Les Arbres et Arbustes Fixateurs d’Azote Atmosphérique

La fixation de l’azote atmosphérique par des arbres et arbuste… 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.

Quelques précisions utiles sur la fixation de l’azote

D’abord, quelques points sur lesquels il me semble important de venir, au moins l’ont-ils été pour moi. Il s’agit de tordre le cou à deux idées reçues qui méritent vraiment d’être précisées pour éviter la confusion en rapport de ce qui se trouve d’idées répandues sur le sujet :

  • Une légumineuse (ou autre fixateur sous action symbiotique) d’azote n’enrichit jamais, jamais, jamais le sol en azote d’une manière directe. La fixation profite à l’individu fixateur, point-barre (ou alors à quelques fractions d’un pour cent, après la virgule du zéro). L’azote va revenir au sol pour peu qu’on laisse faire à la plante une bonne partie de son cycle et qu’on s’en tienne à ce qui se fait au naturel, à savoir une germination, une croissance, une mort et un retour au sol par l’action de l’activité biologique qui assure la décomposition de la litière. C’est le principe d’un couvert : On couche à floraison, et sous l’effet de l’activité biologique et du climat, l’azote organique produit en bout de chaîne va finir par minéraliser et repartir dans le cycle où il pourra à son tour nourrir d’autres plantes. D’où l’idée de ne jamais exporter la paille, et de laisser les feuilles de vos ligneux fixateurs d’azote, tombées à l’automne, tomber et se décomposer sur le sol.

  • La fixation d’azote atmosphérique intervient aussi et à plus forte raison dans la litière carbonée qui doit couvrir votre sol. Donc, des fixateurs, annuels ou vivaces, de n’importe quelle strate qu’ils proviennent, ne sont qu’un complément, certes sacrément intéressant, à ce qui se passe d’activité au sein de la litière (forestière (spontanée), ou anthropisée, c’est à dire qui arrive avec le travail du jardinier). Je ne m’étend pas, mais cet azote arrive a priori par le travail de bactéries libres, c’est-à-dire non symbiotiques, qui n’ont rien à voir avec les bactéries qui vont mycorhizer une légumineuse (rhizobiums) ou un ligneux fixateur d’azote (actinomycètes Frankia) en infectant sa racine. Donc, une fois de plus : Une litière, une litière, une litière ! Plus elle sera ligneuse et forte en carbone, plus vous vous tournerez vers le monde du champignon, plus votre sol deviendra sain, structuré et fertile. C’est le premier geste du jardin bio : Une terre toujours couverte, jamais écorchée d’un outil, toujours pourvue d’une plante active en son sein.

  • L’azote revenant par l’action de la litière et celle des fixateurs symbiotiques n’est pas un apport, mais un flux, un cycle. C’est éternellement la vie !

  • L’azote est loin d’être le seul élément à être apporté par des fixateurs. Notamment, les précieux oligo-éléments, tous strictement nécessaires à la fertilité, font partie du cortège.

  • La restitution d’azote par un couple fixateur/bactérie est extrêmement dépendante des conditions de sol et de climat.

  • L’apport d’engrais azotés, par un effet d’aubaine et de consommation de luxe, va inhiber la fixation biologique de l’azote. Encore une fois, c’est tout à fait logique ! La plante ne va pas aller développer des facultés qui lui sont pourtant naturelles si les besoins couverts par cette fonction sont déjà satisfaits. De même, l’activité de fixation baisse à mesure que la plante prend de l’âge. C’est également vrai pour les légumineuses, annuelles comme le Soja ou encore vivace, comme la luzerne et la réglisse.

Là où c’est le carbone qui arrive au sol via la photosynthèse (chute de la litière et rhizodéposition), l’azote arrive sous l’impulsion de bactéries. Il en existe des libres (azotobacters par exemple), et des symbiotiques (les rhizobiums attachés par mycorhization aux légumineuses et les actinomycètes Frankia, qui sont attachés à certains grands végétaux ligneux et pérennes).

