Les Arbres et Arbustes Fixateurs d’Azote Atmosphérique

La fixation de l’azote atmosphérique par des arbres et arbustes… Voilà un sujet sur lequel je m’arrête longuement depuis quelques temps.

Aussi bien, cette contribution volontairement modeste et perfectible au site de mon cher Gilles est à la fois une demande et un appel à contribution pour quiconque souhaiterait corriger, compléter et préciser le point auquel j’en suis de ma compréhension de cette ensemble, de cette chaîne de phénomènes réellement passionnants (vous pouvez demander à ma femme, qui voit les des livres étranges s’empiler à ma tête de lit) que constitue le couple sol-plante, la vie du sol, et la santé et la fertilité qui en découlent logiquement.

La fixation de l’azote atmosphérique par certains arbres et arbustes est en effet un phénomène fascinant… et essentiel à comprendre si l’on souhaite un sol vivant et fertile. Ces végétaux, souvent méconnus, contribuent naturellement à enrichir la terre sans engrais chimiques. Voyons ensemble comment cela fonctionne et quelles espèces privilégier au jardin ou dans un projet de permaculture.

Comment fonctionne la fixation de l’azote atmosphérique ?

Dans la nature, certaines plantes – appelées fixatrices d’azote – vivent en symbiose avec des bactéries présentes dans le sol. Ces micro-organismes transforment l’azote de l’air en nutriments assimilables par la plante, qui en retour leur fournit énergie et abri. Ce mécanisme permet de maintenir un cycle de fertilité durable dans les écosystèmes naturels.

Idées reçues à corriger

  • Les plantes fixatrices d’azote n’enrichissent pas directement le sol. La fixation profite d’abord à la plante elle-même. Ce n’est qu’après sa décomposition que l’azote est restitué au sol.
  • La fixation ne se limite pas aux légumineuses. Elle existe aussi chez de nombreux arbres et arbustes via d’autres bactéries, comme les actinomycètes Frankia.
  • Les apports d’engrais azotés inhibent la fixation naturelle. Si le sol est déjà riche, la plante ne “cherche” plus à fixer l’azote atmosphérique.

Fixation symbiotique et bactéries libres

Une litière riche en carbone stimule les bactéries libres et renforce le cycle azote/carbone du sol
Une litière riche en carbone renforce le cycle azote/carbone

On distingue deux grands types de fixation :

  • Symbiotique : via des bactéries associées aux racines des plantes (Rhizobium pour les légumineuses, Frankia pour de nombreux ligneux).
  • Libre : grâce à des bactéries autonomes dans la litière organique, comme les Azotobacter, actives dans les sols bien couverts et riches en carbone.
À savoir : plus votre sol est couvert de matière organique, plus la fixation naturelle est efficace. Une litière riche en carbone stimule les bactéries libres et renforce le cycle azote/carbone du sol.

Les arbres et arbustes fixateurs d’azote

Certains arbres et arbustes vivent en association avec des bactéries capables de capter l’azote de l’air. Une fois leurs feuilles tombées ou leurs racines mortes, cet azote est restitué au sol, contribuant à sa régénération. Voici les principales espèces adaptées à nos climats.

Grands arbres fixateurs d’azote

  • L’Aulne blanc (Alnus incana) et l’Aulne rugueux (Alnus glutinosa).
  • Le Robinier faux-acacia (Robinia pseudoacacia).
  • La Glycine (Wisteria sinensis), souvent cultivée pour ses fleurs.

Arbustes et grands arbustes fixateurs

Faux-Indigo (Amorpha fructicosa), arbuste fixateur d'azote
Faux-Indigo (Amorpha fructicosa)
  • Le Faux-Indigo (Amorpha fructicosa), et d’une manière générale la série des Amorpha.
  • Le Caraganier de Sibérie (Caragana arborescens).
  • Les Éléagnus (Chalef argenté, Olivier de Bohème, Goumi du Japon) : fixateurs d’azote et producteurs de baies comestibles.
  • L’Argousier (Hippophae rhamnoides) : très utile en sol pauvre ou sableux, ses fruits sont riches en vitamine C.
  • La Réglisse (Glycyrrhiza glabra) : une légumineuse vivace intéressante pour le sol et pour sa racine aromatique.

