[Production – [Extraction] – Reproduction]

http://www.dailymotion.com/video/xam529 Substituer au cycle de la reproduction celui de la production, chaîne de démontage du sample-clone poule©, extrait son : Jean-Pierre Berlan.

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« La vie dépend de circuits de contingences entrelacés, alors que la conscience ne peut mettre en évidence que tels petits arcs de tels circuits que l’engrenage des buts humains peut manœuvrer. » Gregory Bateson

Ignorant ces vastes circuits de contingences, par intérêt et/ou mode de pensée excessivement atomiste, nous extrayons-isolons-samplons des bribes de machines naturelles.
Le poule© en batterie n’est ainsi qu’un sample - possible, montable et démontable - de la machine poule-environnement avec rythmes et champ des possibles naturels (c’est à dire ouvert dans les limites de ses indifférences).
Extrait-isolé de ses circuits, une note de son ensemble musical, l’objet produit vise à optimiser la séparation entre ses rythmes de production et de reproduction. Condamné à ne dialoguer qu’avec des machines nourricières qui incisent et modifient les coordonnées de son corps, vitesses et  lenteurs, le clone-sample n’a évidement pas les mêmes capacités d’affecter et d’être affecté que sa version originale (objectif de maximisation de son indifférence au monde). 
A  en rester à la forme on dira bien que le clone-sample est toujours un poulet, justification d’ordre morale permettant de le multiplier à l’infini sur un mode copier-coller. Ce qui est vrai pour le poule© l’est tout autant pour le grain© qu’il mange. Ces entités de stockage et/ou de transformations temporaires, parties intégrantes de la méta-machine qui les produit pourraient donc bien chanter ceci :

« Chacun de nous est sorti d’animalcules indéfiniment petits dont l’identité était entièrement distincte de la notre ; et qui font partis de notre système reproducteur ; pourquoi ne ferions-nous pas partie de celui des machines ? Ce qui nous trompe c’est que nous considérons toute machine compliquée comme un objet unique. En réalité, c’est une cité ou une société dont chaque membre est procrée directement selon son espèce. Nous voyons une machine comme un tout, nous lui donnons un nom et l’individualisons ; nous regardons nos propres membres et nous pensons que leur combinaison forme un individu qui est sorti d’un unique centre d’action reproductrice. Mais cette conclusion est anti-scientifique, et le simple fait qu’une machine à vapeur n’a été faite par une autre ou par deux autres machines de sa propre espèce ne nous autorise nullement à dire que les machines à vapeur n’ont pas de système reproducteur. En réalité, chaque partie de quelque machine à vapeur que ce soit est procrée par ses procréateurs particuliers et spéciaux, dont la fonction est de procréer cette partie là, et celle-là seule, tandis que la combinaison des partie en un tout forme un autre département du système reproducteur mécanique… » Samuel Butler « le livre des machines »

De l’intérêt d’avoir des mots pour le dire, donner à voir et sentir les différences … qui produisent d’autres différences.

Integration en appartement …

Et leurs feuilles enveloppantes (…) toutes ces choses avec lesquelles il [était] bon d’aller …

Deux habitats (agencements) urbains en compétition de substitution.
→ Peuplement des canapés de salon & télévision : niche globale, terrier d’un spectateur, dedans.
→ Peuplement des bancs publics & strate arborée : niche locale, corridor d’un flâneur, dehors.

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« Trace et aura. La trace est l’apparition d’une proximité, quelque lointain que puisse être ce qui l’a laissé. L’aura est l’apparition d’un lointain, quelque proche que puisse être ce qui l’évoque. Avec la trace, nous nous emparons de la chose, avec l’aura, c’est elle qui se rend maîtresse de nous. »
Walter Benjamin, Paris, Capitale du XIXe siècle, Edition Cerf, 1989, p. 464

« Pour connaître toute la mélancolie d’une ville, il faut y avoir été enfant.»
Walter Benjamin, l’Enfance berlinoise.

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De petites différences inévidentes qui produisent d’autres différences,
Découplage production – reproduction,
Mise en appartement du dehors,
Ecologie urbaine,
Du flâneur au spectateur,
De la trace à l’aura,
Mimétisme des affects …

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http://www.dailymotion.com/video/xalm0t

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Peu sur l’extinction des boudoirs publics,
Transformés canapé de salon,
Privatisation de la rue [par-en] appartement,
Spectateur communiant face contre écran,
Amen et communion en télévision,
Meetoc et autre plante verte,
Le dehors,
Prétexte à ramener dedans,
La terminaison des flâneurs,
Dos à la course mimétique des temps,
[Court y dort] …

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Quelques pas …

→ Apologie des bancs publics 
→ Guerrilla benching 
→ Le terrier de Frantz Kafka
→ La figure dans le paysage

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http://www.dailymotion.com/video/x6xjdt Imaginaire urbain …

L’élément N et le végétal (5)

 

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« Tout organisme est une mélodie qui se chante elle-même. »
« Chaque espèce vit dans un environnement unique, qui est ce qui lui apparaît  déterminé par son organisation propre. »
« Chaque cellule vivante est un mécanicien qui perçoit et agit (…) [l’organisme le fruit de la] collaboration de l’ensemble de ses mécaniciens. »
Jakob von Uexküll

« Un champ d’espace-temps a été ouvert : il y a là une bête. »
Maurice Merleau-Ponty

« Des nuages d’intelligibilité flottent autour de nous et s’entrecroisent, s’étendent, se rétractent. Le déploiement d’un Umwelt, écrit Von Uexküll, c’est une mélodie, une mélodie qui se chante elle-même : la mélodie est à la fois chant proféré et chant entendu à l’intérieur de soi. Chaque animal a en lui le chant de son espèce et commet sa variation. Ce chant varié décrit un paysage, autrement dit une lecture du paysage, un parcours, une traversée, une captation, une remémoration. Il en est des animaux grégaires, au champ d’espace-temps circonscrit, il en est d’autres qui l’étendent, et pour les migrateurs, sur des distances considérables : dans la scène d’école où la fin des vacances se marque pour les enfants par les réunions d’hirondelles, ce sont les hirondelles qui ont le champ d’espace-temps le plus vaste. Mais dans tous ces cas, la pelote formée avec le monde sera un territoire, et « monde » n’est rien d’autre que l’interférence de tous ces territoires entre eux, que « l’enveloppement des Umwelten les uns dans les autres. »
Jean-Christophe Bailly

« La plante est fixe, c’est un fait, et cela signifie qu’elle affronte l’adversité au lieu de la fuir, comme le fait si fréquemment l’animal. En conséquence, elle a dû développer d’énormes capacités de résistance, dont une bonne part lui vient de sa plasticité génétique. Organisme peu intégré, elle met à profit le fait qu’elle est, selon l’expression de Tsvi Sachs, de l’université de Jérusalem : «  une population d’organes redondants qui sont en compétition les uns avec les autres  », pour promouvoir le génome le mieux adapté aux conditions du moment; si les conditions changent, elle met en œuvre une variante du génome initial, mieux adaptée au nouvel environnement. »
« Essayez, de passer votre vie entière le pied dans l’eau, avec pour toute nourriture le gaz carbonique et la lumière solaire ; de toute évidence, vous n’y parviendrez pas. Le riz, lui, en est capable, grâce à son génome beaucoup plus complet que celui de l’être humain; ce dernier, comme les autres animaux mobiles, vit dans des conditions faciles et relativement à l’abri des contraintes. »
« Si l’on se place sur le plan de l’évolution biologique, celle de Darwin, alors l’évolution de la plante et celle de l’animal, sont très différentes. Evoluer pour les animaux, c’est se dégager de mieux en mieux des contraintes du milieu, et en ce sens, l’homme est bien placé au sommet de la pyramide, parce que pour nous à la limite, on ne sait même plus ce qu’est le milieu. Evoluer pour une plante, c’est se conformer de mieux en mieux aux contraintes du milieu, cela consiste donc, non pas à échapper mais au contraire à se dissoudre dedans, à disparaître d’une certaine manière. C’est en quoi la plante m’est apparue immanente, alors que l’animal serait transcendant. »
Francis Hallé, sources diverses dont « l’éloge de la Plante », Éd. du Seuil, collection sciences 1999

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Cycles des éléments, compartiments et temps des formes …

Au cours de son cycle, un élément traverse différents réservoirs ou volumes qui correspondent à ses temps et lieu de capture sous l’une ou l’autre de ses formes. Avatars diraient les Indous, l’élément N étant tantôt pour le végétal une sorte de divinité fertile sous sa forme NO3-, tantôt un porteur de chaos sous sa forme NO2-.
La notion de temps de résidence fait ainsi appel à la durée et au lieu des métamorphoses combinatoires successives d’un élément. Autrement dit, sous quelle forme et combien de temps celui-ci demeure-t-il dans le sol, l’eau ou l’air. Le schéma ci-dessus laisse apparaître les différentes formes de l’élément N et les différents mouvements de passage (nitrification, ammonification, etc.) entre ces mêmes formes. Au niveau des réservoirs, sont ici représentés l’humus des sols, les sols eux-mêmes, la biomasse des différents organismes vivant, la sédimentation dans les océans, les eaux de surface et indirectement la basse atmosphère lieu d’accueil du gaz diazote (N2). Afin de précision il conviendrait d’ajouter à cette liste les eaux souterraines en tant que réservoir collecteur, et plus généralement toute activité capturant de l’azote dans sa production.
Le cycle de l’azote, comme celui du carbone ou de l’eau concerne les trois compartiments air-sol-eau. Le réservoir eau étant plus que les autres sensible aux activités anthropiques. Compte-tenu de l’aspect cyclique, tout puits à azote est également source d’azote. Tel puits capture une forme pour la fixer sous une autre, sa forme d’azote utile, avant de la restituer au puits suivant sous une certaine forme, qui comme nous l’avons vu dépend de certains des paramètres du milieu (pH, oxygénation, et autres variables susceptibles d’influencer les métamorphoses combinatoires).
Ainsi selon les conditions du sol, l’azote issu de la dégradation de la matière organique en décomposition (NH3) sera restituée tantôt sous la forme d’ammonium (NH4+), tantôt sous la forme de nitrate (NO3-), ou encore volatilisé sous la forme de diazote (N2).

