Brevet FR2948529A1 — publié le 20110204

DESCRIPTION DE L'INVENTION TITRE UTILISATION DE CATIONS POUR L'AMÉLIORATION DE LA BIOFERTILISATION BACTÉRIENNE DE GRANDES CULTURES DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION Le domaine technique de l'invention concerne la biofertilisation bactérienne, notamment azotobactérienne des grandes cultures agronomiques. Il est question de production et d'utilisation inocula bactériens à cet effet et de co-formulants à base de sels d'oligoéléments tels que le calcium, le fer, le magnésium et le manganèse. ÉTAT DE LA TECHNIQUE LA BIOFERTILISATION À L'AIDE DE BFCP AZOTOBACTÉRIENNES Les BFCP (bactéries favorisant la croissance des plantes) jouent rôle important dans la croissance des plantes. Elles colonisent, outre les racines de certaines cultures, les résidus de cultures (pailleux), les engrais organominéraux et/ou les biomasses racinaires résiduelles. Les mécanismes impliqués sont par exemple : (i) la production de sidérophores extracellulaires (agents microbiens de transport du fer) qui peuvent s'associer de manière efficace avec le fer présent dans l'environnement en le rendant moins disponible pour certaines microflores naturelles non-phytogènes, (ii) l'antibiose contre des bactéries et des champignons pathogènes, (iii) la production de substances favorisant la croissance, et iv) la solubilisation des phosphates organiques et inorganiques. Les BFCP appartiennent à plusieurs genres, eg. Agrobacterium, Alcaligenes, Arthrobacter, Azotobacter, Bacillus, Cellulomonas, Erwinia, Flavobacterium, Pseudomonas, (Brady)rhizobium et Xanthomonas. La biofertilisation azotobactérienne consiste en l'utilisation d'inocula BFCP diazotrophes, avantageusement du genre Azotobacter de la famille des Azotobaceracea. Ces inocula, contrairement aux inocula constitués de rhizobia symbiotiques, peuvent être appliqués aux résidus de cultures pailleux au sol, aux engrais organominéraux. Le genre Azotobacter est composé d'au moins 6 espèces: Azotobacter armeniacus, Azotobacter beijerinckii, Azotobacter chroococcum, Azotobacter nigricans, Azotobacter paspali et Azotobacter vinelandi. Les Azotobacteraceae sont de bactéries libres, aérobies et capables de fixer l'azote de manière non symbiotique. Leurs populations peuvent varier dans le sol mais ne dépassent que très rarement 102 à 103 par gramme de sol. Les Azotobacteraceae possèdent vraisemblablement des flagella polaires pour � nager � vers, et des flagella peritrichoriques pour � ramper � (Berleman et Bauer 2005a, 2005b) à la surface des résidusphères et CAH. Cette ambidextrie peut, en principe, être considérée comme caractéristique des Azotobacter les plus adaptées à la vie dans les sols. En effet, les Azotobacter, ou plus généralement les protéobactéries, ne pouvant produire des kystes sont aussi généralement dépourvu de flagella (Berleman et Bauer 2005a, 2005b). Les populations microbiennes du sol, bactériennes en particulier, sont très dynamiques et peuvent, en présence d'importantes quantités de substrats carbonés, des résidus de culture pailleux au sol enfouis, doubler, voire tripler, leurs volumes et/ou leurs masses en moins de 10-14 jours après l'apport de ces substrats (Lin et Brookes 1999, Recous et al. 1999, White et al. 1998). Pourtant, une grande proportion de ces biomasses sont, au moment de l'apport desdits substrats, peu ou pas actives, soit dans une proportion allant jusqu'à 90% (Klein et Paschke 2000). C'est vraisemblablement pourquoi il est possible, malgré ces très grandes populations microbiennes endogènes, et bactériennes en particulier, d'augmenter, d'implanter en sorte, temporairement des populations de BFCP, des Pseudomondaceae et Azotobacteraceae par exemple (Stroo et al. 1988, Fredrickson et al. 1987) dans les résidosphères. Or, compte tenu de la disproportion entre les quantités de bactéries présentes in situ (i.e. 108-9 par q de sol,) et les quantités apportées par inoculation (i.e. 1012-t3 par hectare), cette domination temporaire des bactériens inoculées au sein de la résidosphère est contre intuitive ; elle implique aussi une disposition stratégique de ces BFCP réintroduites. DYNAMIQUE D'ADSORPTION / DÉS-AHDÉSION DES BACTÉRIES AUTOCHTONES DU SOL Dans un sol arable, de 80 à 90% des cellules bactériennes adhèrent aux particules solides, et cela malgré le fait que leurs surfaces sont toutes deux globalement chargées négativement. La capacité d'échange cationique (CEC) d'un sol, fonction donc de la somme des charges négatives en présence, est donc contraire au rapprochement bactéries - solide, tandis que la capacité d'échange anionique (CEA), fonction de la somme des charges positives en présences, lui serait en principe favorable. Or cette réversibilité est fonction de plusieurs mécanismes et facteurs, y compris la charge ionique des phases solides et liquides du sol, y compris donc les surfaces des CAH et des résidus de culture, ainsi que celles des BFCP. En ce sens, les données de Rijnaarts et al (1993, 1995) pour des actino- et protéobactéries illustrent ce compromis chez les Pseudomonas spp., en terme de � réversibilité � de leurs adsorptions à diverses surfaces solides, pas opposition aux Corynebacterum plus rustiques. Or, dans les faits, la dynamique adsorption / dés-adsorption des cellules azotobactérienne in situ est la résultantes de différents facteurs ; 1. chimiotaxie (Berleman et Bauer 2005a, 2005b) 2. interactions électrostatique (Rijnaarts et al. 1995 ; Dickson et Koohmaraie 1989) 3. exopolysaccharides bactériens (Chenu et Roberson 1996) 4. lipopolysaccharides bactériens (Williams et Fletcher 1996) 5. � force � ionique de la phase aqueuse du sol (Absolom et al. 1983)40 -3- Étant, pour l'essentiel, chargées négativement en surface (cf. Korenevsky et Beverridge 2007) les cellules bactériennnes Gram négatives û mais aussi Gram positives dans une moindre mesure, auront donc nécessairement tendance à être repoussées par des surfaces chargées - elles aussi, négativement, par exemple des particules de sol et/ou de résidus pailleux. Cette tendance répulsive peut être û en principe, partiellement atténuée si ces charges superficielles û généralement mesurées en erg / cm2, sont neutralisées, avantageusement via la présence de cations mono- et/ou polyvalents (van Pelt et al. 1985, Fletcher 1988). Cela dit, la CEC des résidus de culture pailleux au sol û vraisemblablement de l'ordre de 50 à 100 cmol+ / kg (Boissezon 1988 ; Boissezon et al. 1991) est très généralement supérieure à celle des sols dans lesquels ils sont enfouis û les CEC de ces sols étant généralement de l'ordre de 10 à 20 cmol+ / kg en régions tempérées. Cela implique que les Azotobacteraceae, même si elles sont appliquées directement aux résidus de cultures pailleux au sol, auront a priori fortement tendance à l'éloigner de ces substrats carbonés. En effet, selon Ownley et al. 2003 l'efficacité relative d'une Pseudomonas comme agent fongistatique contre Gweumannamyces graminis var. tritici appliquée aux semences ne purent migrer vers ce pathogène si les charges négatives superficielles attribuables aux CEC sont trop importantes. L'adhésion / dé-adhésion des cellules bactériennes aux surfaces solides du sol n'est cependant pas fonction que des CEC des résidusphères et pédosphères, mais aussi du régime hydromorphique du sol, régime influencé par la granulométrie, la texture, la porosité, l'aériation et/ou la pédogénèse du sol. En effet et de plus, la répartition des bactéries dans les sols n'est pas uniforme dans l'espace (Grundmann et al. 2001), et c'est surtout leurs dispositions au sein des agrégats (Jordan et Maier 1999, Young et Ritz 2000, Ranjard et al. 1997), voire û plus précisément en dessous d'une certaine distance critique généralement estimée à guère plus de 3 à 5 mm en proximité de la résidusphère (Gaillards et al. 2001) qui déterminent le plus leurs niveaux d'activité et de prolifération in situ. A noter que ces dimensions de l'ordre de 3 à 5 mm coïncident approximativement avec la taille maximale des agrégats de terre û sa macrostructure, les plus bénéfiques du point de vue de la plante (Remenant et al. 2009). RÔLE DE LA POROSITÉ ET DE L'AÉRATION DU SOL Selon le régime hydromorphique de sol et son degré de saturation en eau à un moment donné, l'immobilisation du carbone et de l'azote, voire du phosphore, par la microflore du sol dépends de la porosité et donc nécessairement aussi de la granulométrie du sol. En effet, Strong et al. 2004 démontrèrent clairement que la dynamique de l'immobilisation du carbone issu de la dégradation microbienne de résidus de culture selon la microporosité du sol à un potentiel hydrique de -5 kPa est nettement déphasée par rapport à celle à un potentiel hydrique de -75 kPa. Par exemple, en situation de sol bien irrigués (i.e. -5 kPa) et 4 ou 90 jours d'incubation des résidus de culture, la corrélation entre cette mobilisation du carbone par la microflore est effectivement maximale pour les micropores d'environs 100 um, tandis qu'elle est minimale en situation de sol plutôt sec (i.e. -75 kPa ; voir Figures 5 et 6, op. cit.). Ceci me laisse entendre que la valorisation microbienne de ces substrats carbonés sera fortement influencée par la migration des microorganismes du sol et/ou le mouvement de la solution du sol chargé en carbone soluble assimilable. Ceux-ci seront nécessairement confinés à un environnement immédiat û soit de 1 à 4 um des résidus de culture lors de conditions non- saturés en sols sableux, mais librement transportés par capillarité à jusqu'à 2 000 um en sol argileux ; l'alimentation en carbone de bactéries ayant adhérées à des particules de sols à de telles distances de la résidusphère sera d'autant plus facile en sols argileux qu'en sols