Je ne m’étends pas sur la précision des mécanismes, je n’en ai pas la compétence pour le moment.

Les arbres et arbustes fixateurs d’azote

Il existe des arbres et des arbustes qui ont la capacité de fixer l’azote de l’air et de le redonner au sol une fois passé le cycle du recyclage de la matière végétale organique. Je vais vous le présenter par ordre de taille (cette liste n’est pas exhaustive, bien sûr, et révèle surtout une adéquation des espèces proposées à nos climats et biotopes, écosystèmes et agrosystèmes).

Pour ce qui est de grands arbres et des végétaux à fort développement :

  • L’Aulne Blanc et l’Aulne Rugueux.
  • Le Robinier Faux-Acacia.
  • La Glycine.

Pour ce qui est des arbustes et grands arbustes :

  • Le Faux-Indigo (Amorpha fructicosa), et d’une manière générale la série des Amorpha.
  • Le Caraganier de Sibérie, et d’une manière générale la série des Caragana.
  • La série des Eleagnus : Chalef argenté, Olivier de Bohème, Goumi du japon. Ces arbres, pour certains d’entre eux, produisent des baies, d’une grande valeur nutritive et gustative.
  • L’Argousier (Hippophae Rhamnoïdes). Cet arbre produit des baies d’une grande valeur nutritive et gustative.
  • La Réglisse. C’est une légumineuse, et là encore il est possible d’en tirer une récolte.

Pour ce qui est des vivaces de la strate herbacée, et donc particulièrement à valoriser dans des couverts permanents (aux pieds des arbres fruitiers, dans des parterres d’engrais verts permanents à faucher pour le mulsch, etc) :

  • La séries des trèfles, presque tous vivaces.
  • La Luzerne.
  • La Luzerne Arbustive.
  • Les Faux-Indigo bleu et jaune.
  • Les lupins, sauvage et cultivé.
  • L’Astragale du Canada.

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 deux exemples concrets réalisés dans mes jardins :

  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.

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.

Je dispose d’une assez grande quantité des ces futurs plants, et suis tout à fait d’accord pour procéder à des envois et des échanges.

Vous pouvez me contacter sur le forum du Jardinier Bio, où je ne manquerai pas non plus de diffuser cette proposition.

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 :

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

Un pdf très synthétique et pédagogique de chez Ecomestible :

http://ecomestible.com/wp-content/uploads/2014/02/%C3%A9comestible.com-Am%C3%A9nagement-paysager-comestible-cours-05-Annexe-1-tableau-fixateurs-dazote-1.1.pdf

L’article Wikipédia « Fixation du Diazote Atmosphérique »

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).

  • 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

    • 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…

  • Bonjour Guillaume, Bonjour Christophe,

    Merci beaucoup de vos commentaires qui me permettent de continuer à avancer.

    Effectivement, j’ai omis les racines dans la chaîne de recyclage, mais il est parfaitement exact que c’est autant de masse carbone, donc autant de fertilité du fait que c’est de vie qu’il s’agit. Et à côté de l’azote, je pense qu’il est utile de préciser que les sucres produits par la rhizodéposition d’un système tel qu’une prairie (qu’on me reprenne le cas échéant) représentent plus de la moitié du carbone qui retourne au sol, ce qui est énorme.

    Pour ce qui est de la gestion des légumineuses vivaces et de la possibilité de les voir s’installer comme adventices, je pense avoir trouvé une ébauche de solution, dont il faudra que je suive bien les effets à moyen et long termes pour voir si le système ne « dégénère » pas:

    Je sème de la légumineuse a développement relativement faible sur mes planches, et je procède de deux manières:

    – Soit je fauche avant de repiquer mes cultures.
    – Soit je sème le couvert vivant au moment où je repique, ce qui fait que la culture a un temps d’avance. En quelque sorte, elle a déjà gagné la course.