Accélération du rythme des tambours sur la galère terre …

Ce qu’il est important de souligner à présent, c’est que l’accélération des rythmes, que le développement des activités humaines impose à la biosphère, affecte en premier lieu les temps de résidence des différents éléments au sein de leur cycle.
A titre d’exemple, l’eau se déplace de manière cyclique sous des formes et dans des volumes qui se modifient à mesure du rythme des activités humaines. Aujourd’hui, et pour le dire très vite, les volumes d’eau stockés sous les formes de glace et de neige se réduisent sous l’effet du réchauffement. Il en va de même pour l’eau liquide stockée dans les sols et sous-sols du fait de leur imperméabilisation, route ou urbanisation, et/ou des pratiques de drainage agricoles dans le sens de la pente, des barrages, des dérivations, endiguement et canalisation des cours d’eau, etc. Il en va donc de même pour une biomasse qui puise là sa ressource en eau et vient à manquer, et qui de plus, voit son volume évoluer lui-même négativement à mesure de la déforestation et de la désertification (surpâturage), ces deux phénomènes étant liés.
En effet, dans certains pays relativement éloignés de la mer comme l’Allemagne, seulement la moitié des précipitations atmosphériques proviennent directement de la mer, le reste étant recyclé de proche en proche par la végétation. En moyenne annuelle, 65% des précipitations qui arrivent sur les continents s’évaporent directement, 24% ruissellent vers les cours d’eau et 11% s’infiltrent dans les sols pour alimenter les nappes souterraines. Plus l’eau coule vite à la mer, et plus on surpompe pour ralentir la fuite. 
Rien ne se perd, rien de se crée, l’eau perdue sur et sous terre se retrouve donc dans des océans dont les volumes montent. Réchauffement et hausse du niveau des eaux superficiellex des océans pourraient donc conduire à une augmentation des stocks de vapeur d’eau dans l’air. Bien que le temps de résidence de l’eau soit faible dans l’atmosphère, on pose d’ailleurs ce stock comme constant jusqu’à ce jour, il est à noter que la vapeur d’eau est un gaz à effet de serre extrêmement puissant. On l’estime d’ailleurs responsable d’environ 60% de l’effet  de serre naturel.

Actuellement on estime l’effet de serre non naturel provoqué à :
→ 69.6% par le dioxyde de carbone (CO2);
→ 15,8% par le protoxyde d’azote (N2O);
→ 12,4% par le méthane (CH4) ;
→ 2,2% par les gaz fluorés (CFC ou chlorofluorocarbures).

Conclusion de transit, il n’est pas forcement besoin de produire du CO2 pour participer à accentuer l’effet de serre. Par ailleurs toutes les émissions de GES n’ont pas le même pouvoir de réchauffement, que celles-ci soit effectuées au niveau des pôles ou au niveau de l’équateur, ceci étant du à l’angle d’incidence du rayonnement solaire. Si les émissions de GES seraient ainsi à contextualiser en fonction de leur lieu d’émission, il est cependant à noter, du fait du brassage de l’atmosphère par les vents, que les lieux d’émission des gaz à effet de serre sont au final de moindre importance. On estime ainsi le temps qu’il faut pour qu’une partie d’un gaz émis en Australie se retrouve au-dessus de New-York de quelques mois à une année.
Plus généralement, le pouvoir de réchauffement global (PRG) d’un GES correspond à la puissance radiative que celui-ci participe à réfléchir vers le sol. Dans l’échelle des mesures, le PRG du CO2 est établi à 1 par convention. La contribution d’un GES au renforcement de l’effet de serre dépend ainsi, et principalement, de trois facteurs :
→ du PRG du GES en question ;
→ de son temps de résidence dans l’atmosphère ;
→ de sa concentration.

Pour continuer à dévier joyeusement sur le sujet climatique, et puisque tout est lié à différentes échelles, il n’est pas inutile non plus de remarquer que les humains se retrouvent dans le même temps confrontés à la nécessité de réduire leur consommation énergétique, du fait de l’épuisement des ressources fossiles, de l’autre, à lutter contre le surplus énergétique global qu’est le réchauffement de la planète. Celui-ci étant induit en partie par la production d’une énergie utile à partir des combustibles fossiles. S’il y a bien un endroit où l’ingénierie végétale surpasse en tout point celle des humains, c’est bien dans la captation et production d’une énergie utile.
Néanmoins, on aura pu le saisir, et sous un aspect véritablement technophile, le réchauffement global est aussi et peut-être la solution à nos besoins énergétiques. Passons.

La hausse de la température induite par le changement climatique influe sur l’activité bactériologique, et donc sur le cycle de l’élément N. Lorsque la température des sols augmente certaines réactions chimiques voient leur vitesse augmenter, ce qui produit différents effets de retour sur les cycles des éléments, comme le niveau du réchauffement climatique.
Ainsi, une hausse des températures du sol augmente l’azote mis à disposition des végétaux par le travail des micro-organismes, sa minéralisation augmentant avec la température et l’humidité du sol jusqu’à des niveaux optimum situés entre 21 et 31°C, et une saturation en eau de l’espace poral du sol de l’ordre de 50 à 70%.
La hausse du rythme de la nitrification (oxydation de l’ammoniac NH3 en nitrate NO3-), toute chose égale par ailleurs, favorise la croissance de la biomasse végétale, et avec elle, la capture du CO2 atmosphérique à travers la photosynthèse. Saut à manquer des autres facteurs limitants de la croissance végétale (eau, Ca2+, K+, PO43-, O2, etc.) on peut donc penser que cette rétroaction négative puisse limiter la concentration de CO2 atmosphérique, et donc la hausse des températures.
Seulement une matière organique des sols plus rapidement dégradée contribue également, et sous certaines conditions, à augmenter les émissions de CO2, ce dernier étant aussi l’un des sous-produits de la dénitrification avec le N2O (protoxyde d’azote), un gaz à très fort PRG.
Si la nitrification est réalisée par des bactéries aérobies, la dénitrification est le fait de bactéries anaérobies. Celles-ci puisent en effet dans les molécules de nitrates (NO3-) l’oxygène dont leur métabolisme a besoin. Un tel processus est donc notamment favorisé par une sursaturation des sols en eau qui crée les conditions d’une faible oxygénation. Les nitrates NO3- sont alors réduits (gain d’électron) en nitrites (NO2-). Par suite, le nitrite devient successivement NO (monoxyde d’azote), puis N2O, et enfin lorsque la réaction est complète, diazote N2 qui retourne à l’atmosphère par volatilisation. Cependant, si le taux de dioxygène devient suffisant pour satisfaire aux besoins des bactéries, la dénitrification peut-être arrêtée aux stades NO ou, plus souvent, N2O.

Le couplage entre cycle du carbone et cycle de l’azote se fait au niveau des microorganismes.

Selon les conditions, les sols peuvent donc se comporter tantôt en tant que puits à carbone, tantôt en tant que source nette de gaz à effets de serre. Voilà une conclusion qui nous renvoie une fois encore à cette nécessaire contextualisation qu’appelle l’appréciation des phénomènes écologiques. Ou pour le dire autrement : « (…) le rôle que joue la nature en tant qu’objet dans les différents milieux est contradictoire (…) si l’on voulait rassembler ses caractères objectifs, on serait devant un chaos (…) » Jakob von Uexküll

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http://www.dailymotion.com/video/x9uz17

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Imposer ses formes à l’élément N

Des modifications rythmiques affectent donc le flux des métamorphoses de l’eau ou du carbone. Les cycles des différents éléments étant couplés, le changement de rythme global, il en va de même pour l’azote (N), le phosphore (P), le potassium (K), etc.
Concernant l’élément N, son principal réservoir est l’atmosphère qui contient à l’état gazeux une quantité environ 100 fois supérieure à celle stockée par la biomasse au cours de sa croissance. Aujourd’hui, certaines activités humaines peuvent altérer les rythmes de son cycle de différentes façons :
→  1) en introduisant dans les agrosystèmes des excès d’engrais enrichis en azote minérale (NO3-, NH4+), et dont la fraction nitrate abouti dans les eaux (toxicité de l’eau potable, eutrophisation des eaux de surface);
→  2) en relâchant dans les écosystèmes des eaux usées domestiques concentrées en azotes (urée, matière fécale, etc.), et donc en pratiquant l’élevage intensif à proximité des cours d’eau;

Les plantes de cultures puisent dans le sol de 160 à 200 kg d’azote par hectare. Concernant l’élément N, nous augmentons par les apports d’engrais les stocks de nitrate et/ou d’ammonium afin de maintenir des rendements agricoles croissants sur des sols qui s’épuisent. Le stock organique croît en retour du fait de la portion d’azote minéral ainsi assimilée par la biomasse (croissance végétale et élevage intensif sur de petites surfaces). Par ailleurs les nitrates, du fait de leur lessivage par les eaux de pluie, se concentrent dans les eaux de surfaces et souterraines.

Bilan azoté mondial (millions de tonnes) pour la production végétale et la production animale (Van der Hoek 1998).

Augmentation des stocks de nitrites et de nitrates dans les eaux entraînent des phénomènes d’eutrophisation : surconcentration d’éléments nutritifs dans les eaux → surproduction végétale → asphyxie de la faune aquatique, manque de lumière, bloom d’algues toxiques (cyanobactérie), difficulté à potabiliser les eaux, etc.
De même nous augmentons le stockage de l’azote sous forme de NH3. La quantité de déjection rejetée dans les milieux dépasse la capacité de minéralisation des sols. Rappelons que l’ammoniac (NH3) est le produit la décomposition de la matière organique azotée par les bactéries saprophytes.
En milieu bien oxygéné, la formule de la minéralisation de l’azote par nitrification est la suivante :
a) NH3 + O2 → NO2− + 3H+ + 2e− (ammoniaque devient nitrite)
b) NO2− + H2O → NO3− + 2H+ + 2e− (nitrite devient nitrate)
Notons également la possibilité de volatilisation de l’ammonium sous la forme de gaz ammoniac NH3, processus chimique de réduction (gain d’électron) qui opère surtout dans les sols alcalins.
Au final, les émissions d’ammoniac sont à 95% d’origine agricole, dont 80% proviennent de l’élevage.

Bilan des modes d’action, des conséquences et des modifications entraînées par les dépôts (secs ou humides) d’azote ammoniacal (Bonneau 1989, Van Dijk et al 1989, Probst et al 1990, Egli et Fitze 1995, Duchaufour 1997).

