Ressources nutritives effectives et potentiel de substitution des engrais par la biomasse racinaire des principales cultures en Chine

Aide cachée sous les champs

Quand nous imaginons un champ de blé ou de riz, nous pensons généralement à ce que l’on voit au-dessus du sol : des épis dorés et de longues tiges vertes. Mais un monde immense et en grande partie invisible se trouve sous nos pieds. Cette étude examine les racines des principales cultures de Chine et pose une question simple mais porteuse : si l’on comptait et utilisait correctement ce que ces racines laissent dans le sol, dans quelle mesure pourraient-elles contribuer au stockage du carbone et remplacer les engrais chimiques ?

Mesurer ce que l’on ne voit pas facilement

Parce que les racines poussent sous terre, elles sont bien plus difficiles à observer et à peser que les tiges et les feuilles. Les chercheurs ont relevé ce défi en passant au crible des études expérimentales qui avaient mesuré avec soin la croissance des racines et des pailles pour les principales cultures chinoises — maïs, blé, riz, soja, coton, arachide et colza. À partir de ces données, ils ont construit un ensemble de « ratios » reliant la biomasse racinaire à chaque unité de paille (les tiges et feuilles laissées après la récolte). Ils ont ensuite combiné ces ratios avec des statistiques nationales actualisées sur les superficies cultivées et la production de paille pour 2022 afin d’estimer quelle quantité de matière racinaire restait dans les sols agricoles chinois après les récoltes.

Quelle quantité de matière racinaire se trouve dans le sol ?

Les chiffres se sont révélés très élevés. En 2022, les racines des principales cultures de Chine pesaient environ 152 millions de tonnes — presque un cinquième de la totalité de la paille produite au-dessus du sol. Trois céréales familières dominaient cette récolte souterraine : le maïs, le blé et le riz représentaient ensemble plus de 90 % de la biomasse racinaire totale. La majeure partie de cette matière racinaire était concentrée dans le Nord de la Chine, le Nord-Est et le bassin moyen et inférieur du Yangtsé, qui sont aussi les régions céréalières du pays. Des provinces comme le Henan et le Heilongjiang, avec de vastes plaines fertiles, ressortent comme des points chauds de biomasse racinaire.

Les racines, une source discrète d’alimentation pour les plantes

Les racines ne sont pas seulement des tissus morts lors de la récolte ; elles sont de riches réservoirs d’azote, de phosphore et de potassium, les mêmes nutriments que les agriculteurs achètent en sacs d’engrais. En combinant leurs estimations de biomasse avec des données sur la teneur en nutriments, les auteurs ont calculé que les racines des principales cultures en Chine contiennent environ 3,22 millions de tonnes de ces nutriments clés. Plus pertinent encore pour les agriculteurs est ce qui devient disponible pour la culture suivante au cours de la saison de croissance suivante, à mesure que les racines se décomposent. En utilisant des taux publiés de libération des nutriments des résidus de culture, l’équipe a estimé qu’environ 2,32 millions de tonnes de nutriments issus des racines peuvent être absorbées par les plantes en une saison, le potassium représentant la plus grande part.

Réduire les engrais sans sacrifier le rendement

Pour comprendre ce que ces nutriments cachés pourraient signifier en pratique, les chercheurs ont comparé leurs estimations aux doses d’engrais chimiques recommandées pour chaque culture majeure. Ils ont constaté que les nutriments libérés par les racines au cours d’une seule saison de croissance pourraient, en théorie, remplacer environ 5,3 % des engrais chimiques optimaux appliqués au niveau national. Le potentiel de substitution était modeste pour l’azote et le phosphore — de l’ordre de quelques pourcents — mais remarquablement élevé pour le potassium, à environ 13 %. Le blé présentait le bénéfice relatif le plus marqué, les nutriments issus des racines représentant plus de 7 % de sa dose d’engrais idéale. Ces chiffres correspondent à des scénarios « meilleures conditions » : les parcelles réelles diffèrent par le type de sol, le climat et la gestion, autant de facteurs qui peuvent accélérer ou ralentir la décomposition des racines et l’efficacité avec laquelle les cultures utilisent les nutriments libérés.

Ce que cela signifie pour les sols et la sécurité alimentaire

Pour un public non spécialiste, le message de l’étude est que les racines des cultures constituent une ressource locale précieuse que la Chine produit déjà gratuitement. En prendre correctement compte aide les scientifiques à mieux estimer la quantité de carbone que peuvent stocker les sols agricoles et la manière dont les nutriments circulent dans le paysage. Pour les agriculteurs et les décideurs, le travail suggère qu’une gestion plus avisée des résidus et des racines — combinée à une utilisation plus précise des engrais — pourrait réduire la dépendance aux intrants chimiques, en particulier au potassium, tout en soutenant la santé des sols et les rendements à long terme. Bien qu’il subsiste des incertitudes sur les chiffres exacts et que davantage de recherches soient nécessaires pour suivre la vitesse à laquelle différents sols libèrent ces nutriments, la conclusion générale est claire : prêter attention à ce qui se passe sous le sol peut jouer un rôle significatif dans la construction d’une agriculture sobre en carbone et efficiente en ressources.

Citation: Xie, J., Shao, J., Gao, C. et al. Effective nutrient resources and fertilizer substitution potential of root biomass of major crops in China. Sci Rep 16, 11107 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39892-8

Mots-clés: racines des cultures, nutriments du sol, utilisation des engrais, carbone du sol, agriculture en Chine