Rhizobium
Bactéries symbiotiques des légumineuses qui fixent l'azote de l'air.
Les nodosités des racines de trèfle (et des autres légumineuses) abritent les bactéries Rhizobium, qui captent l'azote de l'air et en font profiter la plante.
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Explication
Présentes dans des nodosités sur les racines des légumineuses (haricot, pois, trèfle, lupin, luzerne, fève), ces bactéries du genre Rhizobium (et apparentés : Bradyrhizobium, Sinorhizobium, Mesorhizobium) transforment l'azote N₂ de l'air en ammoniac NH₃ puis en formes assimilables par la plante. Symbiose découverte par Hellriegel et Wilfarth en 1888, qui a révolutionné l'agronomie en expliquant la rotation millénaire avec les légumineuses.
Définition affinée
Le terme Rhizobium désigne stricto sensu un genre bactérien, mais en pratique on l'utilise pour tous les rhizobia (Bradyrhizobium pour le soja, Sinorhizobium pour la luzerne, etc.). Chaque légumineuse a son partenaire bactérien préféré : trèfle ↔ R. leguminosarum biovar trifolii ; haricot ↔ R. etli ; soja ↔ Bradyrhizobium japonicum. La symbiose se forme dans des nodosités visibles à l'arrachage : la nodosité saine est rosée à rouge (couleur de la léghémoglobine, équivalent végétal de notre hémoglobine).
Points clés
Quantification de la fixation
La quantité d'azote fixée varie beaucoup selon l'espèce, la croissance et le sol : elle va de pair avec l'azote accumulé dans les parties aériennes de la légumineuse (Anglade et al., 2015). Quand on récolte les graines (haricot, pois), la plus grande part de cet azote part avec la récolte ; racines et résidus n'en laissent qu'une petite partie à la culture suivante (Flynn et Idowu, 2015). Utilisée entière en engrais vert (fauchée puis laissée au sol ou incorporée en surface), la légumineuse enrichit davantage le sol, mais la culture qui suit n'en reprend qu'une part la première année, et une bonne partie reste dans le sol (Seo et al., 2006). Sources : Flynn et Idowu (2015), Nitrogen Fixation by Legumes, New Mexico State University, guide A-129 ; Anglade et al. (2015), Ecosphere ; Seo et al. (2006), Agronomy Journal.
Préserver la symbiose : que faire, que ne pas faire
À FAIRE : laisser racines et fanes sur place après récolte. À ÉVITER : excès d'azote dans le sol (la plante n'a plus besoin de la symbiose et « licencie » ses bactéries) ; sols très acides (pH < 5,5). En revanche, le voisinage des Alliacées, que la tradition déconseille, n'a pas d'effet démontré au champ sur la nodulation.
Inoculation
Pour le pois et la fève, les rhizobia sont déjà dans le sol : inoculer les semences n'est pas nécessaire (Terres Inovia). En revanche, pour une légumineuse dont la bactérie manque au sol, comme le soja (son rhizobium est absent des sols d'Europe de l'Ouest) ou le lupin (son Bradyrhizobium n'est pas présent dans tous les sols français) (Terres Inovia), ou sur un sol neuf (création de jardins urbains), une inoculation avec des Rhizobium spécifiques peut aider, mais son effet est inconstant : dans des essais au champ sur le haricot, un apport de rhizobiums n'a modifié que peu de caractères, et pas de la même façon selon les années (Reinprecht et al., 2020) ; dans un essai sur la vesce velue et le trèfle violet, l'inoculation n'a rien changé à la nodulation ni à la fixation, sans doute à cause des souches déjà présentes dans le sol (Perrone et al., 2020). Inoculants disponibles en jardinerie bio.
À surveiller
- • Si un haricot ou pois ne forme pas de nodosités roses à l'arrachage : sol trop acide (chauler modérément), excès d'azote (réduire les apports), ou bactéries absentes (une inoculation peut aider, avec un effet inconstant).
- • Légumineuses et Alliacées : la tradition du compagnonnage les sépare, mais aucun effet sur la nodulation n'a été démontré au champ, et des essais associent même fève et ail (Hamoda et al., 2026).
- • Ne pas confondre nodosités saines (rosées, lisses, sur les racines) avec galles parasitaires de nématodes (Meloidogyne) qui sont jaunâtres, déformantes et sur la racine principale.
Exemples
- • Haricot (Phaseolus vulgaris) ↔ Rhizobium etli
- • Pois (Pisum sativum) ↔ R. leguminosarum bv. viciae
- • Trèfle blanc (Trifolium repens) ↔ R. leguminosarum bv. trifolii
- • Soja (Glycine max) ↔ Bradyrhizobium japonicum
- • Luzerne (Medicago sativa) ↔ Sinorhizobium meliloti
Sources
- Flynn, R. & Idowu, J. (2015). Nitrogen Fixation by Legumes. Guide A-129. Las Cruces : New Mexico State University.
- Anglade, J., Billen, G. & Garnier, J. (2015). Relationships for estimating N2 fixation in legumes: incidence for N balance of legume-based cropping systems in Europe. Ecosphere, 6(3), 1-24.
- Seo, J.-H., Meisinger, J.J. & Lee, H.-J. (2006). Recovery of nitrogen-15-labeled hairy vetch and fertilizer applied to corn. Agronomy Journal, 98(2), 245-254.
- Reinprecht, Y. et al. (2020). Effects of nitrogen application on nitrogen fixation in common bean production. Frontiers in Plant Science, 11, 1172.
- Perrone, S. et al. (2020). Nitrogen fixation and productivity of winter annual legume cover crops in Upper Midwest organic cropping systems. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 117(1), 61-76.
- Hamoda et al. (2026). Effect of faba bean-garlic intercropping on low-molecular-weight organic acids, yield components, and profitability under different spatial arrangements. Scientific Reports, 16.