→ 3) en brûlant des combustibles fossiles qui libèrent des oxydes d’azote (NOx) dans l’atmosphère. De 30 à 60% des composés azotés présents dans le combustible sont convertis en NOX, 90-95% des volumes émisle sont sous la forme de NO (monoxyde d’azote).
Si les deux premiers points augmentaient la concentration d’azote dans les sols et les eaux, le dernier implique l’air. Les oxydes d’azote (NOx) qui sont relâchés dans l’atmosphère, principalement par combustion des énergies fossiles (automobile, centrales thermiques, etc.), génèrent quant à eux différents effets selon les conditions météorologiques.
En altitude, ils se combinent avec l’eau de l’atmosphère pour former de l’acide nitrique (HNO3) qui retombe sur terre avec les précipitations. Cet acide modifie alors non seulement le pH des sols et des écosystèmes aquatiques, mais il augmente également le taux d’azote dans les eaux de surface. En conditions chaudes et peu venteuse, les NOx demeurant dans les très basses couches de l’atmosphère, ceux-ci se combinent alors avec l’oxygène (O2) de l’air pour former de l’ozone (O3).
2 NO + O2 → 2 NO2 (dioxyde d’azote)
NO2 + O2 + energie solaire → O3 + NO
2 NO + O2 → 2 NO2 (dioxyde d’azote)
A noter que le dioxyde d’azote est un agent oxydant (accepteur d’électron). Son inhalation par les animaux donne une réaction instantanée avec l’eau de la muqueuse interne de leurs poumons, conduisant à la production d’acide nitrique.

Les conséquences de ces trois points sont donc une modification la balance écologique de l’élément N telle que présentée ci-dessous (comptabilité des flux et des stocks de formes).

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« Car ce n’est pas par réflexion, ni sous l’empire d’une pensée intelligente que les atomes ont su occuper leur place ; ils n’ont pas concerté entre eux leurs mouvements. Mais comme ils sont innombrables et mus de mille manières [...] et qu’ils s’abordent et s’unissent de toutes façons pour faire incessamment l’essai de tout ce que peuvent engendrer leurs combinaisons, il est arrivé qu’après avoir [...] tenté unions et mouvements à l’infini, ils ont abouti enfin aux soudaines formations massives d’où tirèrent leur origine ces grands aspects de la vie : la terre, la mer, le ciel, les espèces vivantes. »
Lucrèce, de natura rerum.

« (…) le monde que nous propose Spinoza. Il voit le monde comme ça. Il nous dit en effet que chaque corps est composé à l’infini par des infinités de parties qu’il appelle les corps les plus simples. Qu’est-ce qui fait que ces corps les plus simples, que tel ensemble infini appartient à tel individu plutôt qu’à tel autre ? Il dit que ces corps les plus simples, que ces particules sont toujours, dans un certain rapport de mouvement et de repos, de vitesses et de lenteurs, et ce rapport caractérise un individu. Donc un individu n’est pas défini par sa forme, que ce soit une forme biologique, une forme essentielle, n’importe quel sens su mot forme, un individu est défini par un rapport plus ou moins composé, c’est à dire un ensemble de rapports, faits de mouvements et de repos, de vitesses et de lenteurs, sous lesquels des infinités de parties lui appartiennent. Enfin, chaque individu est un collectif, chaque individu est une meute. »
Gilles Deleuze, cours sur Spinoza du 15/02/77.

« (…) à partir d’un début si simple, des formes infiniment belles et magnifiques ont évolué et évoluent encore.»
Charles Darwin, l’origine des espèces.

« (…) Quelqu’un a inventé ce jeu
Terrible, cruel, captivant
Les maisons, les lacs, les continents
Comme un légo avec du vent
(…)
Pourquoi ne me réponds-tu jamais
Sous ce manguier de plus de dix mille pages
A te balancer dans cette cage ?
A voir le monde de si haut
Comme un damier, comme un légo
Comme un imputrescible légo
Comme un insecte mais sur le dos (*)
(…) » Alain Bashung – Comme Un Lego

(*) En 1822 Etienne Geoffroy St. Hilaire remarque que le plan d’organisation du homard est le même que celui d’un vertébré si le premier est inversé (sur le dos).

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http://www.dailymotion.com/video/x2gjky

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Le besoin nutritif des plantes et leur développement

Avec Michel Caboche, de l’Académie des sciences, avec Laurent Nussaume et Jan Traas.
Toute plante a son architecture propre, de la pointe des racines à celle des feuilles. Comment les racines perçoivent-elles la présence des sels minéraux nutritifs et comment réagissent-elle à leur carence ? Comment le sommet de la tige choisit-il d’initier un rameau, une feuille ou une fleur ?
Partie 1 : rôle du Phosphore (élément P) et des autres nutriments
Partie 2 : rôle des hormones végétales et contrôle de la ramification

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Lumières d’hier et d’aujourd’hui

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« (…) le rôle que joue la nature en tant qu’objet dans les différents milieux est contradictoire (…) si l’on voulait rassembler ses caractères objectifs, on serait devant un chaos (…) [mais] tous ces milieux sont portés et conservés par la totalité qui transcende chaque milieu particulier : la nature ». Jakob von Uexküll

Si nous cherchions à définir le développement durable, on pourrait dire que celui-ci vise à intégrer dans nos prises de décisions ce que pourrait-être le terreau nécessaire à un continuum de croissance socio-économique. Soit les soubassements où conditions sur lesquelles reposent une certaine idée du progrès (en ce qu’il serait continu par exemple).
L’écologie des sols étant une chose très complexe, le DD simplifie grandement l’affaire en se référant à la notion de cadre et à son synonyme d’environnement. Cadre de vie, cadre de production, environnement de croissance, etc. Dans un cadre dont j’imagine des frontières fixes, je peux en effet segmenter et rendre visible certaines des composantes révélatrices des conditions de reproduction de ce même cadre.
L’une des conclusions est alors qu’un environnement sain est, dans le temps long, l’une des conditions nécessaires au continuum d’un progrès (économique, social, etc.)
Dans un cadre, je compile donc une somme de catégories de pensée (plus et/ou non questionnées) pour aide à la prise de décision. J’ajoute donc de nouvelles variables à l’équation coût-avantage standard, mais le mode de résolution du problème reste sensiblement le même.

Monde complexe → simplification des variables et segmentation par ensemble → analyse comptable par ensemble → synthèse des comptes ou bilan statique consolidé → analyse des risques et analyse coût-avantage de solutions d’équilibre.

Au-delà du caractère directement opérationnel de la chose, difficile d’y voir de véritable révolution dans la pensée. L’homme demeure le plus souvent hors-cadre, le travail centré sur du connu faisant encore une belle part à la mécanique classique.
En résulte une activité à orientation prescriptive qui n’a pas réellement besoin d’un individu attentif au monde, et donc mature, du fait de la diffusion d’attendus institutionnels.

En écho, nous pourrions définir une certaine pratique de l’écologie comme la science et l’art de révéler des relations incertaines et inévidentes. Non perceptibles ou non encore perceptibles du fait de l’échelle spatiale ou temporelles des phénomènes étudiés.
Ici pas de cadre « photographique », mais bien plus l’art du montage cinématographique dans le traitement des points et frontières mobiles et l’accès à la connaissance. Pas d’environnement-cadre, mais des écosystèmes ouverts les un sur les autres, l’homme dedans entant que producteur et produit. La segmentation standard (économie, environnement, social, etc.) n’est plus ici opérationnelle. D’où le renouvellement nécessaire du mode de penser les problèmes, et l’appel à des résolutions beaucoup plus systémiques.

Monde complexe → modélisation systémique et intégration de l’observateur → analyse dynamique des déséquilibres → réponse à la question existe-t-il un intérêt à agir ? (principe d’attention et de précaution).

En résulte une activité à but informatif (sur les réponses incertaines du monde à nos actions) qui a réellement besoin d’un individu attentif au monde, et donc mature face à l’émergence d’inattendus.

De là notre question : le développement durable réactualise-t-il véritablement l’idée de progrès ? Si oui laquelle et en quoi ?
Ou alors vise-t-il plus simplement à la construction d’un continuum historique artificiel ?
Un petit retour en arrière semble utile. Le progrès, mais lequel ? De quoi, et à partir de quoi parlons-nous ?

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http://www.dailymotion.com/video/x8vpvr

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« Qu’est-ce que les Lumières ? »
Emmanuel Kant, 1784, traduction Jules Barni, source

« Les lumières sont ce qui fait sortir l’homme de la minorité qu’il doit s’imputer à lui-même. La minorité consiste dans l’incapacité où il est de se servir de son intelligence sans être dirigé par autrui. Il doit s’imputer à lui-même cette minorité, quand elle n’a pas pour cause le manque d’intelligence, mais l’absence de la résolution et du courage nécessaires pour user de son esprit sans être guidé par un autre. Sapere aude, aie le courage de te servir de ta propre intelligence ! Voilà donc la devise des lumières.

La paresse et la lâcheté sont les causes qui font qu’une si grande partie des hommes, après avoir été depuis longtemps affranchis par la nature de toute direction étrangère (naturaliter majorennes), restent volontiers mineurs toute leur vie, et qu’il est si facile aux autres de s’ériger en tuteurs. Il est si commode d’être mineur ! J’ai un livre qui a de l’esprit pour moi, un directeur qui a de la conscience pour moi, un médecin qui juge pour moi du régime qui me convient, etc. ; pourquoi me donnerais-je de la peine ? Je n’ai pas besoin de penser, pourvu que je puisse payer ; d’autres se chargeront pour moi de cette ennuyeuse occupation. Que la plus grande partie des hommes (et avec eux le beau sexe tout entier) tiennent pour difficile, même pour très-dangereux, le passage de la minorité à la majorité ; c’est à quoi visent avant tout ces tuteurs qui se sont chargés avec tant de bonté de la haute surveillance de leurs semblables. Après les avoir d’abord abêtis en les traitant comme des animaux domestiques, et avoir pris toutes leurs précautions pour que ces paisibles créatures ne puissent tenter un seul pas hors de la charrette où ils les tiennent enfermés, ils leur montrent ensuite le danger qui les menace, s’ils essayent de marcher seuls. Or ce danger n’est pas sans doute aussi grand qu’ils veulent bien le dire, car, au prix de quelques chutes, on finirait bien par apprendre à marcher ; mais un exemple de ce genre rend timide et dégoûte ordinairement de toute tentative ultérieure.

Il est donc difficile pour chaque individu en particulier de travailler à sortir de la minorité qui lui est presque devenue une seconde nature. Il en est même arrivé à l’aimer, et provisoirement il est tout à fait incapable de se servir de sa propre intelligence, parce qu’on ne lui permet jamais d’en faire l’essai. Les règles et les formules, ces instruments mécaniques de l’usage rationnel, ou plutôt de l’abus de nos facultés naturelles, sont les fers qui nous retiennent dans une éternelle minorité. Qui parviendrait à s’en débarrasser, ne franchirait encore que d’un saut mal assuré les fossés les plus étroits, car il n’est pas accoutumé à d’aussi libres mouvementé. Aussi n’arrive-t-il qu’à bien peu d’hommes de s’affranchir de leur minorité par le travail de leur propre esprit, pour marcher ensuite d’un pas sûr.