sableux. En effet, dans un sol argileux, l'eau capillaire peut occuper jusqu'à 80% du volume des marcro-agrégats de plus de 4 mm (Duchafour 2001), soit comprenant les distances sur lesquelles peut s'étendre l'influence de la résidusphère en voie de décomposition (Gaillard et al. 2001). En effet, à noter que le schéma proposé par Duchafour 2001 décrivant les potentiels hydriques et matriciel de sols de textures différentes û sables, limons et argiles, indique clairement que la teneur en eau capillaire d'un sol sableux n'est que de 3 à 8% ; celle d'un sol argileux est elle entre 28 et 40%. Encore une fois, en conditions non-saturées, c'est à travers l'eau capillaire que devra passer la solution du sol porteuse de métabolites carbonés provenant de la dégradation des résidus de culture pailleux assimilables par les Azotobacteraceae ; la rareté relative de l'eau capillaire en sols sableux ne peut que nuire à la valorisation ce des métabolites par lesdits Azotobacteraceae. En sols argileux, les bactéries peuvent donc û partout au sein de la macro-agrégation, être alimentées en carbone issus de la dégradation de ces résidus de culture. Dans un sol sableux, seulement 25% de l'eau est capillaire et ne pourra donc occuper une part aussi substantielle de la macro-agrégation ; l'alimentation en carbone soluble des bactéries par capillarité sera nécessairement assuré qu'à des distances relativement peu éloignées desdits résidus de culture pailleux. Ces bactéries n'ont donc pas intérêt ici à migrer trop loin lors d'une saturation transitoire de la macro-agrégation, faute de quoi leur alimentation en carbone provenant de la dégradation de ces résidus de culture sera sûrement interrompue. Théoriquement, en conditions saturée les bactéries pourront migrer û si elles ne sont pas adsorbées à la surface des résidus de culture pailleux, jusqu'à une certaine distance û soit de 300 à 400 um en sols sableux et jusqu'à 3 000 à 5 000 um en sol argileux. En conditions saturées cependant, ces bactéries en sol sableux auraient été confinées dans un volume compris à quelques um desdits résidus de culture pailleux ; en sols plutôt argileux elles auraient pu évoluer dans des volumes de sol beaucoup plus conséquents compris dans des rayons de 200 et 3 000 um de ces résidus de culture pailleux. Paradoxalement, ce sont les sols sableux - souvent podzolisés et dont les CAH sont nécessairement moins développés que ceux des gleysols plus argileux, qui seraient les moins réceptifs à la valorisation azotobactériennes des résidus de culture pailleux. Cette mauvaise valorisation desdits résidus de culture sur sols sableux est vraisemblablement et en partie attribuable au fait qu'en conditions de saturation en eau û même pour une courte durée de l'ordre de quelques jours, les Azotobacteraceae apportées par inoculation et donc initialement présentes à la surface de la résidusphère vont être répulsées (éloignées) û par simple mass-flow, de cette source de substrat carboné. Or, cet éloignement est toujours en puissance du fait d'une CEC - résidusphérique plus appréciable que celle du sol ; la dite saturation en eau du sol ne fera que l'actualiser. Or, une fois le sol de nouveau non ù saturée l'absence de diffusion et surtout de mouvement par capillarité de la solution du sol, empêchera les métabolites carbonés issus de la dégradation des résidus de culture d'alimenter ces Azotobacteraceae maintenant trop éloignées. A noter surtout que les (gley)sols plus argileux à la granulométrie et à porosité plus fines permettront eux cette diffusion par capillarité des métabolites carbonés en solutions vers les Azotobacteraceae distales. Cela dit, il faut noter que Bachmann et al. 2008 notèrent que les cambisols, dont les horizons de surface sont relativement riches en carbone organique et dont les particules organo-minérales sont plutôt hydrophobes abritent un réseau hydrique discontinu. Cette discontinuité fait que l'alimentation de microorganismes à une certaine distance d'une source de substrats ù tel que des résidus de culture pailleux en cour de décomposition par exemple, peut être problématique ; les microorganismes impliqués n'ayant donc eux non plus trop intérêts à s'éloigner. En effet, les sols sableux ù du fait d'une remontée capillaire moins importante sont transitoirement saturés moins longtemps ; ils sont plus souvent sujet à une podzolisation. Ce sont les sols plutôt argileux qui ù en présence d'un régime hydromorphe approprie, deviendront des gleysols du fait d'une saturation en eau prononcée et/ou prolongée. En effet, la remontée capillaire de l'eau au dessus d'une nappe phréatique est de 2 à trois fois plus élevée ù soit de l'ordre de plus de 1 m, et durable ù soit pendant parfois plus d'un mois (Duchafour 2001). La saturation transitoire en eau de podzols sableux n'étant pas en pratique très répandue, le précédant schéma théorique n'est plus dans le faits véritablement applicable ici. Au contraire, ce sont les gleysols plutôt argileux qui seront le plus souvent transitoirement saturés. Or, le précédant schéma théorique (voir supra) sera le plus applicable aux gleysols les plus structurés ù parfois estimable à l'aide de mesures du diamètre moyen des agrégats stable, ou DMAS (mean weight diameter, MWD, en anglais), et donc aussi aux macroporosités les plus importantes. En effet ù et un peu comme les textures grossières des sables, ces macroporosités ne pourront retenir suffisamment d'eau capillaire en conditions non-saturées pour assurer l'alimentation en métabolites carbonés des Azotobacteraceae s'étant � aventurées � trop loin des résidusphères. Ce qu'il y a de paradoxale c'est que les gleysols relativement riches en argile et en matière organique, et du coup bien structurés et relativement � fertiles � pourraient très bien être souvent peu ou pas réceptifs à la biofertilisation Azotobacteraceae du fait qu'ils sont transitoirement saturés pendant l'inter-culture d'octobre à février. Cet impacte sur la composition et la dynamique des communautés bactériennes de la macroporosité des sols relativement riches en matière organique et en argile a déjà été rapporté par Grundmann et al. 2001 et Remenant et al. 2009. Selon ces auteurs, les sols les mieux structurés ù en imposant des barrières de l'ordre des centaines, voire de milliers de um à la migration des bactéries du sol, favorisent la formation d'ilots (micro-habitats) distincts et séparés l'un des autres ; ces cette segmentation de l'habitat du sol qui peut ici s'avérer contreproductif pour la biofertilisation Azotobacteraceae. -6- RÔLE DU DEGRÉ DE SATURATION CATIONIQUE DE LA CEC ET DU CAH Le rapport entre le taux d'adhésion des cellules bactériennes aux solides û i.e. CEC et CAH, du sol et la charge ionique de la solution du sol n'est pas linéaire. Loin de là ; il faut vraisemblablement une augmentation d'un ordre de grandeur de ladite charge ionique pour doubler environ le taux d'adhésion des cellules. Cette disproportion est û comme nous le verrons, conséquente. Par exemple, selon Rijnaarts et al. (1995), l'augmentation de la force ionique par deux ordres de grandeurs (100x) permet de réduire le potentiel zeta g) d'une surface telle que le verre ou le teflon par un facteur de trois (3x). Selon Korenevsky et Beveridge (2007), une augmentation de la dite charge ionique par un ordre de grandeur (10x) entraîne une diminution de de moitié (50%). Selon van Schie et Fletcher 1999, le traitement au fer (FeCI3) de lamelles de verre a priori dotées de charges nettes négatives à leurs surfaces permet de neutraliser lesdites charges négatives et favorise l'adsorption de cellules bactériennes et permet ainsi de fixer de 30 à 40 cellules bactériennes par pm2, soit û encore une fois, de trois à quatre fois plus que sur les lamelles non û traitées. En principe donc, des concentrations en sels cationiques favorisant le rapprochement et l'adsorption aux solides du sol, y compris les résidus de culture pailleux, sont de l'ordre du millimolaire (mM). Selon Fletcher (1988), des concentrations de 1 mM de NaCl et de CaCl2, soit environ 100 mg/I suffisent en ce sens. Il à été observé que pour un substrat de porosité moyenne (5-7 um), une suspension aqueuse de bactéries (eg. Rhodococcus spp.), 20, 50 et 75% desdites cellules y adhèrent si la molarité est de 0,001, 0,01 et 0,1 M, respectivement. En termes agronomiques, ces concentrations cationiques représentent des masses élémentaires de l'ordre de 15, 150 et 1 500 kg de NaCI en solution par hectare. Ce forçage de l'adhésion de cellules bactériennes à un substrat solide par l'augmentation exponentielle de la charge ionique de la solution du sol (solution ambiante des bactéries du sol) est donc problématique en agronomie du fait des quantités de sels impliqués, soit ici et selon l'état de l'art de l'ordre que plusieurs centaine, voire de plus d'une tonne par hectare. Pire, ces doses-hectare sont trop massives pour être réconciliables avec le concept même de la biofertilisation microbienne. Ayant constaté cette non-linéarité, il est permit de postuler une répartition bimodale des distances moyennes séparant les cellules (azoto)bactériennes de la surface des résidusphères en fonction du degré de saturation du CEC du sol. En effet, et schématiquement, cette disposition des cellules (azoto)bactériennes par rapport aux résidusphères, et plus particulièrement en fonction du degré de neutralisation des charges négative de celle-ci et du CEC du sol environnant est présentée à la Figures C et C-bis ; - (A) Un sol relativement pauvre en Ca échangeable, et dont le CEC est non-saturé affichera bon nombre de charges négative capables de repousser les BAC vers les résidus de culture pailleux enfouis (résidusphère) dont les charges négatives