escomptés par l'équipe, mais Juan Jiménez en a découvert la raison. « Nous nous attendions à ce que la combinaison des deux stress (manque d'oxygène et de nutrition) ait un impact délétère plus important sur la croissance des plantes qu'un seul stress. Or, il s'est avéré qu'en cas de faible nutrition, la croissance des plantes est ralentie et la proportion d'espaces aérés dans les racines augmente. Ces caractéristiques aident donc les plantes à mieux tolérer ces conditions de stress combiné que les plantes témoins aérées. »

La culture hydroponique offre un contrôle important pour l'expérimentation, mais elle n'est pas sans poser de problèmes. Juan Jiménez explique : « Au départ, nous avons longuement discuté des solutions nutritives à utiliser dans cette étude et de la manière dont elles simuleraient les conditions des sols dédiés à la production de graminées tropicales. Nous avons évalué une large gamme de concentrations dans la solution de culture afin de refléter les conditions nutritives variables du sol où poussent ces plantes. Appliquer des traitements précis et maintenir les plantes dans cette culture hors-sol en solution nutritive prend beaucoup de temps. Les mesures de la perte radiale d'oxygène racinaire ont été réalisées à l'aide d'un équipement spécialisé conçu par le professeur William Armstrong, célèbre chercheur en plantes des zones humides de l'université de Hull au Royaume-Uni. Notre laboratoire est l'un des rares au monde à disposer de cet équipement et de cette expertise. »

Maintenant que l'équipe sait que les conditions de faible teneur en oxygène peuvent masquer les problèmes d'engorgement des plantes, elle peut affiner ses expériences. L'objectif est maintenant d'examiner les plantes plus en détail afin de déterminer les souches les plus adaptées à l'engorgement. Juan Jiménez a déclaré : « Nos prochaines recherches prévoient d'utiliser la méthode de l'agar stagnant et des niveaux de nutriments appropriés pour le criblage des phénotypes racinaires de différentes espèces et accessions afin d'identifier la variation génétique de la tolérance pour la sélection future de fourrages plus robustes pour les zones inondables. »

Les résultats sont importants pour un large public. Dans le monde universitaire, l'article est évidemment pertinent pour ceux qui étudient le stress racinaire dû aux inondations et les conséquences écologiques des inondations liées au changement climatique. Cependant, ces recherches ont également des applications en dehors du laboratoire. Jiménez souligne que la découverte d'une graminée plus performante aidera les sélectionneurs de fourrages et les éleveurs de bétail des régions tropicales.