Mais que le public s’éclaire lui-même, c’est ce qui est plutôt possible ; cela même est presque inévitable, pourvu qu’on lui laisse la liberté. Car alors il se trouvera toujours quelques libres penseurs, même parmi les tuteurs officiels de la foule, qui, après avoir secoué eux-mêmes le joug de la minorité, répandront autour d’eux cet esprit qui fait estimer au poids de la raison la vocation de chaque homme à penser par lui-même et la valeur personnelle qu’il en retire. Mais il est curieux de voir le public, auquel ses tuteurs avaient d’abord imposé un tel joug, les contraindre ensuite eux-mêmes de continuer à le subir, quand il y est poussé par ceux d’entre eux qui sont incapables de toute lumière. Tant il est dangereux de semer des préjugés ! Car ils finissent par retomber sur leurs auteurs ou sur les successeurs de leurs auteurs. Le public ne peut donc arriver que lentement aux lumières. Une révolution peut bien amener la chute du despotisme d’un individu et de l’oppression d’un maître cupide ou ambitieux, mais jamais une véritable réforme dans la façon de penser ; de nouveaux préjugés serviront, tout aussi bien que les anciens, à conduire les masses aveugles.

La diffusion des lumières n’exige autre chose que la liberté, et encore la plus inoffensive de toutes les libertés, celle de faire publiquement usage de sa raison en toutes choses. Mais j’entends crier de toutes parts : ne raisonnez pas. L’officier dit : ne raisonnez pas, mais exécutez ; le financier : ne raisonnez pas, mais payez ; le prêtre : ne raisonnez pas, mais croyez. (Il n’y a qu’un seul maître dans le monde qui dise : raisonnez tant que vous voudrez et sur tout ce que vous voudrez, mais obéissez.) Là est en général la limite de la liberté. Mais quelle limite est un obstacle pour les lumières ? Quelle limite, loin de les entraver, les favorise ? Je réponds : l’usage public de sa raison doit toujours être libre, et seul il peut répandre les lumières parmi les hommes ; mais l’usage privé peut souvent être très-étroitement limité, sans nuire beaucoup pour cela aux progrès des lumières. J’entends par usage public de sa raison celui qu’en fait quelqu’un, à titre de savant, devant le public entier des lecteurs. J’appelle au contraire usage privé celui qu’il peut faire de sa raison dans un certain poste civil ou une certaine fonction qui lui est confiée. Or il y a beaucoup de choses, intéressant la chose publique, qui veulent un certain mécanisme, ou qui exigent que quelques membres de la société se conduisent d’une manière purement passive, afin de concourir, en entrant pour leur part dans la savante harmonie du gouvernement, à certaines fins publiques, ou du moins pour ne pas les contrarier. Ici sans doute il n’est pas permis de raisonner, il faut obéir. Mais, en tant qu’ils se considèrent comme membres de toute une société, et même de la société générale des hommes, par conséquent en qualité de savants, s’adressant par des écrits à un public dans le sens propre du mot, ces mêmes hommes, qui font partie de la machine, peuvent raisonner, sans porter atteinte par là aux affaires auxquelles ils sont en partie dévolus, comme membres passifs. Il serait fort déplorable qu’un officier, ayant reçu un ordre de son supérieur, voulût raisonner tout haut, pendant son service, sur la convenance ou l’utilité de cet ordre ; il doit obéir. Mais on ne peut équitablement lui défendre, comme savant, de faire ses remarques sur les fautes commises dans le service de la guerre, et de les soumettre au jugement de son public. Un citoyen ne peut refuser de payer les impôts dont il est frappé ; on peut même punir comme un scandale (qui pourrait occasionner des résistances générales) un blâme intempestif des droits qui doivent être acquittés par lui. Mais pourtant il ne manque pas à son devoir de citoyen en publiant, à titre de savant, sa façon de penser sur l’inconvenance ou même l’iniquité de ces impositions. De même un ecclésiastique est obligé de suivre, en s’adressant aux élèves auxquels il enseigne le catéchisme, ou à ses paroissiens, le symbole de l’Église qu’il sert ; car il n’a été nommé qu’à cette condition. Mais, comme savant, il a toute liberté, et c’est même sa vocation, de communiquer au public toutes les pensées qu’un examen sévère et consciencieux lui a suggérées sur les vices de ce symbole, ainsi que ses projets d’amélioration touchant les choses de la religion et de l’Église. Il n’y a rien là d’ailleurs qui puisse être un fardeau pour sa conscience. Car ce qu’il enseigne en vertu de sa charge, comme fonctionnaire de l’Église, il ne le présente pas comme quelque chose sur quoi il ait la libre faculté d’enseigner ce qui lui paraît bon, mais comme ce qu’il a la mission d’exposer d’après l’ordre et au nom d’autrui. Il dira : notre Église enseigne ceci ou cela ; voilà les preuves dont elle se sert. Il montrera alors toute l’utilité pratique que ses paroissiens peuvent retirer d’institutions auxquelles il ne souscrirait pas lui-même avec une entière conviction, mais qu’il peut néanmoins s’engager à exposer, parce qu’il n’est pas du tout impossible qu’il n’y ait là quelque vérité cachée, et que dans tous les cas du moins on n’y trouve rien de contraire à la religion intérieure. Car, s’il croyait y trouver quelque chose de pareil, il ne pourrait remplir ses fonctions en conscience ; il devrait les déposer. L’usage qu’un homme chargé d’enseigner fait de sa raison devant ses paroissiens est donc simplement un usage privé ; car ceux-ci ne forment jamais qu’une assemblée domestique, si grande qu’elle puisse être, et sous ce rapport, comme prêtre, il n’est pas libre et ne peut pas l’être, puisqu’il exécute un ordre étranger. Au contraire, comme savant, s’adressant par des écrits au public proprement dit, c’est-à-dire au monde, ou dans l’usage public de sa raison, l’ecclésiastique jouit d’une liberté illimitée de se servir de sa propre raison et de parler en son propre nom. Car vouloir que les tuteurs du peuple (dans les choses spirituelles) restent eux-mêmes toujours mineurs, c’est une absurdité qui tend à éterniser les absurdités.

Mais une société de prêtres, telle qu’une assemblée ecclésiastique, ou une classe vénérable (comme elle s’appelle elle-même chez les Hollandais), n’aurait-elle donc pas le droit de s’engager par serment à rester fidèle à un certain symbole immuable, afin d’exercer ainsi sur chacun de ses membres, et, par leur intermédiaire, sur le peuple, une tutelle supérieure qui ne discontinuât point, et qui même fût éternelle ? Je dis que cela est tout à fait impossible. Un pareil contrat, qui aurait pour but d’écarter à jamais de l’espèce humaine toute lumière ultérieure, serait nul et de nul effet, fût-il confirmé par le souverain pouvoir, par les diètes du royaume et par les traités de paix les plus solennels. Un siècle ne peut s’engager, sous la foi du serment, à transmettre au siècle suivant un état de choses qui interdise à celui-ci d’étendre ses connaissances (surtout quand elles sont si pressantes), de se débarrasser de ses erreurs, et en général d’avancer dans la voie des lumières. Ce serait un crime contre la nature humaine, dont la destination originelle consiste précisément dans ce progrès ; et par conséquent les générations suivantes auraient parfaitement le droit de rejeter ces sortes de traités comme arbitraires et impies. La pierre de touche de tout ce que l’on peut ériger en loi pour un peuple est dans cette question : ce peuple pourrait-il bien s’imposer à lui-même une pareille loi ? Or, en attendant en quelque sorte une loi meilleure, il pourrait bien adopter pour un temps court et déterminé une loi analogue à celle dont nous venons de parler, afin d’établir un certain ordre ; encore faudrait-il que, pendant toute la durée de l’ordre établi, il laissât à chacun des citoyens, particulièrement aux ecclésiastiques, la liberté de faire publiquement, en qualité de savants, c’est-à-dire dans des écrits, leurs remarques sur les vices des institutions actuelles, jusqu’à ce que ces sortes d’idées eussent fait de tels progrès dans le public que l’on pût, en réunissant les suffrages (quand même ils ne seraient pas unanimes), soumettre à la couronne le projet de prendre sous sa protection, sans gêner en rien tous ceux qui voudraient s’en tenir à l’ancienne constitution religieuse, tous ceux qui s’accorderaient dans l’idée de la réformer. Mais se concerter, ne fût-ce que pour la durée de la vie d’un homme, afin d’établir une constitution religieuse immuable que personne ne puisse mettre publiquement en doute, et enlever par là en quelque sorte un espace de temps au progrès de l’humanité dans la voie des améliorations, le rendre stérile et même funeste pour la postérité, c’est ce qui est absolument illégitime. Un homme peut bien différer quelque temps de s’éclairer personnellement sur ce qu’il est obligé de savoir ; mais renoncer aux lumières, soit pour soi-même, soit surtout pour la postérité, c’est violer et fouler aux pieds les droits sacrés de l’humanité. Or ce qu’un peuple ne peut pas décider pour lui-même, un monarque le peut encore moins pour le peuple, car son autorité législative repose justement sur ce qu’il réunit dans sa volonté toute la volonté du peuple. Pourvu qu’il veille à ce qu’aucune amélioration véritable ou supposée ne trouble l’ordre civil, il peut d’ailleurs laisser ses sujets libres de faire eux-mêmes ce qu’ils croient nécessaire pour le salut de leur âme. Cela ne le regarde en rien, et la seule chose qui le doive occuper, c’est que les uns ne puissent empêcher violemment les autres de travailler de tout leur pouvoir à déterminer et à répandre leurs idées sur ces matières. Il fait même tort à sa majesté en se mêlant de ces sortes de choses, c’est-à-dire en jugeant dignes de ses augustes regards les écrits où ses sujets cherchent à mettre leurs connaissances en lumière, soit qu’il invoque en cela l’autorité souveraine de son propre esprit, auquel cas il s’expose à cette objection : Cæsar non est supra grammaticos, soit surtout qu’il ravale sa puissance suprême jusqu’à protéger dans son État, contre le reste de ses sujets, le despotisme ecclésiastique de quelques tyrans.

Si donc on demande : vivons-nous aujourd’hui dans un siècle éclairé ? je réponds : non, mais bien dans un siècle de lumières. Il s’en faut de beaucoup encore que, dans le cours actuel des choses, les hommes, pris en général, soient déjà en état ou même puissent être mis en état de se servir sûrement et bien, sans être dirigés par autrui, de leur propre intelligence dans les choses de religion ; mais qu’ils aient aujourd’hui le champ ouvert devant eux pour travailler librement à cette œuvre, et que les obstacles, qui empêchent la diffusion générale des lumières ou retiennent encore les esprits dans un état de minorité qu’ils doivent s’imputer à eux-mêmes, diminuent insensiblement, c’est ce dont nous voyons des signes manifestes. Sous ce rapport, ce siècle est le siècle des lumières ; c’est le siècle de Frédéric.