sont pour l'essentiel non-neutralisées. - (B) A mesure que la saturation cationique du CEC du sol augmente, de moins en moins de charges négatives seront effectivement capables d'assurer cette répulsion des BAC vers les résidus de -7- culture au sol enfouis et négativement chargés, d'où une certaine � hésitation � des BAC à une distance (d) intermédiaire entre pédo- et résidusphère. - (C) Au-delà d'un certain seuil proche mais inferieur à 100% de saturation du CAH, la somme des charges négatives non-neutralisées de la pédosphère sera plus faible que celle de la résidusphère ; les BAC auront aussi une (forte) tendance à émigrer de la résidusphère vers la pédosphère, et cela au détriment de la valorisation (dégradation) microbiologique de celle-ci. - (D) Enfin, une fois le CEC sursaturé en cations, ceux-ci pourront maintenant entrer en solution du sol et diffuser vers la résidusphère et neutraliser eux même les charges négatives de celle-ci ; la susdite émigration des BAC au dépends de la résidusphère sera ainsi atténuée, voire éventuellement stoppée si suffisamment de caions sont ainsi mise en solution. A noter dans ce schéma une zone hachurée représentant une marge de pourcentage de saturation du CEC à l'intérieur de laquelle la somme des charges négatives non-neutralisées est inférieure à celle de la résidusphère ; l'émigration des BAC de cette résidusphère û d'où l'augmentation de la distance û d, est ici inéluctable. Or, c'est précisément à l'intérieure de cette marge relativement étroite aux abords d'une pleine saturation de la CEC que la neutralisation partielle de la CEC résidusphérique peut contribuer au rapprochement des BAC-AZB contribuant ainsi à la meilleure valorisation microbiologique de ces résidus de culture pailleux enfouis. Or, le schéma présenté à la Figure C est idéal est présuppose une diffusion parfaite des cations de la pédosphère vers la résidusphère, et vice et versa. Or, dans les faits, la solution du sol n'occupe qu'une portion de la pédosphère et la susdite diffusion sera vraisemblablement bien moins que parfaite. Il existe probablement donc une certaine inertie de part et d'autre des seuils û i.e. 95, 100 et 105% de saturation cationique du CEC, de sorte que cette segmentation de la susdite bimodalité peut être récrite plus largement (Figure C-bis). A noter que la susdite marge étroite (hachurée) aux abords d'une pleine saturation du CEC est maintenant un peu moins ... étroite. LA RÉPULSION ÉLECTROSTATIQUE DES BACTÉRIES DU SOL MANIPULÉE DES CATIONS En principe il est utile d'avoir recours à des agents abiotiques, des sels oligoélémentaires par exemples, capables de favoriser l'adsorption, réversible si possible, des BFCP aux résidus de culture et au CAH. En effet, Strenstrôm (1989) mentionne que le rôle que peuvent jouer les charges négatives, ou positives, à la surfaces des cellules bactériennes dans leurs mécanismes d'adsorption ne joueront que si la charge ionique de la phase aqueuse ambiante est importante ; dans le cas contraire, ce sera surtout l'hydrophobicité qui sera déterminante. Les charges et les l'hydophobicités en surface des bactéries (Castellanos et al. 1997) jouent un rôle dans l'adsorption des cellules bactériennes à des surfaces biotiques et/ou organiques. Or, cette adsorption est le fait de la force ionique, entre autre, de la solution ambiante et peut donc en principe être modulée à l'aide de simples sels (di)cationiques. En effet, si nous pouvions substituer aux charges négatives en surface des cellules Azotobacteraceae û ou d'autre BFCP, et/ou de résidus de culture pailleux, des charges positives, nous pourrions de la sorte favoriser l'adsorption de ces cellules bactériennes, ou du moins en favoriser la migrration vers ces -8- substrats carbonés (eg. StenstrÔm 1989). Cette graduelle substitution des charges négatives par des charges positives (Briandot et al. 1999) aurait donc pu contribuer à � immobiliser � ce type de cellules BFCP û avantageusement au niveau d'un substrat carboné. Or, à ce jour ces mécanismes, bien qu'important en soi ne sont pas tous directement valorisables en agronomie, et cela contrairement aux secteur de la biorestauration des sols (Jang et al. 1983 ; Gannon et al. 1991), voire de la médecine dentaire (Busscher et al. 1984). En effet, la modulation de zêta g) est couramment valorisée en médecine dentaire, par exemple, a aussi été appliquées en biorestauration des sols afin de faciliter l'acheminement par infiltration de bactéries spécifiques à une profondeur donnée puis leur adsorption éventuelle au CAH ou aux polluants en place. Cette modulation de zêta g) n'a jamais cependant été appliquée en biofertilisation. En effet, la modulation de zêta (i;) appliquée à la médecine dentaire implique surtout la modification de la surface d'adsorption, à l'aide du fluor par exemple (Busscher et al. 1984, 1986), technique inapplicable à l'agronomie. Dans le secteur de la biorestauration des sol (Gannon et al. 1991, Rijnaarts et al. 1995), zêta g) est modulé à l'aide d'apports relativement massifs de solutions cationiques (NaCI, CaCl2) capables de saturer les charges négatives à la surface des CAH et/ou des polluants cibles ; de tels quantités de sels ne peuvent, comme de raison, être apporté comment engrais agricoles. Gannon et al. (1991) suggèrent aussi que le pH de la solution environnante soit modulé, à la baisse, afin de favoriser l'adsorption des cellules bactériennes introduites pour fin de biorestauration de sols contaminés. De plus, l'essentiel de notre base de connaissance concerne surtout les mécanismes et les cinétiques d'adsorption des BFCP, les plus souvent du genre Azospirillum, aux racines et rhizosphères, et non de BFCP Azotobacteraceae aux résidusphères, à savoir ; - ajuster le pH pour atteindre le point de charge nulle des particules colloïdales - augmenter la salinité pour comprimer la couche diffuse - neutraliser la charge de surface par des cations polyvalents - piéger les colloïdes dans des précipités - adsorber les colloïdes sur des polymères chargés à longue chaîne. Vu les quantités de sols arables par hectare (plus de 1 000 tonnes), les deux premières possibilités ne sont pas applicables en agronomie du fait de l'impact négative que pourrait avoir cette acidification sur la phyto-disponibilité de certaines éléments nutritifs. Les deux dernières possibilités sont surtout opérables pour la décontamination des eaux. Reste l'utilisation de sels cationiques polyvalents, tels que le chlorure ferrique FeCI3, 6 H2O, le sulfate ferreux FeSO4, 7 H2O, et û surtout, des sels de calcium et de magnésium. La modulation des concentrations de sels cationiques à base de calcium, de fer ou de sodium peut en principe modifier ce degré d'hydrophobicité d'une certaine zone hydratée et donc sa perméabilité aux bactéries. Plus spécifiquement, la modulation des concentrations en sels cationiques peut favoriser ou empêcher, selon le cas, l'attirance des bactéries vers la surface colloïdale du sol. -9- Pourtant, traditionnellement les sels oligo-élémentaires ont été dirigés vers les productions végétales, le plus souvent par voies foliaires. Or, certains de ces (di)cations, entant que cofacteurs enzymatiques notamment, peuvent aussi bénéficier aux microorganismes du sol, y compris donc à ceux qui sont phytogènes lorsque réintroduits comme biofertilisants (McCarty et Bremner 1993). Or, cette utilisation limitée (usage restreint) de tels oligoéléments par les plantes, voire les bactéries du sol, n'exploite par pleinement leurs potentiels entant que matières fertilisantes. Du coup, leurs efficacités pondérales ne sont pas nécessairement optimales, d'où un certain surcoût attribuable à l'apport de dose-hectare plus (trop) importantes. DÉFINITIONS Oligoélément : Eléments nutritifs essentiels des plantes: bore, chlore, cuivre, manganèse, molybdène, zinc, nickel et fer, dont les plantes ont besoin en quantités moins importantes que celles des éléments majeurs ; ils sont présents à des concentrations inférieures à 100 mg/kg (0,01%) dans les plantes. Grandes cultures non-légumineuses : Culture agronomiques n'appartenant pas à la famille botanique des Fabaceae (alias Leguminoseae), récoltées généralement pour leurs grains matures et relativement secs. Ce groupe de cultures comprend les céréales (avoine, blé, seigle, orge), ainsi que le colza, le lin, le maïs et le sorgho. Culture intermédiaire piège à nitrate (Cipan) : Culture implantée afin de couvrir le sol pendant l'inter-culture - généralement entre la récolte d'une céréale ou d'une culture industrielle telle que la betterave, et le semis d'une culture de rapport le printemps suivant. Outre leur capacité à mobiliser ù � piéger � en sorte, les reliquats d'azote automnaux, les Cipan peuvent parfois contenir une part appréciable d'espèces Fabaceae et constituer ici un semblant d'engrais vert. Capacité d'échange cationique (CEC) : Nombre total de sites disponibles pour l'échange de cations, ou nombre total de cations échangeables, ou nombre de sites négatifs dans la matrice du sol ; en milliéquivalent par 100 grammes (mEq/100 g) ou centimole de charge positive par kilogramme (1 cmole(+)/kg = 1 meq/100g). La CEC est fortement reliée à la composition du sol et de la nature de son CAH. Somme des bases échangeables : Somme des cations basiques (Ca2+, Mg2+, K+ et Na+) susceptibles d'être fixés sur des sites négatifs dans un sol ; en milliéquivalent/ 100 g (mEq/100 g) de sol. Comme un cation bivalent (par exemple Ca2+) occupe deux sites négatifs, une millimole de ce cation représente 2 mEq/100 g. Taux de saturation du sol' Rapport de la somme des bases échangeables par la CEC. CAH (Complexe argilo-humique) : Fraction colloïdale argileuse du sol abritant les sites où