    Au fur et à mesure de la conduite de la culture, je fauche régulièrement la légumineuse qui devient donc un mulsch produit directement sur place.

    Le problème intervient vraiment lorsque je veux récupérer ma planche pour en faire autre chose. Le timing est très serré. Mais en général, je n’ai pas d’autre choix que de faucher, de couvrir d’une litière carbonée et de bâcher pour plusieurs semaines. Au pire, si je suis pressé, je repique directement dans la bâche en pratiquant de petits trous, et je remets du mulsch autour des pieds repiqués pour éviter – surtout au printemps/été – de brûler les jeunes plants.

    Donc oui, en effet, il y a bien des écarts entre théorie et pratique, mais en somme, c’est rassurant. Notre objet de passion est un objet vivant, donc en mouvement perpétuel. Ce qui nous oblige à trouver des solutions au cas par cas. Il n’y a pas de choix, et c’est ce qui fait tout le sel de la chose.

    Mais par exemple, 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.

    Donc, pour nous au jardin, c’est d’autant plus stimulant. Ce n’est sans doute pas simple le temps d’établir la conduite du couvert vivant, mais une fois que « ça tourne », on s’approche encore d’un optimal pratique.

    Au passage, merci beaucoup Guillaume de m’avoir fait remarquer que l’azote contenu dans les nodosités n’a pas à passer par un processus de minéralisation, puisque issu d’un travail bactérien il est déjà minéralisé. Fait que je n’avais pas assez analysé pour l’insérer valablement dans ma chaîne de raisonnement.

    Soyez sûrs que vos contributions sont très appréciées. Le chemin est long et tortueux, il est toujours très stimulant de trouver des balises sur le bord de la route, posées par ceux qui ont emprunté le chemin avant vous.

    Peut-être avez-vous des essais pratiques ou des lectures à me suggérer ?

    Amitiés,

    Benoît

  • 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.

    ———————-
    https://www.youtube.com/watch?v=qqymLhxrg7U

    Je te conseille le visionnage de ce documentaire encore en ligne pour quelques jours et qui met en évidence que la fertilité d’un sol se fabrique à sa surface…

    Il permet (entre autres) de comprendre pourquoi une butte de permaculture sans bois est 10 fois plus productive et économe en énergie qu’avec…

    Belle journée

  • Bonjour Christophe,

    Je n’ai pas oublié que je t’ai promis un peu de graines de Sorgho, mais mon emploi du temps étant ce qu’il est, elles ne sont pas encore parties.

    C’est loin d’être trop tard pour le semis. Je me suis fait un pense-bête pour te l’expédier mardi.

    Merci de tes commentaires. Ce dont tu me parles est déjà très bien défini dans tes deux livres, c’est donc encore plus sympa de t’avoir en direct ! Je n’ai pas encore lu le troisième, mais je pense qu’il est paru…

    Pour ce qui est du blé dans une luzerne pérenne porte-graines, voir les deux DVD de Stéphane Aïssaoui « Des cultures plus rentables et durables ou: Comment accéder au sol vivant ».

    Je n’ai malheureusement pas retenu le nom du paysan qui pratique de cette manière, mais il explique clairement sa démarche, exemples concrets à l’appui, dans le champ. Il me semble qu’il parle de pérenniser sa luzerne sur cinq ans, qui en plus lui fournit une récolte de graines.

    Par contre il est très clair que ce n’est pas un itinéraire où il est possible pour le moment d’arriver au bout en bio.

    Idem pour les éleveurs qui sèment un maïs derrière une prairie pérenne, en semis direct. Faut quand même griller au glypho. Mais le chemin est ensuite tracé (tu verras ça dans les dvd, c’est passionnant, d’autant plus pour toi j’imagine, comme professionnel): Un maïs sur prairie, deux blés, une orge, et il repart sur une prairie. Avec des couverts d’interculture entre chaque, riches en légumineuses.

    Je peux te les prêter si tu veux.

    Bon week-end !

  • 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

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