Un prince qui ne croit pas indigne de lui de dire qu’il regarde comme un devoir de ne rien prescrire aux hommes dans les choses de religion, mais de leur laisser à cet égard une pleine liberté, et qui par conséquent ne repousse pas le noble mot de tolérance, est lui-même éclairé et mérite d’être loué par le monde et la postérité reconnaissante, comme celui qui le premier, du moins du côté du gouvernement, a affranchi l’espèce humaine de son état de minorité, et a laissé chacun libre de se servir de sa propre raison dans tout ce qui est affaire de conscience. Sous son règne, de vénérables ecclésiastiques, sans nuire aux devoirs de leur profession, et, à plus forte raison, tous les autres qui ne sont gênés par aucun devoir de ce genre, peuvent, en qualité de savants, soumettre librement et publiquement à l’examen du monde leurs jugements et leurs vues, bien qu’ils s’écartent sur tel ou tel point du symbole reçu. Cet esprit de liberté se répand aussi hors de chez nous, là même où il a à lutter contre les obstacles extérieurs d’un gouvernement qui entend mal son devoir ; car le nôtre offre une preuve éclatante qu’il n’y a absolument rien à craindre de la liberté pour la paix publique et l’harmonie des citoyens. Les hommes travaillent d’eux-mêmes à sortir peu à peu de la barbarie, pourvu qu’on ne s’applique pas à les y retenir.

J’ai placé dans les choses de religion le point important des lumières, qui font sortir les hommes de l’état de minorité qu’ils se doivent à eux-mêmes, parce que, quant aux arts et aux sciences, notre souverain n’a aucun intérêt à exercer une tutelle sur ses sujets, et surtout parce que cet état de minorité est non-seulement le plus funeste, mais encore le plus avilissant de tous. Mais la façon de penser d’un chef d’État, qui favorise les arts et sciences, va plus loin encore : il voit que, même pour sa législation, il n’y a aucun danger à permettre à ses sujets de faire publiquement usage de leur propre raison et de publier leurs pensées sur les améliorations qu’on y pourrait introduire, même de faire librement la critique des lois déjà promulguées ; nous en avons aussi un éclatant exemple dans le monarque auquel nous rendons hommage, et qui ne s’est laissé devancer en cela par aucun autre.

Mais aussi celui-là seul, qui, en même temps qu’il est lui-même éclairé et n’a pas peur de son ombre, a sous la main pour garant de la paix publique une armée nombreuse et parfaitement disciplinée, celui-là peut dire ce que n’oserait pas dire une république : raisonnez tant que vous voudrez et sur tout ce que vous voudrez, seulement obéissez. Les choses humaines suivent ici un cours étrange et inattendu, comme on le voit souvent d’ailleurs, quand on les envisage en grand, car presque tout y est paradoxal. Un degré supérieur de liberté civile semble favorable à la liberté de l’esprit du peuple, et pourtant lui oppose des bornes infranchissables ; un degré inférieur, au contraire, lui ouvre un libre champ où il peut se développer tout à son aise. Lorsque la nature a développé, sous sa dure enveloppe, le germe sur lequel elle veille si tendrement, à savoir le penchant et la vocation de l’homme pour la liberté de penser, alors ce penchant réagit insensiblement sur les sentiments du peuple (qu’il rend peu à peu plus capable de la liberté d’agir), et enfin sur les principes mêmes du gouvernement, lequel trouve son propre avantage à traiter l’homme, qui n’est plus alors une machine, conformément à sa dignité. »

L’élément N et le végétal (4)

 

Produit et producteur à la fois …

Commençons ici par souligner que les plantes expriment les conditions d’un milieu de vie sol-air qu’elles participent dans le même temps à former. La lecture du végétale est donc une lecture des ses passions ou passivités (vent, pluie, température, etc.), comme de ses actions ou activités (pH et structure des sols, humidification de l’air, etc.).
Ajoutons également la proposition suivante de Francis Hallé : « (…) la plante doit être capable, dans une certaine mesure, de se changer elle-même, faute de quoi, elle disparaît, elle n’est plus adaptée à un nouvel environnement. C’est la solution du végétal : puisque je ne peux pas fuir, je vais devenir quelqu’un d’autre … je suis alors condamné à la transformation, à la mutation. »

Parmi les activités de la plante susceptibles de modifier son environnement, son « régime alimentaire ». Lorsque celle-ci prélève plus d’équivalents cations (Ca2+, Mg2+, K+, NH4+) que d’équivalents anions (NO3-, PO43-), elle libère alors le surplus de charge positive sous la forme d’équivalents H+ et le pH de sa rhizosphère diminue. A l’inverse, si la plante prélève plus d’équivalents anions que d’équivalents cations, elle libère la différence sous forme d’équivalents hydroxyle OH- et le pH de la rhizosphère augmente.
Au niveau de la rhizosphère, la nutrition minérale de la plante se traduit donc à la fois par une diminution de la concentration en solution des éléments prélevés et par une modification du pH de la solution du sol.
On comprendra mieux pourquoi certaines associations de plantes ne fonctionnent pas. Les plantes ayant une préférence pour l’acidité (terre de bruyère), où en produisant (légumineuses), celles-ci cohabitent très difficilement avec les plantes calcicoles pour lesquelles l’acidification du sol est source d’excès en aluminium et de manque en phosphore. Parlant de l’élément N nous n’avons pas évoqué l’élément P (phosphore), retenons ici que les besoins en azote et en phosphore évoluent parallèlement (ATP = adénosine triphosphate, C10H16N5O13P3).

Conséquences du rapport NO3- / NH4+ absorbé par les plantes …

Conséquence de ce que nous venons de dire, la forme d’azote minérale adsorbée par la plante, le rapport NO3-/NH4+, n’est pas sas conséquence sur le devenir de son sol. Un sol qui va en s’acidifiant entraine à terme un ralentissement de l’activité biologique : toxicité grandissante, diminution du travail bactérien et de la minéralisation, modification de sa structure physique, etc.

Rappelons que la décomposition de la matière organique azotée par les bactéries saprophytes produit l’ammoniaque (NH3) qui constitue la principale initialisation du cycle de l’azote dans les sols.
Dans l’eau, l’ammoniaque devient ammonium (NH3 + H2O → NH4+ + OH-). En milieu bien oxygéné, la formule de la minéralisation de l’azote par nitrification est la suivante:
1) NH3 + O2 → NO2− + 3H+ + 2e− (ammoniaque devient nitrite)
2) NO2− + H2O → NO3− + 2H+ + 2e− (nitrite devient nitrate)

Au cours de cette dernière réaction il y a donc libération d’ions hydrogènes H+ (forme hydronium H3O+ en solution), d’où une certaine acidification de la partie racinaire du sol. Les ions H+ libérés peuvent alors se fixer dans les colloïdes négatifs du sol au détriment des autres cations, tandis que les ions NO3- volontiers lessivables ont tendance à quitter l’écosystème avec les pluies. La nitrification est ainsi en elle-même un facteur d’acidification, que l’acidification réduit à terme …

L’acidification peut-être plus ou moins renforcée selon le rapport NH4+ / NO3- qui est adsorbé par la plante. Lorsque la plante absorbe des nitrates (NO3-) et afin d’assurer l’équilibre de ses charges, celle-ci adsorbe dans le même temps un cation (K+, Ca2+, Mg2+, H+, etc.) et/ou expulse un anion (HCO3 – ou OH-, etc.), ce qui est sans effet ou entraine une faible augmentation du pH de la rhizosphère.
A contrario, lorsque les plantes adsorbent l’azote minéral sous la forme d’ammonium NH4+, elles relâchent dans le même temps des ions H+ au niveau de leurs racines (NH4+ → NH3 retenu + H+ évacué), ce qui entraine une faible diminution du pH de la rhizosphère.
L’ammonium NH4+ est un accepteur d’électron, soit un agent oxydant. Avec l’ammoniac il forme la fraction acide du couple acide/base (NH4+/NH3). Il s’agit d’un acide faible, substance capable de se dissocier en libérant des ions H+ en solution aqueuse (NH4+ → NH3 + H+). A l’inverse, l’ammoniac est une base, soit une substance capable de capter un ou plusieurs ions H+ (NH3 + H+ → NH4+).

L’adsorption privilégiée de l’une ou l’autre forme d’azote minérale dépend inévitablement de leur concentration respective dans le sol.
Généralement, plus le sol est chaud, humide et bien oxygéné, et plus l’activité de nitrification de l’ammonium par les micro-organismes du sol est importante. La plante fixe alors les ions  nitrates (NO3-) ainsi produits et le rapport nitrate sur ammonium (NO3-\NH4+) adsorbé est élevé. L’inverse est constaté pour un sol sursaturé en eau et/ou lessivé, la forme nitrate étant faiblement retenu par le sol, l’ammonium faiblement nitrifié.
Pour le dire autrement, en milieu oxydant (qui vole des électrons) l’azote se trouve principalement sous la forme de nitrate. Le prélèvement de l’élément N sous sa forme anionique nitrate égale ou excède alors légèrement les prélèvements de cations K+, Ca2+ et Mg2+, etc. Il en ressort que le pH de la rhizosphère varie peu, et généralement dans le sens d’une augmentation.
A contrario, en milieu réducteur (pauvre en oxygène, anoxique qui cède des électrons) l’azote se trouve majoritairement sous sa forme cationique ammonium et son prélèvement ne permet pas d’équilibrer celui des autres cations dont la plante a besoin. Afin de compenser la surcharge positive adsorbée, la plante rejette des ions H+ à l’extérieur. A terme, il se peut que le pH de la rhizosphère puisse diminuer fortement. Tout du moins tant que l’azote persiste majoritairement sous la forme de NH4+ dans un milieu réducteur, c’est-à-dire lorsque la nitrification qui nécessite de l’oxygène est impossible.
On retiendra donc que lorsque les besoins des plantes en éléments cationiques excèdent largement leur besoin en éléments anioniques, cas des légumineuses qui fixent directement l’azote depuis le N2 atmosphérique sans passer par la forme NO3-, cela se traduit par une diminution systématique du pH de leur rhizosphère.
Par ailleurs il existe donc une relation directe entre le taux d’oxygène présent dans le sol et son potentiel d’oxydoréduction (rH) : plus un milieu est riche en oxygène et plus il a tendance à être oxydant (27

Au final et pour des conditions météorologiques équilibrées, l’adsorption de NO3- est supérieure à celle de NH4+ pour la plupart des espèces végétales. Chose assez curieuse en ce qu’elle n’est pas rentable d’un point de vue énergétique. En effet, une fois adsorbé une grande partie du NO3- est immédiatement réduite en NH4+ pour assimilation dans les acides aminés (-NH2). Or un tel processus de réduction (gain d’électron) du nitrate en ammonium exige plus d’énergie (ATP) que n’en exigerait l’adsorption et l’assimilation de l’azote directement sous sa forme NH4+.
Le coût énergétique additionnel est néanmoins supportable dans la mesure où les plantes favorisent la capture de NO3- afin d’assurer l’équilibre de leurs charges eu égard à leurs forts besoins d’adsorption en macroéléments cationiques (K+, Ca2+, Mg2+).
Par conséquent, si l’ammonium est mieux retenu par les sols, comme sa capture plus économe en énergie, elle peut néanmoins restreindre à forte dose l’adsorption des autres cations par substitution et acidification du sol.