ont lieu les échanges cationiques. Avec la matière organique, le CAH détermine la CEC, et tient un rôle important dans la rétention et la libération des éléments nutritifs et l'adsorption et persistance in situ des BFCP. erAZB (efficacité relative de l'azotobactérisation) : rapport entre la production de phytomasse et/ou la mobilisation végétale élémentaire avec et sans l'azotobactérisation de deux modalités appariées au sein d'une unité expérimentale Eau capillaire (absorbable) : portion de l'eau retenue par le sol au cours de l'infiltration des pluies occupant les pores fin et très fins (inférieurs à 10 um environ) : les forces capillaire et d'absorption sont suffisamment élevées pour s'opposer aux forces de gravité. A noter que l'eau capillaire est par définition absorbable par les racines, et cela contrairement à l'eau liée qui elle forme une fine pellicule à la surface des particules du sol. (de Duchafour 2001). Résidus de culture pailleux : Comme le nom l'indique, il s'agit ici de résidus de culture laissé au sol après la récolte de céréales à pailles, avantageusement des céréales d'hivers puisque celles-ci produisent plus. Cela dit, il est aussi ici question des résidus de culture laissés au sol après la récolte du maïs-grain sont. Enfin, à noter que ces résidus de culture pailleux comprennent non seulement les pailles ramassables au sens habituel, mais aussi les chaumes et les biomasses racinaires résiduelles. Pédosphère : Volume ou zone du sol excluant la rhizosphère et la résidusphère (en anglais : bulk soit). Résidosphère (ou résidusphère) : Volume ou zone du sol entourant immédiatement les résidus de culture pailleux, engrais organo-minéraux et/ou biomasses racinaires résiduelles, et plus ou moins influencé par ceux-ci. Il est aussi question d'un � noyau � où se situe la décomposition desdits résidus de culture. A noter que les microorganismes - 10 - responsables de la décomposition occupent généralement moins de 1% de l'ensemble du sol et sont particulièrement présents et actifs dans la résidusphère. Distance d'émigration (d) : La distance ù généralement ici de l'ordre du micromètre, voire au plus du millimètre, à la quelle pourraitce situer une cellules bactériennes soumises au jeu des forces électrostatiques et ioniques de la solution du sol en contacte avec les pédo-, rhizo- et résidusphères: Énergie libre de surface (F, de l'anglais � free �) : Fonction d'état définie parla transformation de Legendre dF = SdT ù pdV. En thermodynamique, F, ou énergie libre de Helmholtz, est une fonction d'état extensive dont la variation permet d'obtenir le travail utile susceptible d'être fourni par un système fermé, à température constante. Hydrophobicité : caractère d'un corps qui ne présente aucune affinité avec un milieu aqueux. Potentiel zeta O : Le potentiel d'une particule colloïdale correspondant à la charge de surface. On le mesure en mesurant la vitesse de déplacement d'un colloïde dans un champ électrique. Il s'agit donc de forces électrostatiques qu'on peut annuler en ajoutant des ions positifs fortement chargés (eg. AI3+; Fe3+). Cambisol : Profil peu évolué présentant un horizon d'altération Bw (cambique). Sur loess*, la détermination de cet horizon est subtile, c'est pourquoi on ne le distinguera généralement pas d'un sol "sans développement de profil", qui est également un profil peu évolué: On trouve ce type de sol sur des matériaux alluvionnaires et colluvionnaires. Gleysol : Grand groupe de sols de l'ordre gleysolique. Ils sont formés d'un horizon Ah mince (moins de 8 cm, ou 3 po) recouvrant un matériau gleyifié, gris ou brunâtre, marbré l'horizon Ah peut être absent. Le sol peut être recouvert en surface d'une couche de tourbes mixtes (densité apparente 0,1 ou plus) allant jusqu'à 40 cm (16 po), ou de tourbe de mousses fibrique (densité apparente inférieure à 0;1) de 60 cm (24 po). Podzol :Ordre de sols ayant des horizons B podzoliques (Bh,Bhf ou Bf) dans lesquels sont accumulés, en associations amorphes, des matières organiques (principalement acides fulviques), de l'AI et généralement du Fe. Leurs solums sont acides et leurs horizons B possèdent une forte charge dépendantdu pH. Les grands groupes de cet ordre sont: podzol humique, podzol ferro-humique et podzol humo-ferrique. Pulvérisation liquide : Application d'une suspension ou d'une solution d'une matière active, d'une matière fertilisantes, ou ici, d'un inoculum microbienne par aspersion d'une cible avec un liquide sous pression, d'un réservoir à travers une buse permettant la formation d'une brume localisée au niveau de ladite cible. EPS (exo-polysaccharides;ou glycanes) : glucidespolymèriques formés de monosaccharides. Ils participent à la formation des structures organiques chez les bactéries et entrent dans la composition de la capsule. DIVULGATION DE L'INVENTION Problème technique La répartition des bactéries dans les sols n'est pas uniforme dans l'espace et/ou dans le temps, et c'est surtout leurs dispositions au sein des agrégats, voire ù plus précisément en dessous d'une certaine distance critique généralement estimée à guère plus de 2 à 5 mm en proximité de la résidusphère qui déterminent le plus leurs niveaux d'activité et de prolifération in situ. A noter que ces dimensions de l'ordre de 2 à 5 mm coïncident approximativement avec la taille maximale des agrégats de terre ù sa macrostructure, les plus bénéfiques pour la plante. La CEC des résidus de culture pailleux enfouis au sol étant appréciablement plus grande que celle des particules de terre environnantes, des bactéries réintroduite à la surface de ces résidus de culture (résidosphères) auront nécessairement tendance à être repoussées vers lesdites particules de terre et d'adhérer préférentiellement à celles-ci. N'ayant pas de mécanismes actifs, eg. des molécules signalétiques et/ou des récepteurs pour contrer cette répulsion en favorisant une interactions spécifique des bactéries ù et cela contrairement aux racines -11- (rhizosphères), les résidusphères subiront cette émigration des BFCP initialement réintroduites à leurs surfaces. Cette dispersion des BFCP est foncièrement contreproductive et mine l'efficacité relative d'éventuels produit-concepts biofertilisants. Cette émigration des BFCP au dépends de la résidusphère peut être plutôt à l'horizontal par diffusion des cellules bactériennes à une certaine distance ù généralement au-delà de quelques 1 à 4 mm, soit à la verticale par lessivage desdites cellules bactériennes au dessous des résidusphères une fois les résidus de culture au sol enfouis. Bien que ces types de mouvements peuvent avoir lieu ù à différentes échelles, dans la plupart des sols à un moment ou l'autre ; les mouvements à l'horizontale seront surtout à remarquer dans des sols hydromorphes tel que des gleysols, tandis que les mouvements à la verticale seront surtout appréciables en sols plus lessivés tel que des podzols. Le problème technique ce pose donc tant pour les sols hydromorphes bien structurés (i.e. DMAS élevé) que pour les sols podzolisés moins structurés plus sableux et/ou à granulométries plus grossières. Le problème technique semble donc résider, non pas seulement dans la réintroduction in situ de doses ù hectare massives de cellules bactériennes, comme c'est souvent le cas lors de la biorestauration de sols pollués, mais bien dans leurs dispositions stratégiques en proximité de la résidusphère notamment celles des résidus de culture pailleux au sol un fois enfouis. En effet, par l'inoculation des résidus de cultures pailleux au sol, les populations azotobactériennes à la surface de ces résidus de culture par gramme de sol passent de quelques dizaines, soit 1% (p/v) des quelques 103"4 Azotobacters par g de sol, à quelques centaines de milliers, soit 1012-13 Azotobacters par dose-hectare pour environs 10' g de résidus de culture pailleux au sol. Ce facteur � bio-augmentatif � de l'ordre de 5 x 104 est appréciable et explique en lui-même et en bonne partie l'efficacité relative de ce type de biofertilisation par bactérisation des résidus de culture pailleux au sol au sens de Claude et Fillion (2004). Cela dit, ces cellules (azoto)bactériennes, dites AZB, une fois les résidus de culture enfouis, tendront à migrer vers les complexes argilo-humiques du sol, dits CAH, y compris du fait de la présence de (di)cations pouvant en neutraliser les charges négatives à sa surface. Il faut donc trouver à l'aide des dits sels (di)cationiques une façon de favoriser un équilibre entre l'adsorption des BFCP aux CAH et aux résidus de culture au sol, et cela à l'avantage desdits résidus de culture. II semble donc que le problème et le défi techniques consiste à trouver une façon simple de neutraliser préférentiellement les charges négative à la surface des résidus de culture au sol plutôt qu'à la surface des complexes argilo-humiques vers lesquels les bactéries biofertilisantes réintroduites tendront à migrer. Solution technique La solution technique consiste donc à rediriger vers les résidus de culture pailleux enfouis au sol des préparations (solutions) des cations pouvant en neutraliser, partiellement ou totalement, la CEC. Elle, permet en principe d'appliquer la modulation de à l'aide de sels de cations polyvalent au secteur agronomique qu'est la production et la biofertilisation des grandes cultures 2948529 - 12 - non û légumineuses. Une fois dans la zone hydratée, la présence de ces sels cationiques favorisera une réduction de AFadh et donc la fixation desdites BFCP azotobactériennes aux résidus de culture pailleux au sol. En effet, il est raisonnable de s'attendre à ce qu'un plus grand nombre de cellules bactériennes adhérent à des solides chargés négativement en fonction d'une certaine 5 réduction de leurs potentiels zeta g) et/ou de la somme de leurs charges négatives superficielles ; les données de van Loosdrecth et al.