Vivaces herbacées à valoriser dans les couverts

  • Les trèfles, presque tous vivaces.
  • La Luzerne et la Luzerne arbustive.
  • Les Faux-Indigo bleu et jaune.
  • Les lupins (sauvages ou cultivés).
  • L’Astragale du Canada (Astragalus canadensis).

Tableau récapitulatif des fixateurs d’azote

Voici un aperçu comparatif des principales espèces, de leur mode de symbiose et de leur utilité écologique.

EspèceTypeSymbioseIntérêt au jardinRemarques
Aulne blanc (Alnus incana)ArbreFrankiaStabilise sols humides, pionnier, améliore la structureBon compagnon en zone fraîche et humide
Aulne rugueux (Alnus glutinosa)ArbreFrankiaFixation efficace, litière abondanteÀ éviter en terrain trop sec
Robinier faux-acacia (Robinia pseudoacacia)ArbreRhizobiumFixe l’azote, bois durable, mellifèrePeut drageonner : gérer l’implantation
Glycine (Wisteria spp.)Liane ligneuseRhizobiumOrnement, ombrage léger, apport à la litièreTailler pour contenir la vigueur
Faux-indigo (Amorpha fructicosa)ArbusteRhizobiumMellifère, couvre-sol arbustifS’acclimate bien en sols pauvres
Amorpha spp.ArbustesRhizobiumFixation d’azote, haies légèresPeu exigeants, rusticité variable selon espèce
Caraganier de Sibérie (Caragana arborescens)ArbusteRhizobiumBrise-vent, haie rustique, sol pauvreSupporte le froid et la sécheresse
Caragana spp.ArbustesRhizobiumFixation, abri faune, haies nourricièresFloraison mellifère
Éléagnus – Chalef argentéArbusteFrankiaFixation, baies comestibles selon espèceBon en sol pauvre, bord de mer
Éléagnus – Olivier de BohèmeArbusteFrankiaAméliore sols secs, ornementPeut se ressemer : surveiller
Éléagnus – Goumi du JaponArbusteFrankiaBaies intéressantes, auxiliaire des fruitiersBon plant compagne en verger
Argousier (Hippophae rhamnoides)ArbusteFrankiaBaies riches en vitamine C, stabilise sols sableuxPrévoir pied mâle et femelle
Réglisse (Glycyrrhiza glabra)Vivace/ArbrisseauRhizobiumRacine aromatique, couvre-sol vivaceSol drainé, chaleur
Trèfles (Trifolium spp.)VivacesRhizobiumEngrais vert, couvre-sol, nectarTrès utiles en allées et entre-rangs
Luzerne (Medicago sativa)VivaceRhizobiumAméliore structure, forage profondÉvite l’excès d’azote minéral
Luzerne arbustive (Medicago arborea)Semi-ligneuseRhizobiumFixation pérenne, haies bassesRusticité moyenne selon climat
Faux-indigo bleu (Baptisia)VivaceRhizobiumOrnement, ressource pour pollinisateursInstalle une litière légère
Faux-indigo jaune (Baptisia)VivaceRhizobiumFloraison mellifère, sol pauvrePeu exigeant après implantation
Lupins (Lupinus spp.)Vivaces/annuelsRhizobiumDécompacte, nourrit la litièreÉvite les sols trop calcaires
Astragale du Canada (Astragalus canadensis)VivaceRhizobiumEngrais vert vivace, nectarSol léger, drainage indispensable
Astuce bio : associez vos arbres fixateurs d’azote à des fruitiers ou arbustes mellifères. Leurs feuilles enrichissent la litière et entretiennent la vie microbienne du sol tout en limitant les besoins en engrais.