D’une forme à une autre …

« Life is a struggle, not against sin, not against the Money Power, not against malicious animal magnetism, but against hydrogen ions. »  H. L. Mencken

Si les végétaux se doivent de conserver l’équilibre acide-base de leur milieu extérieur, il en va de même pour le milieu intérieur des animaux. Dans un cas comme dans l’autre, cet équilibre dépend grandement de la nature des nutriments ingérés.
Ne disposant pas de pompe interne, la plante absorbe ou adsorbe ses nutriments grâce à des entrées – sorties d’eau permanentes dont les mouvements sont ainsi maximum en période de croissance. Francis Hallé estime dans son ouvrage « l’éloge de la Plante », qu’un seul grand arbre une fois déplié représenterait environ 160 hectares (1 600 000 m²) de surface d’échange hydrique avec le dehors (système interne, foliaire, racinaire). Notons également que l’étendue du système racinaire qui capte l’eau est approximativement égale à la surface foliaire.
Bien répartis sur une bonne texture de sol, 500 mm de précipitations fournissent 5000 t d’eau disponible par ha. Un hectare de forêt évapotranspire (sortie d’eau au niveau des stomates des feuilles) entre 3000 et 4000 t d’eau par an. Un érable de 15 ans représente 170 000 feuilles, 680 m2 de surface foliaire non dépliée, évapotranspire 300 litres d’eau par jour en période de croissance. On perçoit ici au passage le rôle majeur que peut jouer la végétation dans la régulation du cycle de l’eau.

Variable selon la nature de chaque plante, l’évapotranspiration fluctue principalement en fonction :

→ de la température : le taux de transpiration augmente avec la température.
Afin de préserver l’intégrité de ses tissus et sachant que certaines réactions biochimiques ne s’effectuent que dans une certaine fourchette de température, l’eau rendue à l’atmosphère expulse avec elle le trop plein d’énergie calorifique (la dipolarité de la molécule d’eau lui permet une capacité calorifique élevée).

→ du degré hygrométrique : le taux de transpiration diminue quand le degré hygrométrique de l’air ambiant augmente.
Il est plus facile à l’eau de s’évaporer en air sec (potentiel hydrique négatif, peu d’eau libre dans l’air ambiant) qu’en air saturé (potentiel hydrique fort proche de 0, beaucoup d’eau libre dans l’air ambiant). Ceci s’explique du fait que le flux d’eau montant dans la plante est d’autant plus fort que la différence de potentiel hydrique entre le point d’entrée et le point de sortie est importante. L’eau « coule » ainsi depuis le sol où elle est peu liée (potentiel hydrique fort) jusqu’aux feuilles où elle est très liée (potentiel hydrique fortement négatif, l’eau y étant liée dans les cellules à diverses substances en solution).
Profitons de ce point pour définir quelques notions de base. A travers une membrane semi-perméable qui ne laisse passer que l’eau, celle-ci coule du milieu le moins concentrée (hypotonique) vers celui qui l’est le plus (hypertonique) afin de rétablir l’équilibre des concentrations. On appelle ce phénomène osmose. Lorsque de l’eau rentre ainsi dans la cellule (milieu hypertonique), la pression exercée de l’intérieur vers le milieu extérieur est appelé pression de turgescence (phénomène responsable de la rigidité des parties vertes de la plante).

→ des mouvements du vent : une augmentation des mouvements de l’air ambiant augmente la transpiration. Un vent qui assèche l’air augmente la différence de potentiel hydrique sol-air.

Un acre de maïs (environ 4 047 m2) peut ainsi dégager de 11 400 à 15 100 litres d’eau par jour, un gros chêne émettre 151 000 litres par an. On estime ainsi qu’environ 10 % de l’humidité de l’atmosphère est relâchée par l’évapotranspiration végétale.
Tous les échanges se devant de conserver l’équilibre acido-basique, on imagine la régulation permanente qu’opère la plante à grande échelle de temps et d’espace. Ce que permet la relative autonomie de ses populations cellulaires, la plante ne disposant pas de système de contrôle intégré tel le système nerveux de l’animal. A bien des égards une plante est une société de cellule décentralisée.

Chez l’homme disposant d’une pompe, d’un milieu d’échange fermé comme d’un système nerveux central, le principal opérateur de capture des nutriments est l’intestin grêle. Celui-ci a généralement un diamètre de 4 à 5 cm pour une longueur de 6 m. Ses nombreux replis macroscopiques (valvules, villosités) et microscopiques (microvillosités) accroissent sa surface d’absorption et d’échange avec les vaisseaux sanguins (environ 300 m²). Condition vitale, le pH du sang humain doit impérativement rester compris entre 7,32 et 7,42. Pour ce faire il existe là aussi des systèmes tampons, ensemble de bases faibles qui acceptent les ions H+ présents afin de donner un acide faible. L’exemple-type étant ici le Bicarbonate (HCO3-) qui, combiné à un ion H+ donne l’acide carbonique: HCO3- + H+ → H2CO3.

Symbiose, concurrence et machine de guerre …

Outre la minéralisation de l’azote organique, la fixation biologique de l’azote atmosphérique tient un rôle direct ou indirect non négligeable dans la fourniture d’azote aux plantes.
Fourniture en azote directe dans le cas de certaines plantes comme les légumineuses (famille des Papilionacées et Fabacées avec stades herbacé, arbustif ou arboré) dont les bactéries symbiotes (rhizobium) fixent le N2 contenu dans les pores du sol depuis les nodules des racines de la plante. L’azote ainsi fixé peut-être :
→ utilisé directement par la plante hôte ;
→ excrété vers le sol à partir des nodules des racines ;
→ libéré dans le sol quand les nodules meurent ou quand les résidus des légumineuses se décomposent.

Ces bactéries des nodules sont ainsi capables de fixer entre ¼ et ¾ des besoins en azote  de la plante. Ne nécessitant pas d’apport exogène d’engrais azotés, ces plantes sont très économes en culture. Elles contribuent à enrichir le sol en azote et constituent ainsi de bon précurseur pour les céréales.
En outre, une particularité des Fabacées est la présence dans les nodules de ses racines d’une protéine fixatrice de dioxygène (O2) très proche de l’hémoglobine et qui permet de former un milieu anaérobie favorable au développement de rhizobium.

Capable de fixer l’azote atmosphérique, le Robinier faux-acacia peut coloniser les sols les plus pauvres, acides et pollués, comme de modifier fortement les écosystèmes qu’il colonise (ombrage, compétition racinaire, etc.) La litière qu’il produit est très riche en azote et favorise l’installation d’espèces nitrophiles.  Ces espèces aiment les sols saturés en bases échangeables et très riches en azote (NO3-). Les espèces nitroclines sont quant à elle des espèces qui affectionnent les sols saturés et assez riches en azote. Résistant à la sécheresse et au grand froid, l’introduction de cette espèce est à proscrire dans les espaces naturels protégés comme à leurs proximités. Cette espèce peut à contrario être employée afin de revégétaliser des sols très pollués.
Les agencements plante-bactérie capables de fixer l’azote atmosphérique sont ainsi de redoutables colonisateurs.

Des indicateurs de la teneur en azote du sol …

Un bio-indicateur est un indicateur (espèce végétale, fongique ou animale, groupe d’espèces ou groupement végétal) dont la présence ou l’état nous renseigne sur certaines caractéristiques écologiques du milieu, au premier rang desquelles la composition des sols.

Les quelques bio-indicateurs commun de la teneur en azote du sol constitue les bases d’une première grille de lecture.
→ Teneur élevée en azote : concentration d’ortie commune, de bardanes, etc.
→ Faible teneur en azote : concentration de trèfle (Trifolium Arvense), de luzerne et de tous autres végétaux capables de fixer l’azote atmosphérique.
→ Plantes indicatrices des caractères d’une prairie à sols riches en azote : bonnes graminées prairiales, Chiendent rampant, Pâturin commun et annuel, Vulpin des prés, Renoncules âcres et rampantes, Plantain majeur, Rumex, Pissenlit, Ortie, Grande Berce, Prêle des champs, Mouron des oiseaux.

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Agencements des machines vertes …

L’élément N et le végétal (3)

 

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Activité végétale et acidification des sols …

L’acidification naturelle d’un sol est le résultat d’une évolution très lente qui met en jeu divers processus.

* L’activité biologique qui produit de l’acidité :
→  libération d’acides organiques : la respiration microbienne et racinaire est source d’acide carbonique H2CO3, acide faible qui se forme à partir du CO2 rejetée ;
→ l’adsorption préférentielle de cations par les plantes qui implique un rejet de H+ pour équilibrer les charges ;
→ la nitrification qui libère 2 H+ par NO3- produit à partir du NH4+.

* La dissolution des roches et des sols qui produit à l’inverse de l’alcalinité par libération d’un excès de base (OH- ou CO32- par exemple). Ainsi, aussi longtemps qu’un minéral carbonaté comme la calcite est présent dans les sols, il consomme des ions H+ par dissolution : CaCO3 + H+ → Ca2+ + CO2 + OH- (décarbonatation).

* Le drainage des sols qui élimine, en fonction de l’excès des pluies sur l’évapotranspiration, plus ou moins de l’alcalinité ou de l’acidité des sols. A titre d’exemple la fraction nitrate NO3- est lessivable tandis que la fraction acide NH4+ ne l’est pas.

* La matière végétale étant concentrées en anions basiques, les divers prélèvements (coupe, récolte, pâture) participent à déséquilibrer les charges du milieu. Pendant la phase de croissance végétale, la plante rejette dans les sols une quantité importante de cation H+ afin d’équilibrer la charge des anions adsorbés. Ainsi quand la plante adsorbe des nitrates (NO3-) elle se doit d’adsorber dans le même temps un cation – K+, Ca2+ et Mg2+ étant nécessaire à son métabolisme, l’expulsion de H+ est privilégié – et/ou d’expulser un anion (HCO3 – ou OH-).