(1987a, 1987b) et Gannon et al. 1991 nous l'indiquent. Concrètement, la présence accrue de sels cationiques en solution contribue à neutraliser les charges négatives sur les surfaces solides telles que les résidus de culture pailleux au sol, tout en augmentant la pression osmotique (ionique) du milieu liquide favorisant ainsi la sortie de la 10 phase aqueuse vers les phases solides (résidus de culture pailleux au sol) des BFCP azotobactériennes dont les surfaces sont elles mêmes généralement chargées négativement. L'invention réside en partie sur le double constat selon le quel ; d'une part (1) la CEC des résidus de culture pailleux enfouis en surface des sols (i.e. la résidusphère) est nettement supérieure à celle du sol dans son ensemble (i.e. la pédosphère) û vraisemblablement par un 15 facteur d'environ 300%, et d'autre (2) du fait d'une saturation partielle mais importante û de l'ordre d'au moins 67%, la somme des charges négatives de la CEC du sol non-neutralisées est du même ordre de grandeur que la somme de celles attribuables à la résidusphère. Cette dynamique de rééquilibrage entre les CEC des résidu- et pédosphères ce traduit û en théorie, par une répartition bimodal des distance d'émigration û d, des bactéries du sol û notamment celles réintroduites par 20 inoculation, par rapport à la résidusphère. Schématiquement (voir Figure C) ; la disposition de cellules (azoto)bactériennes par rapport aux résidusphères à une certaine distance û d, de ceux celles-ci et en fonction du degré de neutralisation du CEC-CAH du sol environnant ; (A) Un sol relativement pauvre en CaO, et dont le CEC-CAH est relativement non-saturé affichera beaucoup de charges négative capables de 25 repousser lesdites bactéires vers les résidusphères ; (B) A mesure que la saturation cationique du CEC-CAH du sol augmente, de moins en moins de charges négatives seront capables d'assurer cette répulsion desdites bactéries vers les résidusphères négativement chargés, d'où une certaine � hésitation � des BAC à une distance (d) intermédiaire ; (C) Au-delà d'un seuil proche mais inferieur à 100% de saturation du CAH-CEC, les charges négatives non-neutralisées de la 30 pédosphère seront plus faibles que celles de la résidusphère et lesdites bactéries auront aussi une tendance à émigrer de la résidusphère ; (D) une fois le CEC-CAH sursaturé en cations, ceux-ci entrent en solution du sol et peuvent diffuser vers la résidusphère et neutraliser les charges négatives de celle-ci ; la susdite émigration des BAC au dépends de la résidusphère sera ainsi atténuée, voire éventuellement stoppée. Or, ce schéma plutôt théorique doit être adapté afin de 35 mieux tenir compte de l'immersion de CAH et argiles û et donc de leurs CEC, dans la solution du sol. Selon mes estimations, l'étendue de la marge de % de saturation cationique du CEC-CAH à considérer ici est plutôt de 67 à 133% (Figure C-bis), le susdit seuil de saturation en principe proche mais inférieur à 100% étant vraisemblablement plutôt de le l'ordre de 110 à 115%, soit au environs de 112% (Figure C-bis). - 13 - Pour faire simple û et en termes plus numériques, au dessus d'un certain seuil aux environs de 90-110% mais avantageusement à hauteur de 100% de saturation du CEC-CAH, l'apport de cations à la résidusphère peut contribuer appréciablement à réduire l'émigration des BAC-AZB de celle-ci, et du coup contribuer à une meilleure valorisation microbiologique de ces résidus de culture pailleux. Cela dit, la marge entre 88 et 112 % de saturation est effectivement assez étroite, bien que la mesure de ce degré de saturation cationique soit assez précise et routinière. De plus, il s'avère que û en France et en Europe de l'Ouest du moins, la majorité des cambisol û sol dominant dans nos régions, affichent souvent des degrés de saturation cationique du CEC-CAH de l'ordre et aux alentours de 80 à 120%. L'invention consiste donc en une utilisation de cations de calcium (Ca) et/ou de magnésium (Mg) pour la biofertilisation au champ (in situ) de grandes cultures d'hiver et de culture intermédiaires pièges à nitrate (Cipan) non-Fabaceae. Ces cations sont appliqués par pulvérisation liquide directement à des résidus de culture pailleux laissés au sol par des cultures céréalière ou de maïs-grain, et par la suite incorporés en surface du sol en pré-semis de grandes cultures d'hiver et Cipan non-Fabaceae. Les cations sont apportés en équivalents par hectare de résidus de culture pailleux au sol compris entre 5 et 50 moles, plus particulièrement entre 10 et 30 moles, et avantageusement d'environ 12 à 15 moles. De plus, il est loisible que les résidus de culture au sol soient préalablement à leurs enfouissement azotobactérisés, avantageusement à l'aide d'une dose-hectare d'inocula de cellules Azotobacteraceae comprenant entre 0,1 et 100 x 1012, plus particulièrement entre 1 et 10 x 1012, et avantageusement aux alentours de 5 x 1012 cellules viables. Si la bouillie pulvérisable est jugée non-bactéricide, l'inoculum Azotobacteraceae peut lui être intégré, facilitant ainsi la réalisation agronomique de l'invention. Il est aussi avantageux que le sol soit un cambisol ou assimilable à un cambisol ; le degré de saturation cationique de la CEC de ce sol, y compris la portion de celle-ci attribuable au complexe argilo- humique (CAH) est important, et compris entre des valeurs de 67 à 133%, plus particulièrement entre es valeurs de 75 et 125%, et avantageusement entre des valeurs de 88 et 112%. Il est aussi loisible et avantageux que les résidus de culture pailleux laissés au sol par des cultures céréalière ou de maïs-grain soient préalablement enduits d'un minimum de d'oses ou d'osides capable de déclencher l'activité métabolique des Azotobacteraceae présentes et/ou des bactéries du sol environnantes. Il s'agit donc de cations pour la biofertilisation des grandes cultures d'hivers et/ou de Cipan non-Fabaceae applicables par pulvérisation liquide de résidus de culture pailleux au sol à enfouir û en partie ou totalement, en pré-semis desdites grandes cultures. Avantages apportés Outre sa simplicité d'application et son effet phytogène et agronomique, l'invention à l'avantage d'améliorer l'efficacité pondérale desdits sels cationiques. En effet, du fait de leurs action immédiate sur le métabolisme des cellules azotobactériennes au niveau de la résidosphère, les quantités apportées sont soit immédiatement prélevées par celles-ci, soit servent à neutraliser les charges négatives à la surface des résidus de culture au sol et/ou d'EOM ; il n'y a donc pas de - 14 - perte au sol. Ces (di)cations peuvent aussi être éventuellement recyclés par la rhizosphère est remplissent donc ici une double fonction de biofertilisation et de fertilisation oligo-élémentaire des cultures. L'invention permet donc une triple valorisation desdits sels cationiques ; (i) en favorisant la plus grande adsorption des Azotobacters aux résidus de cultures pailleux au sol une fois enfouis, (ii) en permettant leurs utilisation comme cofacteurs enzymatique par ces même bactéries du sol, et (iii) en permettant aux racines de recycler, lors du re-largage de ces oligoéléments par les bactéries du sol, ces cofacteurs oligo-élémentaires. L'invention permet d'améliorer l'efficacité de la biofertilisation bactérienne en lui procurant un substrat carboné alternatif à l'habituel flux photosynthétique ; la ponction par les habituelles souches BFCP symbiotiques et/ou associatives (rhizosphériques) étant à terme contreproductive. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS ET FIGURES Figure A : La plus petite macroporosité de sols moins structurés établira un réseau d'eau capillaire plus continu permettant ainsi d'alimenter en métabolites carbonés solubles issus de la dégradation des résidus de culture pailleux les Azotobacteraceae ayant migrées à une certaine distance pendant la période de saturation transitoire en eau caractéristique de tels sols. Figure B : La macroporosité plus importante de sols les plus structurés, ou encore à la granulométrie grossière, ne permettant pas l'établissement d'un véritable réseau d'eau capillaire aussi continu fera barrière à l'alimentation en métabolites carbonés solubles des Azotobacteraceae ayant ainsi migrées à une certaine distance des résidus de culture pailleux pendant la période de saturation transitoire en eau caractéristique de tels sols. Figure C : Représentation schématique de la disposition de cellules (azoto)bactériennes par rapport aux résidusphères à une certaine distance û d, de ceux celles-ci et en fonction du degré de neutralisation du CEC-CAH du sol environnant. (A) Un sol relativement pauvre en CaO, et dont le CEC-CAH est relativement non-saturé affichera beaucoup de charges négative capables de repousser lesdites bactéries vers les résidusphères. (B) A mesure que la saturation cationique du CEC-CAH du sol augmente, de moins en moins de charges négatives seront capables d'assurer cette répulsion desdites bactéries vers les résidusphères négativement chargés, d'où une certaine � hésitation � des BAC à une distance (d) intermédiaire. (C) Au-delà d'un seuil proche mais inferieur à 100% de saturation du CAH-CEC, les charges négatives non-neutralisées de la pédosphère seront plus faibles que celles de la résidusphère et lesdites bactéries auront aussi une tendance à émigrer de la résidusphère. (D) une fois le CEC-CAH sursaturé en cations, ceux-ci entrent en solution du sol et peuvent diffuser vers la résidusphère et neutraliser les charges négatives de celle-ci ; la susdite émigration des BAC au dépends de la résidusphère sera ainsi atténuée, voire