1.4. Thématique de la fixation biologique de
l'azote
A. auriculaeformis est un arbre fixateur
d'azote (AFA) dont l'importance économique s'accroît de plus en
plus depuis son introduction au Bénin en 1982 par l'Unité de
Recherche Forestière et sa diffusion par divers projets de reboisement
du Gouvernement notamment le Projet Plantation de Bois de Feu dans le
Sud-Bénin (PBF) avec l'appui des partenaires comme la Banque Islamique
de Développement (BID) et le Programme Alimentaire Mondial
(PAM).
L'efficacité de la fixation biologique de
l'azote atmosphérique par la légumineuse A.
auriculaeformis, n'est pas évidente sur toutes les stations
quel que soit le pédoclimat. Il n'existe pas de travaux sur les
capacités symbiotiques d'A. auriculaeformis au
Bénin. Les investigations ont surtout porté sur la richesse en
azote de la biomasse de l'espèce sans toutefois ressortir les
capacités symbiotiques de l'arbre. De nombreuses légumineuses
retenues dans les systèmes de production agroforestiers pour leur
important potentiel de fixation d'azote atmosphérique n'ont qu'une
capacité symbiotique limitée pour certaines stations ou certains
pédoclimats.
Dans la sous-région, des travaux similaires ont
été effectués sur Leucaena leucocephala
(Lam.) de Wit par Kadiata et al. (1995)
au Nigeria. Toutefois, l'évaluation du potentiel de fixation symbiotique
de l'azote atmosphérique de l'espèce a surtout utilisé la
technique d'élément marqué (15N). Diverses autres
méthodes d'analyses peuvent être explorées pour cette
évaluation de l'activité symbiotique d'A.
auriculaeformis.
1.4.1. Symbioses fixatrices d'azote
Il convient d'abord, de clarifier la notion de
fixation de l'azote atmosphérique et des mécanismes y
afférents. Qu'est ce que la fixation de l'azote atmosphérique
?
Tous les organismes ont un besoin d'azote pour vivre. Cet
azote se présente sous des formes combinées ou complexes et
formes simples.
Le plus grand gisement d'azote sur la terre est
l'azote bimoléculaire gazeux N2. Il constitue 78-80 p.c. de
gaz stable de l'atmosphère terrestre (Giller, 2001 ; Hansen,
1994).
Par ailleurs, de nos jours, les intrants azotés
sur la terre provenant de la fixation biologique de N2 sont estimés
à 139-170 x 106 t d'azote par an comparé à 65 x
106 t d'azote par an fourni par les engrais azotés (Peoples
et Graswell, 1992). Le processus de fixation symbiotique de l'azote permet
à certaines sous familles de légumineuses de puiser ou
d'accéder à cette ressource inépuisable pour satisfaire
leurs besoins en azote. Comment le font-elles ?
1.4.2. Equation chimique de la fixation biologique
d'azote
Le processus de fixation de l'azote est la
réduction de l'azote bimoléculaire gazeux (N2) en une forme
biologiquement utile : la forme combinée d'azote ammoniacal (NH3)
utilisable par la plante. L'équation simplifiée de la
réaction est traduite par la formule (10) suivante : N E N + 8
e- + 8 H+ ? 2 NH3 +H2 (10).
La réaction est catalysée par un enzyme,
la nitrogénase. La nitrogénase la plus connue est la
nitrogénase du molybdène (Mo). Les trois (3)
caractéristiques majeures de la réaction de fixation sont sa
sensibilité à l'oxygène, son coût
énergétique élevé et son inhibition par l'azote
minéral qui est résumée dans la formule (11) :
N E N + 8 e- + 8 H+ + 16 ATP
? 2 NH3 + H2 + 16 ADP + 16 P (11).
La demande réelle en ATP pour la fixation de N2
va considérablement audelà de 16 moles par mole de N2 fixé
; comme de règle entre 25 et 30 moles sont nécessaires
(Bergersen, 1991).
De nombreux composés, autres que l'azote
atmosphérique, qui renferment aussi des triples liaisons, peuvent
être réduits par la nitrogénase, par exemple
l'acétylène (C2H2), qui est réduit en
éthylène (C2H4) comme le traduit la réaction de la formule
(12) :
HC E CH + 2 e- + 2 H+ ?
H2C = CH2 (12).
Cette réaction est à la base de la
méthode de mesure indirecte de la fixation d'azote (ARA), qui consiste
à évaluer la quantité d'éthylène
formé par un système fixateur.
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