Les extraits humiques, dérivés de la décomposition de la matière organique, jouent un rôle essentiel dans l’agriculture, notamment pour la fertilité des sols et le développement des plantes. Depuis des siècles, les scientifiques ont cherché à comprendre leur rôle dans la nutrition végétale et la qualité des sols. Cet article retrace l’évolution des connaissances scientifiques autour des extraits humiques, depuis leurs premières observations dans les sols fertiles jusqu’à leur utilisation actuelle dans les pratiques agricoles durables sous forme d’acides humiques et fulviques (AHAF).
Les premières observations scientifiques : Wallerius et Achard
L’intérêt pour les substances humiques remonte au XVIIIe siècle, avec des pionniers comme Johan Gottschalk Wallerius, chimiste suédois, qui publie en 1761 De Humo, un texte fondateur sur la chimie agricole1. Wallerius souligne l’importance de la matière organique dans la fertilité des sols, posant ainsi les bases d’une compréhension plus approfondie du rôle de l’humus. Bien que ses travaux ne traitent pas directement des extraits humiques, ils ouvrent la voie à une exploration de la matière organique du sol dans le contexte agricole.
En 1786, Franz Karl Achard poursuit ces recherches avec des expériences qui révèlent la nature chimique de l’humus. Il découvre qu’à partir de la décomposition de la matière organique, une substance noire et fertile émerge, qu’il identifie comme de l’humus2. Les travaux d’Achard apportent des preuves tangibles de l’importance de l’humus dans la santé des sols, marquant un tournant dans la compréhension de l’agriculture et de la gestion des sols.
L’approfondissement des connaissances au XIXe siècle : de Saussure et Liebig
Au début du XIXe siècle, des scientifiques comme Théodore de Saussure et Justus von Liebig approfondissent l’étude de l’humus et des substances organiques du sol. En 1804, de Saussure publie Recherches chimiques sur la végétation, où il examine comment les plantes absorbent les nutriments à partir du sol, y compris ceux libérés par la décomposition de la matière organique3.
En 1841, Liebig révolutionne la chimie agricole avec son ouvrage Organic Chemistry in Its Applications to Agriculture and Physiology, dans lequel il expose que les plantes puisent les nutriments minéraux provenant de la dégradation de la matière organique, incluant les substances humiques4. Ce travail pose les bases de la compréhension moderne de la fertilisation des sols et du rôle fondamental des extraits humiques dans la nutrition des plantes.
L’essor des recherches sur l’humus au XIXe siècle : Grandeau et Johnson
Les travaux de Léon Grandeau, chimiste français, approfondissent la compréhension de la matière organique et de son rôle dans la nutrition des plantes. En 1872, Grandeau publie Recherches sur le rôle des matières organiques du sol dans les phénomènes de nutrition des végétaux, où il démontre que l’humus, en plus d’améliorer la fertilité des sols, contribue à la structure physique du sol, facilitant ainsi la rétention d’eau et des nutriments essentiels5.
Samuel William Johnson apporte également une contribution majeure avec son ouvrage How Crops Feed (1883). Il y analyse la relation entre le sol, l’atmosphère et les plantes, mettant en avant le rôle de l’humus dans la nutrition végétale et la structure du sol6. Johnson contribue ainsi à diffuser les connaissances scientifiques sur l’importance de l’humus auprès des agriculteurs et des scientifiques.
Le début du XXe siècle : l’étude des extraits humiques se structure
Le XXe siècle voit l’intensification des recherches sur l’humus et les extraits humiques, notamment grâce à Selman Waksman, microbiologiste américain. Dans son ouvrage Humus (1938), Waksman explore la décomposition microbienne de la matière organique et met en lumière le rôle crucial des substances humiques dans la fertilité des sols7. Il montre que l’humus résulte principalement de l’activité microbienne dans le sol et que sa présence est essentielle à la santé des plantes.
En parallèle, Oscar Schreiner et E.C. Shorey mènent des études pionnières sur la composition chimique des substances humiques. Leurs travaux, publiés en 1908 et 1910, montrent que l’humus aide à retenir les nutriments dans le sol, renforçant ainsi la capacité des plantes à s’alimenter en éléments nutritifs essentiels8.
La chimie des substances humiques et les progrès du milieu du XXe siècle
Au milieu du XXe siècle, des avancées significatives sont réalisées dans la compréhension chimique des substances humiques. John Marcusson explore la structure des composés humiques dans les années 1920, révélant la complexité de ces substances et leur rôle clé dans la fertilité des sols9. Ses travaux sont complétés par ceux de Mikhail Mikhailovich Kononova, qui, dans Soil Organic Matter (1966), décrit en détail les processus chimiques de décomposition de la matière organique et leur impact sur la santé des sols10.
Kononova montre que les extraits humiques ne se contentent pas de libérer des nutriments ; ils améliorent également la structure du sol, augmentant sa capacité à retenir l’eau et les nutriments, et favorisent ainsi une croissance végétale plus vigoureuse. Cette compréhension chimique plus fine consolide l’importance des extraits humiques dans les pratiques agricoles modernes.