éventuellement stoppée. Figure C-bis : Modification de la représentation schématique en Figure C afin de mieux tenir compte de l'immersion de CAH et argiles û et donc de leurs CEC, dans la solution du sol. Selon mes estimations, l'étendue de la marge de % de saturation cationique du CEC-CAH à considérer ici est plutôt de 67 à 133%, le susdit seuil de saturation en principe proche mais inférieur à 100% étant vraisemblablement plutôt de le l'ordre de 110 à 115%, soit au environs de 112%. - 15 - Figure 1 : Efficacité relative (er) de d'AZB des résidus de culture pailleux avec et sans ION (i.e. ici 1 kg-CaO / 10 000 kg de paille céréalière), en termes de production de matière sèche des parties aérienne (mg MSPA) par plant de Lolium multiflorum dès la première coupe ù cl, 54 jours post-semis (jps). (Nb. Prob a = 0,025 ; CV = 6,9% ; ppds = 0,094). Figure 2 : Efficacité relative (er) de d'AZB des résidus de culture pailleux avec et sans ION (i.e. ici 1 kg-CaO / 10 000 kg de paille céréalière), en termes de mobilisation de l'azote par la matière sèche des parties aérienne (ug N) par plant de Lolium multiflorum dès la première coupe ù cl, 54 jours post-semis (jps). Figure 3 : Efficacité relative (er) de d'AZB des résidus de culture pailleux avec et sans ION (i.e. ici 1 kg-CaO / 10 000 kg de paille céréalière), en termes de production de matière sèche des parties aérienne (mg MSPA) par plant de Lolium multiflorum au moment de la deuxième coupe ù cl + c2, 82 jours post-semis (jps). (Nb. Prob a = 0,001 ; CV = 3,4% ; ppds = 0,046). Figure 4 : Efficacité relative (er) de d'AZB des résidus de culture pailleux avec et sans ION (i.e. ici 1 kg-CaO / 10 000 kg de paille céréalière), en termes de mobilisation de l'azote par la matière sèche des parties aérienne (ug N) par plant de Lolium multiflorum Lam. au moment de la deuxième coupe ù cl + c2, 82 jours post-semis (jps). (Nb. Prob a = 0,04 ; CV = 3,2% ; ppds = 0,042). Figure 5 : Production de matières sèches des parties aériennes (MSPA) par plant de Lolium multiflorum Lam. dès la première coupe (cl ; 54 jps) sans et avec ION (i.e. ici 1 kg-CaO / 10 000 kg de paille céréalière) et selon l'azotobactérisation (AZB) de ces résidus de culture pailleux une fois enfouis par malaxage au sol. (Nb. ppds = 2,45). Figure 6 : Production de matières sèches des parties aériennes (MSPA) par plant de Lolium multiflorum Lam. après la deuxième coupe (cl + c2 ; 82 jps) sans et avec ION (i.e. ici 1 kg-CaO / 10 000 kg de paille céréalière) et selon l'azotobactérisation (AZB) de ces résidus de culture pailleux une fois enfouis par malaxage au sol. (Nb. ppds = 5,23). Figure 7 :. Mobilisation de l'azote (ug-N par plant) par les matières sèches des parties aériennes (MSPA) de Lolium multiflorum dès la première coupe (cl ; 54 jps) sans et avec ION (i.e. ici 1 kg-CaO / 10 000 kg de paille céréalière) et selon l'azotobactérisation (AZB) de ces résidus de culture pailleux une fois enfouis par malaxage au sol. Figure 8 : Mobilisation de l'azote (ug-N par plant) par les matières sèches des parties aériennes (MSPA) de Lolium multiflorum après la deuxième coupe (cl + c2 ; 82 jps) sans et avec ION (i.e. ici 1 kg-CaO / 10 000 kg de paille céréalière) et selon l'azotobactérisation (AZB) de ces résidus de culture pailleux une fois enfouis par malaxage au sol. Figure 9 : Production de matières sèches des parties aériennes (MSPA) par plant de Lolium multiflorum dès la première coupe (cl ; 54 jps) sans et avec ION (i.e. ici 1 kg-CaO / 10 000 kg de paille céréalière) et selon l'azotobactérisation (AZB) de ces résidus de culture pailleux une fois enfouis par malaxage aux deux types de sols reconstitués dits 4 et 5 mm. Figure 10 : Mobilisation de l'azote (ug-N par plant) par les matières sèches des parties aériennes (MSPA) de Lolium multiflorum dès la première coupe (cl ; 54 jps) sans et avec ION (i.e. ici 1 kg-CaO 110 000 kg de paille céréalière) et selon l'azotobactérisation (AZB) de ces résidus de culture pailleux une fois enfouis par malaxage aux deux types de sols, dits 4 et 5 mm. (Nb. ppds = 28). Figure 11 : Production de matières sèches des parties aériennes (MSPA) par plant de Lolium multiflorum après la deuxième coupe (cl + c2 ; 82 jps) sans et avec ION (i.e. ici 1 kg-CaO / 10 000 kg de paille céréalière) et selon l'azotobactérisation (AZB) de ces résidus de culture pailleux une fois enfouis par malaxage aux deux types de sols, dits 4 et 5 mm. (Nb. ppds = 5,23). 2948529 - 16 - Figure 12 : Mobilisation de l'azote (ug-N par plant) par les matières sèches des parties aériennes (MSPA) de Lolium multiflorum après la deuxième coupe (cl + c2 ; 82 jps) sans et avec ION (i.e. ici 1 kg-CaO / 10 000 kg de paille céréalière) et selon l'azotobactérisation (AZB) de ces résidus de culture pailleux une fois enfouis par malaxage aux deux types de sols, dits 4 et 5 mm. (Nb. ppds = 30). 5 Figure 13 : Efficacité relative (er) de d'AZB des résidus de culture pailleux avec et sans ION (i.e. ici 1 kg-CaO / 10 000 kg de paille céréalière) et selon le type de sol reconstitué, dits ici 4 et 5 mm, en termes de mobilisation de l'azote par la matière sèche des partie aérienne (ug N) par plant de Lolium multiflorum dès la première coupe û cl, 54 jours post-semis (jps). (Nb. Prob a = 0,093 ; CV = 6,6% ; ppds = 0,126). 10 Figure 14 : Efficacité relative (er) de d'AZB des résidus de culture pailleux avec et sans ION (i.e. ici 1 kg-CaO / 10 000 kg de paille céréalière), en termes de mobilisation de l'azote par la matière sèche des parties aérienne (ug N) par plant de Lolium multiflorum au moment de la deuxième coupe û cl + c2, 82 jours post-semis Qps). (Nb. Prob a = 0,04 ; CV = 3,2% ; ppds = 0,042). 15 MODE DE RÉALISATION PRÉFÉRÉ DE L'INVENTION Des dose-hectare d'environ 1 kg (1 000 g) de CaO ou de MgO peuvent être appliquées par pulvérisations liquides à la surface de résidus de culture au sol en pré-semis de cultures d'hiver. Les résidus de culture, pailleux ou racinaires, voire de phytomasses de cultures intermédiaires 20 piège à nitrates (Cipan) non-Fabaceae, sont avantageusement bactérisés à hauteur de 5 x 105 par g de résidus de culture, ou selon les quantités de matières résiduelles présentes au sol. Pour des apports de 10 000 par hectare de résidus de culture pailleux au sol, cette bactérisation équivaut à des dose-hectare d'inocula d'environ 5 x 1012 cellules azotobactériennes, soit les dose-hectare préconisées par Claude et Fillion (2004) et Claude et Giroux (2006). Les résidus de culture - 25 pailleux ou racinaires, sont traités par pulvérisation liquide à la façon de Claude et Fillon (2004). En principe, et selon le texte de ma précédente invention (FR 01/15542), les BFCP adaptées à la vie dans les sols, i.e. les plus autochtone et donc les plus avantageuses en agronomie sont que partiellement hydrophobes (i.e. elles peuvent résider et croître en milieux aqueux en présence immédiate d'un substrat matriciel) et électro - cinétique (i.e. la somme des charges négatives à 30 leurs surfaces) n'exclut pas de facto leur rapprochement avec ledit substrat matriciel généralement chargé négativement. Il est avantageux d'apporter par pulvérisation liquide lors de la bactérisation des résidus de culture des doses-hectare équivalentes à 1 kg CaO (5 L x 200 g/L), soit une solution à û 14-15% CaO, et/ou 1,1 kg CaO (6 L x 186 g/L) soit une solution à û 14% CaO. Pour ce faire, il existe des 35 formulations commerciales, par exemples celles proposées par la société Agronutrition SAS (www.agro-nutrition.fr), soit notamment FixaCa�. Pour la France (données BDAT et Indiquasol ; http://www.gissol.fr), les cambisols sont prédominants dans plus du 3/4 des cantons français ; la prédominance d'une saturation moyenne de la CEC-CAH des sols est par contre plus limitée, soit de l'ordre de 30% pour une tranche de 40 taux de saturation (hors Na) de 67 à 133%, de 20% pour une tranche de 75 à 125% et de 12% pour une tranche de 90 à 110% de saturation. Donc, les cambisols û et/ou assimilables (eg. 5 - 17 - certains luvisols, gleysols et/ou podzols) seront généralement présents sur la parcelle in situ, mais les taux de saturation de ces sols seront eux avantageusement déterminé afin d'éviter si possible l'application de l'invention sur des sols ayant un taux de saturation en dessous de 67 ou au dessus de 133%. APPLICATIONS BIOINDUSTRIELLES ET AGRONOMIQUES Afin de simuler en serre les divers états de la macrostructure d'un cambisol ù et donc la macroporosité qui va avec, j'ai fractionné par tamisage à sec un sol dit sel 3 (Tableau A) et obtenu 10 deux sols reconstitués ; un dont la granulométrie comprends les particules et agrégats d'au plus 4 mm (i.e. fraction 4 mm), et l'autre constitué des particules et macro-agrégats d'au moins 4 mm (i.e. fraction 5 mm). En ce sens, le sol alsacien ù dit se13 a été séché passivement, puis tamisé une première fois à 5 mm. Cette fraction a été par la suite re-tamisée à 4 mm. Ces reliquats sont donc d'au moins 4 à 5 mm, et appelés � fraction 5 mm �, tandis que la fraction tamisée ainsi obtenue est 15 constituée d'agrégats d'au plus 4 mm et appelée � fraction 4 mm � ; la caractérisation physico-chimique de ces deux fractions ù 4 et 5 mm, est aussi rapportée au Tableau A. Tableau A : Caractérisation physico-chimique du sol dit SE13, et ses fractions 4 et 5 mm fraction "4 mm" fraction "5 mm" Argile 21,1 21,1 LF/LG Na 1,1 1,1 Sables fins % 4,8 4,8 pH Na 6.7 7,0 Matière organique g/kg-sol 19,3 19,3 CEC Metson mÉq/kg-sol 113 110 P205 mg/kg-sol 200 260 K20 mÉq/kg-sol 2,0 2,2 MgO mÉq/kg-sol 7,0 7,1 CaO mÉq/kg-sol 118 124 Saturation CEC (K, Ca, Mg) 0/0 110 122 20 Ce fractionnement par tamisage a aussi permit de modifier légèrement le % de saturation cationique de la CEC de façon à ce que le degré