Mes expériences

Je pense, intuitivement, que comme dans bien des questions et dans bien des milieux, le trop est l’ennemi du bien. Donc, ces plantes sont, à mon sens, toujours à associer à d’autres espèces et variétés.

J’ai mené plusieurs tests au jardin pour observer les effets concrets des fixateurs d’azote. Par exemple :

  1. Une planche, légèrement, butée, où les cultures principales sont les fraises et les alliums vivaces (ail et oignon rocambole, ail des ours). Planche sur laquelle j’ai associé des fraises des bois, de la livèche, des lupins, des vivaces médicinales, et des fleurs sylvestres et champêtres. Plus quelques graminées comme le Ray-Grass Italien et le brachypode des bois, et les spontanées de mon jardin qui ont réussi à ressortir. Cette planche est en BRF, avec un très léger paillage supplémentaire. La prochaine étape, à l’automne prochain est d’essayer d’implanter des champignons et des arbustes, qui sont encore à l’heure actuelle au stade de semis après stratification hivernale. Le but est de rendre cette planche réellement permanente, ne nécessitant aucune intervention de ma part hormis l’observation, la récolte, et un minimum d’interaction au besoin.
  2. Deux planches de vivaces ou de plantes à re-semis spontané facile utilisées pour production de mulsch : Ortie, Consoude stérile de Russie, luzerne, trefle, brachypode, seigle pérenne, fétuque. Si cela réussit, je verrai à semer mes allées de cette manière, de telle sorte qu’un simple coup de houe ou de serpe me produira le mulsch directement à proximité des cultures qu’il va rejoindre.

Ces essais montrent combien les fixateurs d’azote favorisent un sol équilibré, vivant et fertile, tout en réduisant les besoins d’intervention du jardinier.

En guide de conclusion

Concernant le cœur de cet article, les arbres et arbustes fixateurs d’azote, j’en suis ici encore au stade de la micro-pépinière, en pots et en pleine terre. J’ai semé les espèces suivantes : Aulne Blanc, Robinier Faux-Acacia, Faux-Indigo, Réglisse, Glycine, Eleagnus (angustifolia et Commutata), Argousier (Hippophae Rhamnoïdes), Caraganier, Arbousier (Arbutus Unedo).

De plus, pour mon plaisir et pour éventuellement implanter ensuite chez moi ou dans d’autres jardins (en gros, pour faire des cadeaux), j’ai semé des porte-greffes de fruitiers (tous vigoureux voire sauvages) et des feuillus forestiers de ma région.

Bonne continuation à vous et encore merci à Gilles pour cette tribune qu’il m’offre et l’avancée sur mon propre chemin que j’en obtiens !

Amitiés,

Benoît

Sources :

Un pdf très éclairant disponible sur horizon documentation :

https://horizon.documentation.ird.fr/exl-doc/pleins_textes/pleins_textes_6/b_fdi_43-44/010004022.pdf

Des vidéos :

Damien Dekarz, Les Eleagnus :

Stefan Sobkowiack, Au-delà du Bio : Le Verger Permaculturel, en DVD.

Whole Systems Designs, Permaculture Skills : A Cold-climate, Applied Permaculture Design Course (coffret de 4 DVD).

FAQ : fixateurs d’azote au jardin

Les fixateurs d’azote enrichissent-ils directement le sol ?

Non. L’azote profite d’abord à la plante ; il revient au sol via la litière et la décomposition.

Faut-il inoculer le sol en bactéries ?

Pas forcément. Un sol couvert, vivant et riche en matière organique favorise naturellement la symbiose. L’inoculation peut aider en sol neuf.

Puis-je associer ces espèces aux fruitiers ?

Oui. Éléagnus, caragana ou trèfles sont d’excellents compagnons en verger, ils entretiennent la litière et la biodiversité.