Au final, l’acidification d’un sol implique que les processus produisant de l’acidité soient supérieurs aux processus produisant de l’alcalinité. Sans intervention humaine, les facteurs déterminants, tous rétroagissant les uns sur les autres, sont donc : l’oxygénation des sols, la nature de la roche et du couvert végétal, le régime des précipitations et la qualité du drainage, naturel ou artificiel, des sols.

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L’équilibre acido-basique des sols

Le pH (potentiel hydrogène) d’un sol est définit par la concentration en ions H+ de sa phase liquide. Un sol est acide lorsque son pH est inferieur à 7, inversement basique quand il est supérieur.
L’équilibre acido-basique des sols, soit un pH fluctuant légèrement autour de 7, est un facteur très important pour l’ensemble de ses habitants. Pour le dire grossièrement, il faut une certaine acidité pour casser les molécules de sels minéraux et les rendre adsorbables par les plantes. Lors de leur capture, ceux-ci sont cependant remplacés par des ions hydrogène H+, le sol redevient acide et s’appauvrit. C’est là que calcaire et bases échangeables doivent être légèrement en excès pour « chasser » les ions H+ des colloïdes du sol et redevenir ainsi disponibles à la plante. Un tel processus répété dans le temps tend néanmoins à épuiser les réserves en « chasseurs » de H+ et altérer les conditions de croissances.
Comme le reste de l’économie moderne, l’agriculture est ainsi passée d’une activité à rendement décroissant (appauvrissement naturel en minéraux du sol) à une activité à rendement au minimum constant (dopage des sols par apports exogènes d’engrais minéraux). 

Une plante d’appartement en pot épuise donc petit à petit son sol : acidification, épuisement des réserves de neutralisation, acidification supérieur au seuil de tolérance, ralentissement de l’activité biologique, diminution de la décomposition des matières organiques, toxicité et appauvrissement accéléré. Un champ mis en culture de façon intensive intensifie ces mêmes effets. Dans les deux cas il s’agit d’écosystèmes fragmentés, artificiellement maintenus à un stade d’évolution par des apports exogènes (eau, engrais et autres dopages sélectifs).  Sans intervention extérieure, le devenir de la plante en pot isolée est la mort, celui du champ agricole, la forêt.
Le stade forestier correspond à une économie d’énergie globale dans l’écosystème par une accumulation d’information qui permet comme est permise par :
→ la différenciation d’individus à la fertilité réduite et à la durée de vie allongée ;
→ le développement de systèmes d’interactions complexes permettant en autre un meilleur recyclage des matières comme de tamponner les attaques de ravageurs.

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Image et remontage …

Appauvrissement des sols, l’image de la plante isolée en pot nous renverrait peut-être utilement à l’individualisme atomiste de notre époque, le bain du moi-dieu des puritains modernes de Roger Scruton. J’isole et comme je m’isole, j’ai un besoin croissant en apports extérieurs pour tenir cette position : entertainment, médication et sub-croyances diverses, esthétique performative du détricotage, etc.
L’image du champ agricole, à certain culte de la performance : je pousse très vite et je reste jeune. D’où la valorisation certaine de la vitesse, un encouragement de fait au dopage et un usage croissant de la silicone.

Ceci étant dit avec toutes les limites du genre, des images entre les genres et des montages. Suivons ici une ligne spinoziste. Si l’homme n’est pas un empire dans un empire, ce que peut son corps n’en n’est pas moins tout à fait singulier. En d’autres termes son utile propre lui appartient, même à être ignorant des causes qui le déterminent à agir.
La figure du corps végétale nous permet néanmoins de saisir quelques notions communes. Nous ne sommes pas les seuls à adopter certaines stratégies de développement afin de persévérer dans notre être : un certain mode de colonisation des sols, une certaine vitesse de développement, une certaine stratégie de reproduction, une certaine gestion de l’énergie et certain type d’accumulation de l’information.
On pourrait donc imager peut-être utilement les « conditions de culture » de nos sociétés modernes comme étant productrices de petits fragments de forêts d’hommes en pot.
Si l’accumulation d’information collective commence à produire ses effets au niveau des économies d’énergie globales dans la sociosphère, l’aspect relationnel et symbiote demeure quant à lui relativement sous-développé. Différentiation, à chacun son capital relationnel en tant qu’avantage compétitif dans une stratégie de survie individuelle. Mais les droits de propriété qui en découlent freinent d’autant le recyclage des idées circulantes, créant ces barrières à fragmentation qui font que les idées des uns ne deviennent que trop peu la matière première de celles des autres.

Tout ceci étant dit beaucoup trop rapidement, on en reviendrait plus généralement ici à la compréhension nécessaire de cette écologie des idées chère à Gregory Bateson.

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« (…) ce que je veux dire [i.e. par écologie de l’esprit], plus ou moins, c’est le genre de choses qui se passent dans la tête de quelqu’un, dans son comportement et dans ses interactions avec d’autres personnes lorsqu’il escalade ou descend une montagne, lorsqu’il tombe malade ou qu’il va mieux. Toutes ces choses s’entremêlent et forment un réseau […] On y trouve à la base le principe d’une interdépendance des idées qui agissent les unes sur les autres, qui vivent et qui meurent (…) nous arrivons ainsi à l’image d’une sorte  d’enchevêtrement complexe, vivant, fait de luttes et d’entraides, exactement comme sur n’importe quelle montagne avec les arbres, les différentes plantes et les animaux qui y vivent – et qui forment, en fait, une écologie »

« La monstrueuse pathologie atomiste que l’on rencontre aux niveaux individuel, familial, national et international – la pathologie du mode de pensée erroné dans lequel nous vivons tous – ne pourra être corrigée, en fin de compte, que par l’extraordinaire découverte des relations qui font la beauté de la nature. »
« Autrefois c’est élaboré une hiérarchie de taxa, individu, ligné, sous-espèce, espèce, etc., en tant qu’unité de survie. A présent nous envisageons une autre hiérarchie d’unité : gènes dans l’organisme, organisme dans l’environnement, écosystème… Ainsi l’écologie au sens le plus large du terme devient l’étude de l’interaction et de la survie des idées et des programmes, (qui sont des différences, des ensembles de différences…) dans des circuits. »

« Nos idées sont immanentes dans un réseau de voies causales dont les limites ne coïncident ni avec celles du corps, ni avec celles de ce qu’on appelle communément soi ou conscience. »
« Le système écomental appelé lac Erié est une partie de votre système écomental plus vaste, et que, si ce lac devient malade, sa maladie sera inoculée au système plus vaste de votre pensée et de votre expérience. »

« Il ya une écologie des mauvaises idées, tout comme il y a une écologie des mauvaises herbes, le propre du système étant que l’erreur se propage d’elle-même. »
« Le système de la pensée consciente véhicule des informations sur la nature de l’homme et de son environnement. Ces informations sont déformées ou sélectionnées et nous ignorons la façon dont se produisent ces transformations. Comme ce système est couplé avec le système mental coévolutif plus vaste, il peut se produire un fâcheux déséquilibre entre les deux (…) les erreurs se reproduisent à chaque fois que la chaîne causales altérée (par la réalisation d’un but conscient) est une partie de la structure de circuit, vaste ou petit, d’un système (…) ainsi, si l’utilisation de DDT en venait à tuer les chiens par exemple, il y aurait dès lors lieu d’augmenter le nombre de policier pour faire faire face à la recrudescence des cambriolages. En réponse ces même cambrioleurs s’armeraient mieux et deviendraient plus malin, etc. »

Gregory Bateson, Steps to an ecology of mind, éd. du Seuil, volume 1 et 2.

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A la suite de ces quelques citations, relevons un point important : l’altération des chaines causale naturelles par nos buts conscients dont les exemples débordent la rubrique Terre des différents journaux.

Prenons le cas de la mise en jachère nue. Une telle pratique culturale permet de diminuer les pertes en eau dues à l’évapotranspiration végétale, mais ne permet pas à contrario de structurer correctement les sols. D’où des risques d’érosion et de lessivage de ses éléments fertiles, ceux-ci n’étant certes plus consommés, mais pas plus mobilisés par la plante.
La pratique la jachère nue ne se justifie donc pleinement que dans les lieux où la ressource en eau vient à manquer gravement. Ce qui est le cas aux USA par exemple, la nappe d’Ogallala alimentant l’agriculture du Dakota du Sud Texas se vidant actuellement 8 fois plus vite qu’elle ne se remplit.

Cet illustration des effets de la jachère nue aurait pour but de faire comprendre que l’intervention humaine n’est réellement efficace, voire justifiée, qu’en cas de trouble grave. En effet, laisser opérer l’ingénierie naturelle en ce qui concerne la recolonisation des sols nus est une solution bien plus équilibrée : installation spontanée de plante adaptées aux conditions biotiques du milieu, par exemple économes en eau, structuration du sol et mobilisation des nutriments au niveau de la rhizosphère. Seulement arrivé à un certain niveau de stress hydrique, cette solution n’est plus envisageable.
C’est ainsi que plus les troubles sont graves, et plus l’intervention humaine est nécessaire, et plus les déséquilibrent vont croissants du fait de nouvelles altérations des chaines causale naturelles. Croissant jusqu’au point où l’intervention humaine n’est tout bonnement plus possible, cas de la déprise agricole en cours sur les terres qu’alimentaient en eau la nappe d’Ogallala.

But conscient créateur → Altération d’une chaîne causale du tissu naturel → But conscient correcteur → Nouvelle altération d’une chaine causale → Nouveau but conscient correcteur → Nouvelle altération d’une chaine causale→ etc., etc. → Jusqu’à impossibilité d’intervenir et désertion en sortie de boucle.

L’écologie est ce moment de notre histoire où nous prenons conscience, non seulement d’être pris dans cette boucle, mais également de l’aspect « one way exit » de celle-ci.
Avant de se figer dans une politique ou autres idéologies, l’écologie c’est avant tout le nécessaire passage de nos pensées d’un terreau à un autre. Une nouvelle vision des tissus du système monde, de laquelle découle une pensée de l’incertitude de ses réponses à nos actions. Si cette vision est essaimée, incorporée par une éducation essentiellement non-prescriptive, interactive, expérimentatrice et pluridisciplinaire, qui trace des relations inévidentes plus que des lois, alors sans doute sera-t-elle l’occasion de diversifier profondément nos modes d’existence. Il est alors à parier que le terme d’écologie disparaitra de lui-même pour se fondre dans celui de vie.

Le but de l’écologie, c’est de sortir de l’écologie.

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Pouvoir tampon

Retour à nos moutons acides …
Le potentiel de neutralisation des fluctuations acido-basiques est appelé pouvoir tampon du sol. A titre d’exemple la dureté de l’eau, sa concentration en CaCO₃, est un facteur de réduction de l’acidité.
Le pouvoir tampon est plus généralement fonction de la somme des bases échangeables présentes dans le sol, c’est-à-dire de la somme des cations basiques (Ca2+, Mg2+, K+ et Na+) susceptibles d’être fixés sur les sites négatifs du sol.

