Le sol stocke plus de carbone que les plantes et l’atmosphère réunies, et les microbes du sol sont en grande partie responsables de son émission. Cependant, la fréquence et la gravité croissantes des sécheresses, telles que celles qui ont touché la Californie, pourraient perturber cet écosystème délicat. Dans une perspective de publication dans la revue Tendances en microbiologie le 12 avril, l’écologiste microbien Steven Allison avertit que la santé des sols et les futurs niveaux de gaz à effet de serre pourraient être affectés si les microbes du sol s’adaptent à la sécheresse plus rapidement que les plantes. Il soutient que nous devons mieux comprendre comment les microbes réagissent à la sécheresse afin de pouvoir gérer la situation dans les milieux agricoles et naturels.
« Les microbes du sol sont bénéfiques, et nous ne pourrions pas vivre sans leur cycle de carbone et de nutriments, mais le changement climatique et la sécheresse peuvent modifier cet équilibre, et nous devons être conscients de la façon dont cela change », déclare Allison de l’Université de Californie, Irvin.
Certains microbes du sol prélèvent le carbone des plantes en décomposition et le stockent dans le sol, tandis que d’autres libèrent du carbone végétal dans l’atmosphère. Le carbone qui se retrouve dans le sol est bénéfique de multiples façons. « Le carbone dans le sol a ces effets de réverbération sur le reste du monde en termes d’infrastructure dans nos écosystèmes naturels et gérés », déclare Allison. « Les sols riches en carbone contiennent plus de nutriments, de sorte que les plantes qui poussent dans ces sols ont tendance à être plus productives, et le carbone modifie les propriétés physiques du sol, ce qui empêche l’érosion. »
« En Californie maintenant, nous avons ce système où les sécheresses sont plus intenses, puis les précipitations sont plus intenses », dit-il. « Donc, si vous perdez le carbone de votre sol, lorsqu’il pleut très fort, cela pourrait emporter votre sol et provoquer de l’érosion, des glissements de terrain, des coulées de boue, des sédiments et toutes sortes de problèmes que nous constatons en ce moment. »
Le carbone qui est relâché dans l’atmosphère est une autre histoire. « Du point de vue de l’atténuation du climat, ce que nous voulons, c’est qu’il y ait plus de carbone dans les plantes et les sols et moins de carbone dans l’atmosphère, donc plus nous pouvons absorber de carbone dans les plantes grâce à la photosynthèse et plus nous pouvons transférer et conserver dans le sol, mieux nous nous en sortirons en termes de changement climatique », déclare Allison. « C’est pourquoi il est vraiment important de savoir comment l’équilibre entre le carbone entrant et le carbone sortant change avec la sécheresse, le réchauffement ou tout autre facteur climatique. »
Les plantes et les microbes seront tous deux touchés par la fréquence croissante des sécheresses, mais Allison soupçonne que les microbes pourront rebondir plus rapidement. « Les microbes sont vraiment adaptables – ils peuvent changer leur physiologie, ils peuvent changer leur abondance afin que davantage de microbes adaptés à la sécheresse prennent le relais, et ils peuvent potentiellement évoluer – nous nous attendons donc à ce qu’ils résistent ou rebondissent après la sécheresse, » dit Allison. « Tous ces différents processus peuvent se produire assez rapidement avec les microbes, et beaucoup plus rapidement qu’avec les plantes. »
Si plus de microbes libérateurs de carbone survivent que de microbes séquestrants de carbone, nous pourrions nous retrouver avec des sols appauvris en carbone, ce qui aurait de graves implications négatives pour la productivité des plantes et les futurs niveaux de gaz à effet de serre.
Nous pourrons peut-être pousser l’équilibre dans la bonne direction, dit Allison, mais d’autres recherches sont d’abord nécessaires. « Il reste encore beaucoup à faire. À l’heure actuelle, nous avons des données qui suggèrent que lorsque nous avons une sécheresse, quelque chose change et entraîne une perte de carbone, mais nous ne comprenons pas exactement comment ni pourquoi cela se produit, si la sécheresse modifie l’abondance de microbes bénéfiques associés aux plantes par rapport aux microbes libérant du carbone, ou s’il provoque l’évolution de l’un des groupes de microbes, ou s’il est davantage déterminé par des modifications de leur physiologie immédiate », explique Allison.
Certains microbes pourraient en fait aider les plantes à faire face à la sécheresse. Si nous savions quels microbes étaient les plus bénéfiques pour les plantes et les plus susceptibles de retenir le carbone dans le sol, nous pourrions essayer de faire pencher la balance en leur faveur.
« Nous avons beaucoup de potentiel pour gérer ou concevoir les microbes du sol », déclare Allison. « Dans les systèmes agricoles, nous pouvons envisager de manipuler le sol ou d’y ajouter des microbes bénéfiques. Dans des systèmes plus naturels, la gestion serait probablement du côté des plantes : les microbes du sol sont souvent étroitement liés aux plantes, donc la gestion des plantes peut également profiter au partie microbienne de l’écosystème.
« Nous avons également besoin de plus de mesures pour avoir une bonne idée de la façon dont la sécheresse affecte le changement de carbone du sol dans différents écosystèmes », déclare Allison. « Il y a beaucoup de paysages là-bas – de la toundra arctique aux déserts – et nous pourrions utiliser davantage de recherches dans ces divers habitats. »