IMPACT DE L’UTILISATION DES TOURTEAUX DE JATROPHA CURCAS L. SUR LE BIO-FONCTIONNEMENT

Répartition géographique et utilisations Originaire d’Amérique centrale et des parties nord de l’Amérique du sud (Putten, 2010), le Jatropha curcas a une distribution géographique qui recouvre l’ensemble des régions semi-arides, arides et les terres tropicales humides (Openshaw, 2000). Sa très grande flexibilité d’adaptation au climat et au sol ainsi que sa fonction de production de biocarburant ont élargi de manière considérable sa répartition dans le monde. Il est maintenant presque présent dans tous les pays tropicaux surtout en Afrique sub-saharienne et en Asie (Jongschaap et al., 2007). La plante fournit divers produits et avantages sur le développement : – la production d’huile utilisée pour la fourniture d’énergie renouvelable, l’éclairage, la cuisson, les moulins, les groupes électrogènes…. – le maintien de la fertilité des sols par le contrôle de l’érosion, – la promotion des femmes (production de savon) et la réduction de la pauvreté (vente des graines et de savon) – la valorisation des tourteaux comme engrais organiques… 4 Photo 1 : La plante de Jatropha curcas) (source K. Assigbetsé) Photo 2 : Graines de Jatropha curcas Photo 3 : Tourteaux de Jatropha curcas broyés (source K. Assigbetsé) (source K. Assigbetsé) II. Le sol Le sol est la zone meuble plus ou moins épaisse parcourue par les racines des plantes. Il est constitué d’une phase solide formée d’éléments minéraux et organiques, d’une phase liquide formée d’eau et de substances dissoutes et d’une phase gazeuse (Calvet, 2003). La phase organique du sol 5 (composante de celle solide), partie où se déroulent la plupart des activités biologiques comprend une fraction organique vivante et une fraction organique inerte (Theng 1987). 

La fraction organique inerte

Le sol renferme une diversité de matériaux organiques inertes regroupés sous le terme de matière organique du sol. Cette dernière inclut les restes des animaux, des plantes et des microorganismes dans tous les stades de fragmentation et de décomposition. D’autres composés qui proviennent directement des matériels biologiques (exsudats et lysats des racines des plantes; fèces, excrétions et sécrétions des animaux; mucus cutané des vers de terres et gels produits par les microorganismes) appartiennent à ce groupe (Lavelle et Spain, 2001). Cette diversité de matériels composant la matière organique inerte fait que ses propriétés chimiques soient variables et dépendent de la proportion relative de ses composantes. Au cours des réactions biochimiques, elle se trouve décomposée ce qui peut faciliter les échanges chimiques dans le sol et améliorer sa fertilité.  La décomposition des résidus végétaux La décomposition des résidus végétaux par les microorganismes du sol aboutit à la formation de composés minéraux (minéralisation) et d’humus (humification). De nombreux facteurs biotiques et abiotiques contrôlent cette décomposition (Recous et Laurent, 2001). Parmi ces facteurs figurent la température, l’humidité, le pH, la composition minérale du sol, la nature, la composition biochimique des résidus végétaux et les microorganismes. Figure 1 : Les différentes étapes de la décomposition de la matière organique.

La fraction organique vivante

La fraction organique vivante est constituée par les organismes du sol. En effet, le sol est un milieu vivant où se développe une activité biologique très intense. C’est un assemblage d’organismes extrêmement divers et interagissant, qui régulent les processus de décomposition de la matière organique du sol et ceux du cycle des nutriments. Ils représentent la totalité de la biomasse en activité (Sol pédologie, 2010).  Les communautés microbiennes du sol Les microorganismes du sol sont constitués principalement par les virus, les bactéries, les champignons et les algues. Cependant les bactéries et les champignons représentent l’essentiel de la biomasse microbienne du sol (Lavelle et Spain, 2001).

Les bactéries

Les bactéries sont des procaryotes unicellulaires de formes et de taille très diverses. En majorité hétérotrophes, elles comptent aussi des espèces autotrophes. On distingue des bactéries aérobies de celles anaérobies (Pédoflore ou flore du sol). Leur classification était habituellement basée sur des caractères nutritionnels, fonctionnels et phénotypiques incluant la morphologie des cellules (bâtonnets, cocci, bacilles…), la structure de la paroi cellulaire (gram positif, gram négatif), la présence d’endospores, la mobilité des cellules et la position des flagelles (Lavelle et Spain, 2001). Elles sont ubiquistes et peuvent survivre à des environnements extrêmes très agressifs. Les bactéries forment une population très abondante dans le sol et sont principalement concentrées dans les premiers cm du sol.

Les champignons

Les champignons sont des eucaryotes dotés d’une structure filamenteuse végétative appelée mycélium. Ils ont une membrane chitineuse et leur organe reproducteur est dépourvu de flagelles. La plupart sont des Eumycètes et sont constitués de quatre principaux groupes qui diffèrent par la structure de leur mycélium et de leur organe reproducteur survivant dans le sol. De nos jours, l’étude de l’ADN entraînent de profonds bouleversements dans cette classification (Spécial Champignon Magazine, 2003). Appelés mycètes, les champignons sont des êtres hétérotrophes en grande majorité saprophytes (Bouchet P et al., 2005). Certaines vivent en symbiose avec les êtres vivants en particulier avec les plantes supérieures (Pédoflore). Les champignons sont souvent dominants dans les sols naturels en termes de biomasse (environ 85 à 90% de la biomasse totale du sol).

Importance des communautés microbiennes dans les cycles biogéochimiques et sur la fertilité du sol

En écologie et plus généralement en sciences de la Terre, un cycle biogéochimique est le processus de transport et de transformation cyclique d’un élément ou composé chimique entre les grands réservoirs que sont la géosphère, l’atmosphère, l’hydrosphère, dans lesquels se retrouve la biosphère. Un tel cycle induit souvent des passages de l’état organique à l’état minéral au sein de la biosphère(cycles biogéochimiques, 2010). Cette conversion est sous la dépendance étroite des microorganismes. En effet, les matières organiques du sol qui constituent une source d’énergie et de nutriments pour la faune et la flore, sont biodégradées, biotransformées et biominéralisées par des processus biochimiques impliquant pour leur plus grande part les micro-organismes (Lavelle, 2007). Cependant ces micro-organismes (bactéries et champignons généralement) jouent un rôle fondamental dans les cycles de l’azote (ammonification, nitrification, dénitrification, fixation symbiotique de N2), du carbone (décomposition et minéralisation) du phosphore, du soufre etc. La matière organique, de part ses différentes composantes a de multiples propriétés qui leur confèrent une fonction primordiale dans les agro-écosystèmes. Ces propriétés en font une facteur essentiel de fertilité du sol (Balesdent, 1996). La mise à disposition par les microorganismes des nutriments essentiels dans le sol, permet aux végétaux de bénéficier d’un développement adéquat. De plus leurs activités permettent la décomposition de la matière organique du sol pour former l’humus, améliorent la structure du sol, accroissent la rétention des C, N, P. Les microorganismes produisent également des hormones nécessaires à la croissance des plantes et éliminent la plupart des polluants nocifs qui tendent à s’accumuler dans le sol (FAO, 2003).