Les charges négatives (anion) sont capables de retenir les charges positives (cations). Autrement dit, le contrôle de l’acidité du sol s’effectue à partir de la charge électrique de ses différents constituants. Autour des complexes complexe argilo-humique électronégatifs se forme ainsi un nuage de charge positives constitué par les ions hydrogène (H+ ou H3O+ en solution), les cations basiques (Ca2+, Mg2+, K+, Na+, Fe3+ ou Fe2+, Al3+) ou encore de l’ammonium (NH4+). Or les cations sont classés en deux catégories échangeables. Les cations sans effet sur le pH (Ca2+, Mg2+, K+, Na+) et les cations spécifiques de l’acidité d’échange (Al3+ et H+).
Un sol acide est alors un sol où les ions H+ et Al3+ occupent une majorité des sites négatifs du sol, en chassant pour ainsi dire les autres cations. Il y a donc diminution du taux de saturation en bases qui correspond donc au pourcentage des sites électronégatifs du sol (CEC) occupé par les ions Ca2+, Mg2+, K+, Na+.

En conditions acides, l’acidification se traduit donc par l’augmentation de l’acidité d’échange (Al3+ et H+) et la dissolution de minéraux. Les conséquences en sont des déséquilibres nutritifs pour les êtres vivants et la  détérioration de la structure des sols.
En conditions alcalines, cas des sols sur roches calcaires, l’acidification entraîne la dissolution des particules calcaire CaCO3. Il y a donc une diminution de la réserve d’alcalinité totale du sol sans baisse de pH. C’est pourquoi il est nécessaire de renouveler régulièrement les réserves alcalines des sols qui tendent à s’acidifier (amendement calcique des terres agricoles ou chaulage).

La dissolution de la roche calcaire étant un processus long, la variation naturelle du pH d’un sol est donc limitée à court terme par la capacité de ses différents constituants à piéger ou libérer les ions H+. On peut distinguer trois types de constituants porteurs de charge dans le sol :
→ la matière organique dont la charge négative augmente avec le pH (charge variable) ;
→ les oxydes de fer ou d’aluminium dont la charge est variable selon le pH (charge positive jusqu’à pH 7 ou 8, charge négative au delà de pH 8 ou 9) ;
→ les argiles dont une partie de la charge négative est indépendante du pH (charge permanente).

Du dosage respectif de ces trois constituants et du pH initial dépend principalement la charge variable du sol, donc sa dépendance comme sa capacité à réguler son pH.
Le pH final étant lui-même déterminé par le pH initial, la charge variable négative du sol lui étant corrélée positivement, on devine ici la présence d’un effet de seuil avec irréversibilité possible du processus d’acidification.

Résumons-nous. Les principales conséquences du processus d’acidification sont :

→ En sol non calcaire, une diminution de la capacité d’échange cationique (CEC). Autrement dit la quantité de cations retenus ou le nombre de sites négatifs dans la matrice du sol diminue, les cations non fixés deviennent alors lessivables.
La fertilité du sol est réduite, des éléments comme le phosphore, le potassium et le magnésium devenant de moins en moins disponibles à la plante à partir d’un certain niveau d’acidification. Plus le pH est faible, plus les ions H+ et Al3+ se fixent sur les sites échangeables, et plus le risque de toxicité est également important. L’acidité augmente en effet la solubilisation de certains minéraux pouvant être à l’origine de toxicités pour la vie du sol (Al, Cu et Mn) si le pH descend trop bas (<5,5). Par ailleurs la diminution des concentrations en ions Ca2+ participe à dégrader la structure physique du sol.
Au final, on assiste à une diminution globale de l’activité biologique du sol.

→  En sol calcaire, le tamponnage de l’acidification entraine une décalcification des sols et la production de CO2.

C’est ainsi que la lecture du pH d’un sol nous donne des informations sur les éléments nutritifs disponibles et les risques de toxicité.

L’élément N et le végétal (2)

http://www.dailymotion.com/video/x874w9 La biologie ou l’art de la cohabitation des rythmes …

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Charge azotée, intensification des cultures et décohabitation des rythmes

Elément moteur de la croissance végétale, la quantité d’azote minéral disponible dans les sols en est par conséquent un facteur limitant. Au même titre que l’eau, la température, la lumière et les autres ions minéraux dont les cycles sont intimement liés.
C’est pourquoi certaines des plantes capables de fixer l’azote atmosphérique (N2) possèdent un redoutable avantage compétitif. Souvent envahissantes, elles sont capables de coloniser les sols les plus pauvres. Les sols faiblement chargés en azote sont ainsi spontanément occupés par de telles espèces, luzerne ou le trèfle blanc par exemple. A l’inverse, l’abondance d’orties communes identifiera des sols riches ou en excès d’azote. La capacité de cette plante urticante à manger l’azote en fait d’ailleurs un très bon engrais vert pour les sols par restitution de l’azote contenu dans les déchets végétaux.

En condition naturelle, la plante capte l’azote minéral dans le sol avant de le restituer à sa mort par décomposition. L’agriculture intensive, dont le but est de soutenir une croissance végétale élevée, nécessite un apport continu d’engrais azotés d’autant plus conséquent que l’essentiel de la matière organique produite termine dans nos assiettes.
Les cultures étant fauchées puis exportées hors de l’écosystème, beaucoup de l’azote organique contenu dans les végétaux ne retourne par au sol pour minéralisation et reconstitution des stocks de NH4+ ou NO3-.
Ceci entraine par ailleurs un déséquilibre de la charge électrique des sols. Les charges négatives absorbées quittent le système cultural, ce sont les anions fixés dans la biomasse, tandis que les charges positives y demeurent, ce sont les cations libérés par les plantes en période de croissance.

Globalement, la répétition du phénomène de culture (croissance végétale – fauche – exportation de la matière organique) entraine à terme une accélération de l’acidification des sols nuisible à la minéralisation de la l’azote organique. La dégradation est en effet de meilleure qualité quand elle est réalise par les bactéries. Or leur métabolisme nécessite des sols plutôt neutres ou légèrement alcalins. Dans les sols acides, ce sont alors des champignons qui prennent le relais de la fonction dégradation, mais le métabolisme fongique est bien moins efficace à cet endroit que celui des bactéries.
Plus précisément, si une trop grande acidification rend les sols moins fertiles, c’est que les cations H+ et Al3+ se substituent dans les colloïdes du sol aux autres cations (Ca2+, Mg2+, K+) nécessaires tant au métabolisme de la plante qu’à celui des bactéries nitrifiantes. On parle alors de perte des cations échangeables (Ca2+, Mg2+, K+, Na+) et de leur remplacement progressif par les ions H+ et Al3+.

Autre conséquence de l’intensification des pratiques culturales, les ions nitrates apportées par les engrais azotés étant très lessivables, ceux-ci migrent facilement avec les pluies vers les nappes phréatiques où leur trop grande concentration n’est pas sans risques quant à la production et la consommation d’eau potable.
Parallèlement, l’ion ammonium NH4+ qui se fixe mieux dans les sols devient alors l’élément d’azote minéral privilégié par la plante. Seulement son adsorption entraine en retour une acidification accrue de la rhizosphère par libération d’ions H+.

Le vert toujours dans le fruit révolutionnaire

Petite transition qui est ici l’occasion d’un peu de poétique de la table. Manger une tomate cultivée en pleine terre, du Chili par exemple, c’est littéralement absorber le fruit d’un agencement complexe entre un système naturel, une économie et des modes de vie. C’est tout un paysage qui se découvre replié dans le fruit, panorama touristique fait d’extractions et de sélections, de terre, d’eau et de lumière chilienne. Expression fragmentaire d’un environnement, cette tomate demande qu’on vienne la lire avec attention. De toute évidence, l’uniformisation des conditions de culture, le développement du hors-sol, les méthodes de conservation et de transport longue distance ont fortement réduit nos possibilités de lecture. 

Les écosystèmes dédiés à l’agriculture intensive sont fortement artificialisés. L’objectif est de le maintenir à l’état juvénile par la fauche, les apports exogènes d’eau et d’ions minéraux, et de favoriser ainsi les stratégies de reproduction des espèces sélectionnées. Le système végétal ainsi modifié est alors peu structuré et diversifié, essentiellement composé d’espèce des stades pionniers intermédiaires à la croissance rapide et au renouvellement continu des individus (pante annuelle). D’où les besoins en azote accrus.
L’une des caractéristiques des écosystèmes jeunes comme le champ cultivé réside dans leur recherche de stabilité. Cela se traduit notamment par une augmentation tendancielle de la diversité et de la biomasse, d’où la production des « mauvaises » herbes. De la même manière, cette forte production végétale entraine le développement des populations de consommateurs (parasites, rongeurs, insectes, etc.). Faute de la maturité nécessaire, les interactions inter et intraspécifiques étant à ce stade relativement faibles, les besoins induits en pesticide et fongicide sont encore accrus.

A long terme, l’agriculture intensive débouche donc sur l’acidification, la toxicité et l’appauvrissement biologique des sols qu’elle occupe. Si cela n’interdit pas pour autant la recolonisation naturelle des sols délaissés par les cultures, cela l’oriente fortement. Les espèces recolonisatrices adaptées à des sols appauvris et/ou toxique étant souvent envahissantes et fortement résistante, la succession végétale n’est pas assurée.

Décohabitation des rythmes, dégradation de la fertilité des sols, dispersion diffuse de polluants qui se retrouvent dans les eaux, notons tout de même que l’agriculture intensive demeure aussi une source d’externalités positives à court terme, mais à coûts de production et d’entretien croissants : tampon à l’urbanisation diffuse des espaces naturels, maintiens des emplois agricoles, de la vie rurale, de la structuration des paysages et des espaces ouverts qui forment des habitats ou territoires de chasse importants pour l’avifaune, rongeurs et autres insectes, développement d’écotone, entretien de corridors écologiques (système de haies coupe-vent) et de systèmes de friches riche en graminées, etc.

Irrigation et apports d’engrais azotés, telles étaient certaines des bases les plus importantes de la première révolution verte. Mécanisation, produits phyto, sélection végétale en étaient d’autres.
Il serait ainsi intéressant d’étudier l’évolution de la qualification verte des mots, de la révolution à la croissance, et ses effets dans les discours. L’objet d’une prochaine note, tant il est bien possible que les discours associés soient particulièrement superposables d’une époque à l’autre.
Quand tout est vert dehors, c’est que peu ne l’est dedans.

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Création d’une nouvelle fonction par introduction dans la cellule végétale d’une bactérie capable de fixer directement le N2 …

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