Les avancées récentes : de nouvelles techniques d’analyse
À partir des années 1980, les chercheurs adoptent des technologies modernes telles que la spectroscopie pour mieux analyser les substances humiques. F.J. Stevenson, dans son ouvrage Humus Chemistry (1982), explore les mécanismes biochimiques par lesquels les substances humiques influencent la rétention des nutriments dans le sol et leur absorption par les plantes11. Stevenson met en lumière l’importance des substances humiques pour la structure des sols et leur fertilité à long terme.
Des recherches menées par Schnitzer et Griffith révèlent également que les substances humiques jouent un rôle clé dans la gestion des métaux lourds dans le sol, offrant ainsi une protection contre la pollution des sols12. Ces découvertes renforcent l’importance de l’humus non seulement pour la fertilité, mais aussi pour la durabilité environnementale.
L’importance actuelle des extraits humiques dans l’agriculture durable
Aujourd’hui, les extraits humiques sont devenus des biostimulants essentiels dans l’agriculture durable. Ils améliorent non seulement la fertilité des sols, mais aussi leur structure physique, leur capacité à retenir l’eau et leur aptitude à absorber les nutriments. Ces propriétés les rendent précieux pour les agriculteurs qui cherchent à optimiser la santé des sols et la productivité de leurs cultures de manière respectueuse de l’environnement.
Les recherches récentes montrent également que les extraits humiques aident les plantes à mieux résister aux stress environnementaux, comme la sécheresse et la salinité. Par exemple, des études menées par R.A. Gortner ont montré que les extraits humiques peuvent stimuler l’activité enzymatique des plantes, améliorant ainsi leur capacité à absorber des nutriments essentiels dans des conditions difficiles12.
Conclusion
L’histoire des extraits humiques est profondément liée à la compréhension de la fertilité des sols et de la nutrition végétale. Depuis les premières observations de Wallerius et Achard jusqu’aux développements scientifiques contemporains, les substances humiques ont été reconnues comme des acteurs clés dans l’amélioration des sols et la santé des plantes. Aujourd’hui, alors que l’agriculture durable devient une priorité mondiale, les extraits humiques continuent de jouer un rôle central en favorisant des pratiques agricoles écologiques et en protégeant les écosystèmes. Leur contribution à l’amélioration des sols et à la résilience des cultures face aux changements climatiques en fait des outils incontournables pour l’avenir de l’agriculture.
Bibliographie
- Wallerius, J.G. De Humo. Diss. Upsala, Suède (1761).
URL : https://www.biodiversitylibrary.org/item/186656#page/7/mode/1up - de Saussure, T. Recherches chimiques sur la végétation. Paris, France (1804).
URL : https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k96198587 - Waksman, S.A. Humus, 2e éd. Bailliere, Tindall & Cox, Londres, Royaume-Uni (1938).
(Pas de version numérique disponible.) - Grandeau, L. Recherches sur le rôle des matières organiques du sol dans les phénomènes de nutrition des végétaux. Nancy, France (1872).
URL : https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k54746777 - Johnson, S.W. How Crops Feed : A Treatise on the Atmosphere and the Soil. Orange Judd, New York, États-Unis (1883).
URL : https://archive.org/details/howcropsfeedtreat00john - Liebig, J. v. Organic Chemistry in Its Applications to Agriculture and Physiology. Trans. Webster, J.W. et Owen, J. Cambridge, Royaume-Uni (1841).
URL : https://archive.org/details/organicchemistry00lieb - Schreiner, O. et Shorey, E.C. (a) J. Am. Chem. Soc. 30, 1599-1607 (1908).
URL : https://pubs.acs.org/doi/10.1021/ja01948a002
(b) J. Biol. Chem. 8, 385-393 (1910).
URL : https://www.jbc.org/article/S0021-9258(18)93111-4/fulltext - Kononova, M.M. Soil Organic Matter, 2e éd. Anglaise, Trans. Nowakowski, T.Z. et Newman, A.C.D. Pergamon, Oxford, Royaume-Uni (1966).
(Pas de version numérique disponible.) - Stevenson, F.J. Humus Chemistry (a) John Wiley, New York, États-Unis (1982), (b) 2e éd. John Wiley, New York, États-Unis (1994).
(Pas de version numérique disponible.) - Gortner, R.A. J. Biol. Chem. 26, 177-204 (1916).
URL : https://www.jbc.org/article/S0021-9258(18)92739-6/fulltext - Griffith, S.M. et Schnitzer, M. Humic Substances II (eds. Hayes, M.H.B., MacCarthy, P., Malcolm, R.L. et Swift, R.S.), 69-98. Wiley-Interscience, Chichester, Royaume-Uni (1989).
(Pas de version numérique disponible.) - Marcusson, J. Chem. Ztg. 44, 43 (1920).
(Pas de version numérique disponible.) - Frimmel, F.H. et Bauer, H. The Science of the Total Environment 62, 139-148 (1987).
(Pas de version numérique disponible.) - Tan, K.H. Humic Matter in Soil and the Environment: Principles and Controversies. CRC Press, Boca Raton, États-Unis (2003).
URL : https://www.routledge.com/Humic-Matter-in-Soil-and-the-Environment-Principles-and-Controversies/Tan/p/book/9780824759143