Les apports d’engrais azotés sont-ils compatibles ?

À éviter : l’azote minéral réduit la fixation biologique. Privilégiez engrais verts et humus stable.

Pour aller plus loin

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21 Commentaires
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Franz
Franz
2 années il y a

Salut Benoit,
merci pour ton article très intéressant sur les fixateurs d’azote. Excus moi pour les fautes d’orthographe.
Il y a quelques choses dans ton article qui me pose question :

Tu parle des “symbiotiques (les rhizobiums attachés par mycorhization aux légumineuses…)”
N”est pas que le terme “mycorhization” est réservée pour les activités des champions symbiotique ?
Aussi:
Les fixateurs N2 contribuent à un apport d’azote dans le système comme les autres facteurs (pluie, décharges électriques, auréoles polaires) – c’est exacte.
Mais ils ont les seuls capable de rendre disponible l’azote atmosphériques pour la végétation sous forme de ammoniac et ammonium.
Aussi une bonne partie des azotés sont, par mineralisation, relâché à l’atmosphère sous forme de N2. Sans les bactéries, cette “fuite” dans les cycles d’azote affamerais le tout.
À ce titre les bactéries ont joués des le début de l’histoire des vivants une rôle clé sans lequel sa n’aurait pas pu marcher et ne pouvait pas marcher aujourd’hui !??
(Aussi la photosynthèse était invanté par les bactéries).

J’apprends tous les jours et les questions ne cesse plus d’augmenté ! Quelle aventure !

Merci, au plaisir d’échanger des idées…

Franz, paysagiste et permaculteur (jardin forêt de 6000m2 depuis 2013

Ma région
Aquitaine, Béarn
Ben
Ben
2 années il y a

Bonjour,
merci pour ces infos, c’est plaisant les personnes qui partagent les connaissances !
J’ai des posters (en licences libres) ici qui pourraient intéresser des personnes sur le sujet : https://compost.graineahumus.org/Ressources-expo?lang=fr
L’un d’eux parle des formes azotées et de leurs cycles (niveau débutant).
Je trouve que la question de l’azote est primordiale. L’importation (95 % de l’utilisation dont 40 % hors Europe), le lessivage, l’eutrophisation et tout le toutim sont des sujets importants à traiter.
Les formes azotées étant dans un cycle qui est complexe, la captation n’est pas toujours évidente.
Le rôle des vers de terre est important pour le complexe argilo-humique et la rétention des éléments (dont l’azote). Cela ne se fait que s’il y a, entre autre, des champignons pour faire “la colle” (la glomaline) qui retiendra les éléments dans le bidou du ver quand il mélange la matière organique et l’argile.
D’où la présence des écosystèmes et leurs importantes. Mieux vaut bosser avec les vers de terre et le vivant que d’importer des éléments qui disparaissent (comme le phosphate) ou ont des implications géopolitiques et éthiques plus que gênantes.
Au passage, un article sur le sujets des déchets organiques 😉
https://www.graineahumus.org/reflexions-sur-les-dechets?lang=fr
Topette !
Ben

Ma région
Pays de la Loire
Dimitri
Dimitri
3 années il y a

Bonsoir,

J’ai acheté un terrain de 600 m2 qui était occupé pour une partie par des aubergines (cultivées avec bâches plastiques) et je souhaiterai y implanter un verger ( avec tout un tas de fruitiers divers et variés), voici ma question:
Puis je mettre du BRF ( ça évitera l’enherbement) au pied des fruitiers (j’ai aussi du biochar) et dans les allées et autour des fruitiers des fixateurs d’azote comme la luzerne ou autre qui pourraient potentiellement aider les futures fruitiers?

