Potential of nitrogen-fixing symbiotic systems for revegetation strategies of degraded land sites in Mediterranean conditions

Plant symbioses are fundamental for ecosystem stability and sustainability. Introduction of legumes associated with microorganisms efficient in nitrogen fixation and promoting nutrient biodisponibility in limited-nutrient degraded sites is a key step for a successful plant establishment in stress situations such as those encountered in Mediterranean soils. A vegetation strategy based on microbial engineering of locally-adapted plants was investigated and tested in field conditions within the framework of calcareous quarry rehabilitation. Choice of symbiotic plants requires, first, a prospection of native legume species growing in relatively degraded sites in Mediterranean areas and easy to multiply, and second, an identification and production of efficient rhizobial partners. Plants produced in nursery and then transplanted into the quarry showed a good capacity for establishment after three years. Shrub species performed best with spontaneous mycorrhizal association and ability to enrich topsoil with organic matter
Les symbioses végétales sont une composante fondamentale de la stabilité et de la durabilité des écosystèmes. L’introduction de légumineuses associées à leurs auxiliaires microbiens fixateurs d’azote ou améliorant la biodisponibilité d’éléments nutritifs, dans des sites dégradés fortement appauvris en éléments nutritifs, est une condition primordiale pour réussir l’installation de plants en milieu particulièrement contraignant, comme le sont les sites de carrière de calcaire après exploitation sous climat méditerranéen. Une stratégie de végétalisation basée sur l’ingénierie microbiologique de plants adaptés aux conditions locales, a été élaborée puis testée sur le terrain en grandeur nature dans le cas particulier de carrières de granulats calcaires. Le choix des plants symbiotiques utilisables pour la végétalisation repose, d’une part, sur la prospection d’espèces de légumineuses repérées sur des sites assez dégradés en milieu méditerranéen, faciles à multiplier et, d’autre part, sur l’identification et la production de rhizobiums partenaires efficaces. Ces plants produits en pépinière puis transférés sur le terrain présentent après trois années une bonne capacité de croissance. Les espèces arbustives sont plus particulièrement performantes avec une capacité spontanée à s’associer aux mycorhizes et à favoriser l’enrichissement en matière organique de la surface du substrat.