L’approche bioélectronique

Flux protons-électrons et mesure du stress

Dans le domaine de l’agroécologie et de la santé des plantes, des indicateurs simples et innovants de santé des sols et des plantes ouvrent des portes vers un pilotage des systèmes et des pratiques agricoles pour une protection agroécologique des cultures1. Cette approche innovante, en rupture, repose sur un changement de paradigme : les plantes ne seraient pas forcément des ressources pour leurs bioagresseurs dont le développement dépend du milieu2 (. Elles ne seraient une telle ressource qu’en cas de déséquilibre, et il est proposé de « lire » ce déséquilibre au travers de trois paramètres (pH, potentiel redox (Eh) et conductivité électrique) en interactions, qui sont au cœur du fonctionnement et régulent les systèmes sol/plantes/microorganismes et la physiologie des plantes. La preuve de concept a été faite en milieu contrôlé qu’on peut par les pratiques agricoles modifier les conditions bio-physico-chimiques des sols et des plantes3. Dans une approche agroécologique de protection des cultures4 , on cherchera, par des pratiques adaptées, à rendre ces conditions défavorables aux bioagresseurs et à favoriser les auxiliaires. Au-delà de la compréhension de ces processus à mobiliser, la protection agroécologique des plantes peut grandement bénéficier d’un pilotage « redox » basés sur les trois paramètres Eh-pH-CE.

Plus d’informations :
https://wiki.tripleperformance.fr/wiki/Potentiel_Redox
Voir aussi papier scientifique Olivier Husson

Stress des plantes

Carte Eh–pH des zones indicatives où peuvent se développer les principaux groupes de ravageurs ou d’agents pathogènes, correspondant aux plantes oxydées. Ce qui montre qu’un spectromètre portatif capable de mesurer avec précision le pH et l’Eh peut être un outil utile pour la détection précoce des ravageurs des plantes.

Husson, 2013. DOI 10.1007/s11104-012-1429-7 ; Husson et al, 2018. doi:10.3390/agronomy8100209 ).
(Bousset et al. 2019, https://doi.org/10.1016/j.funbio.2018.11.008)
(Husson et al, 2016. http://dx.doi.org/10.1016/j.aca.2015.11.052; Husson et al, 2018. doi:10.3390/agronomy8100209)
(Deguine et al., 2017. DOI 10.1007/978-94-024-1185-0_1)

La caractérisation des sols et des plantes repose sur la mesure de trois paramètres physiques :

Le pH

Le pH représente la concentration en ions hydrogène du sol. Il affecte directement la disponibilité des macro-éléments ainsi que des oligo-éléments du sol. Lorsque le pH est acide (0), la solubilité de certains métaux (Fe, Mn, Zn, Cu et Co) augmente, ce qui peut être toxique pour la plante [COTTES, 2019] de même pour un pH alcalin (14). Il constitue un indicateur du développement possible des microorganismes, optimal entre 6.5 et 7.5

schema PH

Le Potentiel Redox (Eh)

Le potentiel d’oxydo-réduction (Eh), exprimé en mV. Il traduit les échanges d’électrons et la génération de courants électriques. C’est un indicateur du niveau d’énergie disponible pour qu’opèrent les différents processus du sol.

Pour assurer son fonctionnement quelles que soient les conditions du sol, la plante doit s’adapter pour conserver des valeurs de pH et Eh proches des valeurs optimales. Des variations trop importantes de Eh provoquent en outre des stress oxydatifs importants chez les plantes. Par ailleurs, le développement des bactéries et champignons est directement corrélé aux modifications de l’Eh du sol.

La conductivité (EC)

L’évaluation de la qualité des sols en agronomie repose sur la mesure de la conductivité électrique EC exprimée en mS. L’EC détermine la salinité globale et la capacité d’échange cationique d’un sol. Ainsi une supraconductivité sera synonyme d’un sol performant, tandis qu’une faible EC indique que les échanges n’ont pas lieu dans ce sol. La conductivité électrique (EC) est fortement impactée par la présence de sels solubles, d’argiles, de minéraux et de matière organique mais également par l’humidité du sol ainsi que sa température. En termes agronomiques, la résistivité du sol est quantitativement liée à la biomasse racinaire. L’EC représente donc un outil d’intérêt en agriculture afin de déterminer la qualité des sols.

schéma PH