Gilles le Jardinier Bio
Administrateur
3 années il y a
En réponse à  Dimitri

Bonjour Dimitri,
A priori oui… mais ça dépend du sol…
Cordialement,
Gilles

tom
tom
4 années il y a

Bonjour super article fort intéressant, que pensez vous du Saule, frêne et noisetier comme arbre fixateur d’azote mais a quelle proportion ? (faible,moyen,fort) Je vous en remercie.Tom

Sat Atma
Sat Atma
5 années il y a

Continue du commentaire avant. ESt-ce qu’il faut semer les vivaces en serre avant? Dans un médium spéciale? Quand? Ou on peut les semer directement dans la terre? J’ai essayé avec quelques graines mais je n’avais pas de résultat. Maintenant j’ai semé le rhubarbe dans la serre, on va voir. Le bon roi Henri j’avais semé dans la terre mais rien n’est monté. Ni les épionards perpetuel.
Merci de m’éclaircir!

Gilles le Jardinier Bio
Administrateur
5 années il y a
En réponse à  Sat Atma

Bonjour Sat Atma,
Il y a des milliers de plantes vivaces…
On ne peut donc faire de généralités.
Quand ? ça dépend de l’espèce, de la variété, du climat, de la météo, du sol…
Mais, toute plante (à graines), qu’elle soit vivace ou pas, peut théoriquement se semer directement, si les conditions conviennent…
Après, il est en général plus sûr de semer en pépinière (on peut mieux maîtriser les conditions qu’en extérieur)

Sat Atma
Sat Atma
5 années il y a

Bonjour, merci beaucoup pour cet article très clair!
J’ai une question autour le semis des vivaces. Je ne sais pas vraiment comment le faire. Vous avez des conseils?

Maxime H.
Maxime H.
5 années il y a

Bonjour, ok, l’azote n’est restitué au sol que lorsque les plantes fixatrices d’azote tombent leur robe ou ce qui les constitue en bref mais vous oubliez les liens dû aux mycorisations, de se fait.. qui nous dit qu’il n’y a pas de transfert involontaire par le biais des champignons de nos plantes du jardin à nos autres plantes du jardin ? Ah ah !

Emmanuel
Emmanuel
8 années il y a

Bonjour,

L’arbousier et l’eleagnus ebbengei sont-ils des fixateurs d’azote ?

Merci 😉

Lionel
Lionel
6 années il y a
En réponse à  Emmanuel

L’arbousier non, l’eleagnus oui 🙂

Eric Moura
Eric Moura
8 années il y a

Bonjour, Je viens de planter une ligne de châtaigniers et noyers. Tous les arbres sont espacés de 10m et planté selon cette séquence : 1 châtaignier, 2 noyers, 1 châtaignier, 2 noyers, 1 châtaignier et 2 noyers…. cause j’avais pluss de noyers que de châtaigniers sous la main. Pour apport azote et pouuur le plaisiiir : J’ai le projet de planter 1 aulne blanc entre chaque paire de noyers. Est-ce que c’est une bonne idée ? Merci. Bon week-end et à bientôt. Eric

Maxime H.
Maxime H.
5 années il y a
En réponse à  Eric Moura

Il me semble que le Noyer est un arbre désherbeur par nature.. il produit une substance herbicide naturel pour éviter toute concurrence… certaines y sont très sensibles et en meurent donc.. d’autres au contraire arrivent à bien s’y acclimater.. mais du coup… aucune idée si les plantes et autres arbres fixateurs d’azote près-cités précédemment sont capable de supporter la substance que distille le noyer dans le sol… du coup.. votre bonne idée pourrait bien se transformer sur le long-court.. en très mauvaise idée. Arrêtez moi si je me trompe bien entendu.

Christophe G
10 années il y a
En réponse à  Benoît

Benoît,

Pour compléter et clore notre échange, j’ai trouvé 2 exemples d’agriculteurs qui font cette association : l’un utilise la céréale comme engrais vert https://agriculture-de-conservation.com/Luzerne-et-cereales.html

Et l’autre y va de bon cœur avec les pesticides et notamment les défoliants pour contrôler les ardeurs de la luzerne… https://agriculture-de-conservation.com/Gaec-du-bois-dore-a-Briantes-36-un.html

Pour ma part, je préfère travailler avec des légumineuses annuelles et cette année, je me concentre sur le chanvre car je crois à ses vertus agronomiques pour nourrir la fertilité.