de saturation de la fraction 4mm soient effectivement en dessous du seuil ù 112% proposé aux Figures C/C-bis, et celui de la fraction 5mm au dessus. La variable SOL intègre donc ici ces deux composantes pouvant agir sur le fonctionnement de la flore bactérienne résidusphérique ; macrostructure texturale et saturation 25 cationique de la CEC. Les essais en serre sont réalisés avec du Lolium multiflorum dont les capacités de repousses accélérées sont très avantageuses pour ce type d'application. Afin de simuler en serre l'effet de l'azotobactérisation (AZB),des résidus de culture pailleux au sol selon le mode de réalisation préféré de l'invention - azotobactérisation qui doit dans les fait permettre d'augmenter 30 appréciablement les populations Azotobacteraceae en proximité des résidus de culture par un facteur ù 500 à 1 000, j'ai ici simplement pré-incubé à température ambiante l'équivalent des 1% poids/poids (p/p) de résidus pailleux pendant au moins une dizaine de jours avant de les incorporer par malaxage au sols reconstitués. Les témoins sans AZB comprennent donc des résidus pailleux -18- ainsi pré-incubés mais par la suite étuvés à -65 degré Celsius pendant 90 min ; cela à pour effet d'atténuer dans son ensemble la flore (azoto)bactérienne de cette préparation, sans pour autant nuire conséquemment au fonctionnement de sa flore fongique cellulolytique beaucoup plus thermorésistante. J'ai utilisé un dispositif expérimental en tiroir (� split-plot �) avec 4 répétitions, les traitements AZB étant nichés dans chacune des combinaisons SOL x ION. Dans les faits, ces 2 x 2 = 4 combinaisons sont disposées en carré-latin. Le dispositif comprend donc (2 x 2) x 2 = 8 modalités x 4 répétitions = 32 pots de 0,5 L contenant chacun 350 g de sol + 3,5 g de résidus de culture pailleux hachés et tamisés à 2 mm. L'avantage d'avoir niché AZB dans chacune des combinaisons SOL x ION est que l'efficacité relative (er) d'AZB peut maintenant être calculée, pour chacune des combinaisons SOL x ION. J'ai calculé ces erAZB en termes de production de phytomasses (matières sèches des parties aérienne ù MSPA) et de la mobilisation végétale du N. Pour les Anova's des données pondérales (i.e. MSPA et mobilisation végétale du N) j'ai considéré un dispositif en tiroir (� split-plot �) (1x2)/3 comprenant donc (2x2)x2 = 8 modalités SOL x MOM x AZB répétées quatre (4) fois = 32 pots disposés en 16 unités expérimentales, les modalité sans et avec AZB étant appariées deux à deux. Nb. A noter ici que ces Anovas ne permettent pas pour autant de calculer les ProbA (Pa) associées aux triples interactions SOL x MOM x AZB, mais permettent néanmoins ù le cas échéant, d'estimer une ppds (plus petite différence significative) pour celles-ci. En ce sens, seuls les tableaux Anovas relatifs aux erAZB ù ne comportant donc que les doubles interactions SOL x ION, seront rapportés. Pour les Anovas des erAZB j'ai considéré un dispositif en carré latin comprenant les 4 modalités SOL (se13 et gewn) x MOM (PMX et MZ41), chacune des modalités intégrant les susdites parcelles (pots) appariées sans et avec AZB, le rapport avec/sans étant ici défini comme erAZB. Donc, pour un même dispositif ((2x2)x2)x4 j'ai pris en considération deux types Anova's selon le type de paramètre mesuré, pondéreux (mg-MSPA, ug-N par plant) ou relatif (erAZB). Si les ppds peuvent être calculées, elles seront rapportées sous forme de barres d'erreurs unidirectionnels sur les histogrammes au Figures ; si les Anovas ne le permirent pas, seules les écarts-types bidirectionnels (+ ou ù) seront rapportés aux dits histogrammes. Une cinquantaine (50) de graines par pots de 0,5 L sont ainsi déposées à la surface du sol reconstitué, le nombre exact de plants levés étant fixé et/ou déterminé une fois les plantules établis. Les plantules sont irriguées et fertilisées avec un minimum de nitrate d'ammonium, soit l'équivalent de 35 mg/kg (environ 50 kg par hectare) de façon à éviter les carences nutritionnelles aberrantes. En ce sens, il est aussi recommandé d'apporter lors de la première irrigation post semis une dose habituelle d'une solution d'oligoéléments ; eg. Tableau B. L'irrigation des plants ce fait avantageusement en apportant uniformément une certaine quantité d'eau aux soucoupes sur lesquelles repose les pots. Une première coupe peut intervenir dès 35 jours post-semis (jps), et avantageusement touts les 10 jours par après, soit en tout quatre (4) coupes, cl à c4. La somme de cette matière sèche des parties aérienne (MSPA) peut servir d'indice phytogène, ainsi que la dynamique de - 19 - repousse cn.,.,/c,,. Les teneurs en N, P, K, Ca et Mg de ces biomasses peuvent être déterminés, et les taux de prélèvements des ces éléments estimés par pondération. Tableau B : Préparation des solutions nutritives avec et sans N 5 Quatre solutions molaires (1M) pour les apports de N/P/K/S/Mg ; 1. Ca(NO3)2.4H20 236.1 g/I 2. KNO3 101.1 g/I 3. KH2PO4 136.1 g/I 4. MgSO4.7H2O 246.5 g/I H3BO3 2.8 g MnCl2.4H2O 1.8 g ZnSO4.7H2O 0.2 g CuSO4.5H2O 0.1 g NaMoO4 0.025 g Une solution de Fe-EDTA ; 30 Donc, en absence de neutralisation cationique de la CEC de la résidusphère et dans les sols relativement riches en argile et/ou avec une macrostructure suffisante capable d'assurer une continuité capillaire (Figure A), les Azotobacteraceae ù indigènes et/ou réintroduites par inoculation ainsi que les métabolites carbonés issus de la dégradation de la résidusphère s'éloigneront de 35 celle-ci. Cela-dit, et étant donné la susdite continuité capillaire, et donc même sans adsorption et/ou proximité immédiate des Azotobacteraceae, la dégradation des résidus de culture pourra néanmoins continuer d'alimenter en carbone ces mêmes Azotobacteraceae, par diffusion et capillarité essentiellement. Dans le cas contraire de sols à la granulométrie plus grossière et/ou ne pouvant pas 40 assurer une telle continuité capillaire (Figure B) ù des sols à fortes teneurs en sables par exemple, ou encore constitués de concrétions plutôt que d'agrégats, la diffusion distale de ces métabolites carbonés issus de la dégradation des résidus de culture sera plus réduite et les Azotobacteraceae voulant s'en alimenter auront intérêt à rester le plus près possible de cette source de substrats carbonés. 45 En situations saturées ù comme c'est le cas au début de l'essai et pendant une période de 5 à 8 jours post semis, ces Azotobacteraceae auront donc nécessairement tendance à s'éloigner de ces résidus aux fortes CEC et migrer vers les complexes argilo-humiques aux CEC plus faibles. En effet, en absence d'un réseau capillaire continue assuré, une fois le sol redevenus plus sec, la diffusion de carbone soluble provenant de la dégradation des résidus de culture s'arrêtera et 50 l'alimentation en carbone de ces Azotobacteraceae s'ayant trop éloignées cessera ; il est donc 10 Deux solutions oligo-élémentaire, soit pour 1 L ; 15 10.4 g EDTA.2Na 7.8 g FeSO4.7H2O 56.1 g KOH 20 Nb. Pour I L de KOH, ajuster à pH 5,5 avec de l'acide sulfurique, et ajouter l'EDTA FeSO4.7H2O Pour prépare 1 L de solution nutritive, dite de � Hoagland � ; 7 ml Ca(NO3)2 ml KNO3 25 2 ml KH2PO4 2 ml MgSO4 1 ml oligo-éléments (avec ou sans Mo) 1 ml FeEDTA -20- particulièrement important d'éviter cet éloignement des Azotobacteraceae en neutralisant la CEC de ces résidus de culture. En sus de ce phénomène de migration des cellules bactériennes en fonction de l'hydromorphie, la granulométrie et la macro-structuration du sol, un autre phénomène peu jouer sur la disposition stratégique de ces cellules en proximité de la résidusphère. En effet, la disposition de cellules (azoto)bactériennes par rapport aux résidusphères à une certaine distance û d, de ceux celles-ci et en fonction du degré de neutralisation du CEC-CAH du sol environnant. Un sol relativement pauvre en CaO, et dont le CEC-CAH est relativement non-saturé affichera beaucoup de charges négative capables de repousser lesdites bactéries vers les résidusphères (Figure C, A). A mesure que la saturation cationique du CEC-CAH du sol augmente, de moins en moins de charges négatives seront capables d'assurer cette répulsion desdites bactéries vers les résidusphères négativement chargés, d'où une certaine � hésitation � des BAC à une distance (d) intermédiaire (Figure C, B). Au-delà d'un seuil proche mais inferieur à 100% de saturation du CAH-CEC, les charges négatives non-neutralisées de la pédosphère seront plus faibles que celles de la résidusphère et lesdites bactéries auront aussi une tendance à émigrer de la résidusphère (Figure C, C). Une fois le CEC-CAH sursaturé en cations, ceux-ci entrent en solution et peuvent diffuser vers la résidusphère et neutraliser les charges négatives de celle-ci ; la susdite émigration des BAC au dépends de la résidusphère sera ainsi atténuée, voire éventuellement stoppée (Figure C, D). Or, il est nécessaire d'apporter ici une modification à ce schéma afin de mieux tenir compte de l'immersion de CAH et argiles û et donc de leurs CEC, dans la solution du sol. Selon mes estimations, l'étendue de la marge de % de saturation cationique du CEC-CAH à considérer ici est plutôt de 67 à 133%, le susdit seuil de saturation en principe proche mais inférieur à 100% étant vraisemblablement plutôt de le l'ordre de 110 à 115%, soit ù 112% (cf. Figure C-bis). Dans les fait, les deux phénomènes û présentés aux Figures A/B et C/C-bis respectivement, joueront ici ; la neutralisation cationique des CEC résidusphériques agissant sur l'un et l'autre de ces phénomènes. Outre l'action favorable d'ION sur l'erAZB, l'efficacité d'ION sur les rendements pondéreux (i.e. MSPA et/ou mobilisation élémentaire d'N) seront vraisemblablement plus importants sur la fraction 5 mm que sur la fraction 4mm (cf. Figures A et B). Cependant, à la vue des concepts aux Figures C et C-bis, l'erAZB sera plus utile sur la fraction 4 mm dont le degré de saturation du CEC est légèrement plus faible que celle de la fraction 5 mm, soit vraisemblablement en dessous d'un certain seuil théorique (Figure C-bis). Resultats analytiques : MSPA et mobilisation de l'azote à c1 (54 jps) et c2 (82 jps) L'interaction SOL x ION sur l'efficacité relatived'AZB (erAZB) est surtout détectable en termes de mobilisation de l'azote (ug-N par plant ; Tableaux Anovas 2 et 4) ; en terme de phytomasse (MSPA) produite, c'est surtout l'effet simple d'ION qui est détectable (Tableaux Anovas 1 et 3). Ces effets simples d'ION et ces interactions SOL x ION sont détectables 54 et 82 jours post-semis (semis), lors des première (cl) et deuxième (cl +c2) coupes, respectivement.40 -21- Tableau 1 : Anova de l'efficacité relative des AZB - MSPA par plant à c1 54 jps ANALYSE DE VARIANCE MSPA cl mg/plant S.C.E DDL C.M. TEST F PROBA E.T. C.V. TOTALE 0,175498 15 1,17E-02 SOL 6,56E-05 1 6,56E-05 0,011226 0,91567 ION 5,15E-02 1 5,15E-02 8,811362 0,02475 SOLxION 1,30E-02 1 1,30E-02 2,221856 0,18502 LIGNES 3,79E-02 3 1,26E-02 2,163981 0,19309 COLONNES 3,79E-02 3 1,26E-02 2,163981 0,19309 RESIDUELLE 0,035066 6 5,84E-03 7,64E-02 6,91% J'ai donc remarqué une augmentation de l'efficacité relative de l'azotobactérisation (AZB) des résidusphères lorsque celles-ci sont enduites de l'équivalent de 1 kg de CaO par hectare, soit ici sur l'équivalent d'environs 10 000 kg de résidus de culture pailleux. Cette augmentation est perceptible 54 jours post-semis (jps) dès la première coupe, cl, en termes de MSPA (Figure 1) et de mobilisation de l'azote par celle-ci (Figure 2). Nous avons observé cette même augmentation à 82 jps avec la somme, cl +c2, de la MSPA (Figure 3) et l'azote mobilisé par celle-ci (Figure 4) des premières et deuxièmes coupes du Lolium multiflormum. Tableau 2 : Anova de l'efficacité relative des AZB - Mobilisation N par plant à c1 54 jps ANALYSE DE VARIANCE Mobilisation cl N ug/alant S.C.E DDL C.M. TEST F PROBA E.T. C.V. TOTALE 0,180335 15 1,20E-02 SOL 9,77E-04 1 9,77E-04 0,183152 0,68409 ION 0,020962 1 0,020962 3,930507 0,09291 SOL x ION 4,89E-02 1 4,89E-02 9,178345 0,02291 LIGNES 3,87E-02 3 1,29E-02 2,42034 0,16407 COLONNES 3,87E-02 3 1,29E-02 2,42034 0,16407 RESIDUELLE 3,20E-02 6 5,33E-03 7,30E-02 6,61% Tableau 3 : Anova de l'efficacité relative des AZB - MSPA par plant produite à cl+ c2 ANALYSE DE VARIANCE MSPA cl +2 me/olant S.C.E DDL C.M. TEST F PROBA E.T. C.V. TOTALE 0,158455 15 1, 06E-02 SOL 9,95E-04 1 9,95E-04 0,751103 0,42307 ION 5,66E-02 1 5,66E-02 42,7459 0,00081 SOL x ION 2,38E-03 1 2,38E-03 1,793974 0,22798 LIGNES 4,53E-02 3 1,51E-02 11,39389 0,00763 COLONNES 4,53E-02 3 1,51E-02 11,39389 0,00763 RESIDUELLE 7,95E-03 6 1,32E-03 3,64E-02 3,38% Tableau 4 : Anova de l'efficacité relative des AZB - Mobilisation N par plant à c1+ c2 ANALYSE DE VARIANCE Mobilisation c1+2 ue/nlant S.C.E DDL C.M. TEST F PROBA E.T. C.V. TOTALE 0,152271 15 0,010151 SOL 2,76E-03 1 2,76E-03 2,384803 0,17169 ION 2,49E-02 1 2,49E-02 21,52375 0,00385 SOL x ION 2,36E-02 1 2,36E-02 20,38145 0,00435 LIGNES 4,71E-02 3 1,57E-02 13,56695 0,0051 COLONNES 4,71E-02 3 1,57E-02 13,56695 0,0051 RESIDUELLE 6,94E-03 6 1,16E-03 3,40E-02 3,16% Cela dit, ces augmentations en soi - bien que significatives (voir les tableaux Anovas ci-dessus), ne sont pas très appréciables et laissent donc supposer une interaction ION x SOL. En effet, les MSPA produites à 54 jps (cl) sont sensiblement augmentées qu'en présence de AZB et ION (Figure 5) ; idem pour cl + c2 à 82 jps (Figure 6), ainsi que pour la mobilisation de l'azote (Figure 7 pour cl, et Figure 8 pour cl + c2). - 22 - L'efficacité d'AZB - relative mais aussi et surtout ici absolue, en termes de MSPA et de mobilisation de l'azote n'est pas la même sur la fraction macro-granulométrique dite 4mm que sur la fraction macro-granulométrique dite 5mm. En effet, les plus grandes MSPA et les plus fortes mobilisations d'N du fait de l'er d'AZB sont réalisées en présence de la granulométrie 5mm dès cl 54 jps (Figure 9 et 10, respectivement) ; et c'est toujours le cas 82 jps (Figures 11 et 12). Cette suraccumulation de MSPA et d'azote mobilisé en présence d'une macro-granulométrie de 5mm et en accord avec nos hypothèses de travail et démontre du coup d'autant plus l'utilité de restreindre l'émigration des Azotobacteraceae û et/ou d'autres BFCP, trop loin de la résidusphère, là où elles sont les plus aptes à valoriser pleinement les substrats carbonés issus de sa dégradation. Cela dit, l'efficacité relative d'AZB est vraisemblablement plus grande sur les sols reconstitués dits 4mm et (légèrement) plus saturés mais pas encore sursaturés, et donc se rapprochant donc d'autant plus de ce seuil critique proche mais inférieure à 100% de saturation du CEC-CAH (cf. erAZB en termes de mobilisation d'N par la MSPA 54 et 82 jps aux Figures 13 et 14, respectivement). Il y a donc ici deux phénomènes en jeux influençant l'action des cations-Ca sur l'efficacité relative et absolue d'AZB ; (1) l'émigration initiale des AZB û et leur isolement à une importante distance û d, de la résidusphère, en absence d'ION, d'où une certaine utilité de l'invention à neutraliser la CEC de la résidusphère, (2) l'adhésion plus prononcé des AZB aux résidusphères en réponse à ION û d'où l'efficacité relative d'AZB plus élevée, du fait d'un taux (%) de saturation plus centré dans l'étroite marge telle que décrite schématiquement aux Figures C et C-bis. La présente solution technique est a priori non-évidente ; comment une aussi petite quantité de moles de cations û une quinzaine (i.e. 1 000 g / 56 g par mole pour le CaO = 18 moles de CaO x 40/56 = û 13 moles de Ca), et ne représentant même pas 1% des charges négative réciproques de la CEC des résidus de culture pailleux au sol, puissent néanmoins contribuer ainsi à l'efficacité relative des AZB ? Étant donnée que les besoins métaboliques en Ca du sol de la plante et/ou des bactéries du sol ne sont généralement limitatifs, et que de toutes façon les quantités impliquées sont trop petites pour contribuer au bilan massique de la culture, ces cations calciques agissent vraisemblablement sur l'adhésion des AZB à la résidusphère au sens de la présente invention, ce qui en soi constitue une nouvelle forme de valorisation agronomique de ce type de sels cationiques et donc capable d'en améliorer l'efficacité pondérale. Références, bibliographie et brevets pertinents Absolom, D.R., F.V. Lamberti, Z. Policova, W. Zingg, C.J. Van Oss et A.W. Neumann. Surface Thermodynamics Of Bacterial Adhesion Appl. Environ. Microbiol., P. 90-97 Vol. 46, No. 1 Bachmann, Jôrg,, Georg Guggenberger, Thomas Baumgartl, Ruth H. Ellerbrock, Emilia Urbanek, Marc-O. Goebel, Klaus Kaiser, Rainer Horn et Walter R. Fischer. 2008. 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Microbiol., 62 : 100ù104 Young, I.M. et K. Ritz. 2000. Tillage, habitat space and function of soit microbes. Soil & Tillage Research 53 (2000) 201 �213 REVENDICATIONS1. Utilisation de cations pour la biofertilisation au champ (in situ) de grandes cultures d'hiver et/ou de culture intercalaires pièges à nitrates (Cipan) non-Fabaceae. 2. Utilisation de cations selon la revendication 1 caractérisée en ce que les cations sont calciques et/ou magnésiques et appliqués par pulvérisation liquide directement à des résidus de culture pailleux laissés au sol par des cultures céréalière ou de maïs-grain et par la suite incorporés en surface du sol en pré-semis desdites grandes cultures d'hiver non-légumineuses. 3. Utilisation de cations selon une quelconque des revendications 1 à 2 caractérisés en ce que les cations sont apportés en équivalents par hectare de résidus de culture pailleux au sol compris entre 5 et 50 moles, plus particulièrement entre 10 et 30 moles, et avantageusement d'environ 12 à 15 moles. 4. Utilisation de cations selon une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que les résidus de culture au sol sont azotobactérisés. 5. Utilisation de cations selon une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que les résidus de culture au sol sont azotobactérisés à l'aide d'une dose-hectare d'inocula de cellules Azotobacteraceae comprenant entre 0,1 et 100 x 1012, plus particulièrement entre 1 et 10 x 1012, et avantageusement aux alentours de 5 x 1012 cellules viables. 6. Utilisation de cations selon une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que le sol est un cambisol ou assimilable à un cambisol. 7. Utilisation de cations selon la revendication 6 caractérisée en ce que le degré de saturation cationique de la CEC du sol, y compris la portion de celle-ci attribuable au complexe argilohumique (CAH) est important. 8. Utilisation de cations selon les revendications 6 et/ou 7 caractérisée en ce que le degré de saturation cationique est compris entre des valeurs de 67 à 133%, plus particulièrement entre es valeurs de 75 et 125%, et avantageusement entre des valeurs de 88 et 112%. 9. Utilisation de cations selon une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que les résidus de culture pailleux laissés au sol par des cultures céréalière ou de maïs-grain sont préalablement enduits d'un minimum de d'oses ou d'osides capable de déclencher l'activité métabolique des Azotobacteraceae présentes et/ou des bactéries du sol environnantes. 10. Cations pour la biofertilisation des grandes cultures non-légumineuses d'hivers et de Cipan selon une quelconque des revendications ci-dessus applicables par pulvérisation liquide de résidus de culture pailleux au sol à enfouir û en partie ou totalement, en pré-semis desdites grandes cultures d'hiver. - 25 -