Je vais m’en servir pour remplacer le maïs dans le système de la Milpa et comme engrais vert derrière les pommes de terre.

Belle journée et à bientôt

Christophe G
10 années il y a

Benoît,

Quand tu écris : ” il est à l’heure actuelle possible pour des agriculteurs de conduire un itinéraire de céréales dans une luzerne vivante, qui va rester en terre pour plusieurs cultures et être très clairement et durablement intégrée au plan de rotation.”

As tu des retours d’expériences précis à citer ou est-ce une supposition ? À mon avis, c’est contre productif vu le système racinaire de la luzerne.

Belle journée

Guillaume
Guillaume
10 années il y a

Bonjour,

Super article qui ouvre de nombreuses possibilités pour la fertilité naturelle du jardin avec les arbres et arbustes! Encore plein de choses à essayer.

Par contre, je voulais préciser la première idée reçue.

L’apport d’azote indirect par les légumineuses est possible de deux manières :
– par la décomposition de la partie aérienne de la plante dont l’azote est issue de la fixation qu’elle a réalisé (comme écrit dans l’article)
– mais aussi par la décomposition du système racinaire de la plante qui a lieu soit à la mort complète de la plante (fauche d’une vesce par exemple) ou à la mort d’une des racines alors que la plante est encore vivante dans le cas des légumineuses pluriannuelles (trèfle blanc – luzerne et à fortiori arbres et arbustes).

La fixation de l’azote atmosphérique a lieu dans le sol dans les nodosités. Ces nodosités sont le lieu de la symbiose entre la bactérie et la plante. On peut les observer facilement en arrachant un pied de haricot par exemple. Sur les racines on voit des petites boules. Quand elles sont actives, l’intérieur de ces nodosités est rosé. En fonction des espèces elles sont plus ou moins grosses.

Pendant sa vie la plante renouvelle ses parties aériennes mais aussi ses racines. Les racines qui meurent entrainent la mort des bactéries réalisant la symbiose et la libération de l’azote contenu dans les nodosités. Et, cet azote est minérale donc directement disponible pour les plantes alentours.

Par exemple, un agriculteur qui sème une culture de blé après avoir cultivé de la luzerne pendant 4-5 ans va avoir une libération d’environ 30kg d’azote par hectare disponible rapidement (mort des nodosités) et plusieurs dizaines de kg supplémentaires issues de la décomposition plus lente des racines de la luzerne.
Autre exemple un agriculteur semant une prairie composée d’une graminée et de trèfle blanc a toujours un rendement supérieur à une graminée pure grâce à la libération d’azote continue par le trèfle blanc durant sa vie.

Voilà pour la “petite” précision… désolé pour la longueur!

Bon jardinage

Christophe
10 années il y a
En réponse à  Guillaume

Guillaume,

J’abonde dans votre sens.

Benoît,

j’ajoute à votre article qu’il y a toujours un écart entre la théorie et la pratique ; parfois un fossé quand ce n’est pas un océan.

Il y a quelques années, j’ai décidé d’implanter quelques pieds de luzerne pour “azoter” naturellement une planche.

Sauf que j’avais omis que cette plante est très vivace et qu’elle prend ses aises et d’autant plus qu’avec ses racines profondes, elle a toujours une longueur d’avance sur les autres.

Bref, c’est une concurrente redoutable et aujourd’hui, j’en suis arrivé à la pioche pour la détruire…

Yvon
10 années il y a

Bonjour Benoit,
Je vais te faire une petite réponse (selon mes moyens) sur
le Forum du Jardinier bio.
amitiés
Yvon.