Triade Fe/Mo/Co pour la nitrogénase : stoechiométrie micronutritionnelle de la fixation biologique de l'azote

• Fer (Fe) — composant central des grappes Fe-S (4Fe-4S, 8Fe-7S, FeMo-co) ;
• Molybdène (Mo) — atome catalytique du cofacteur FeMo-co, site actif de la réduction du N₂ ;
• Cobalt (Co) — régulateur indirect, via la cobalamine (B12) du rhizobium, qui active trois enzymes (méthionine synthase, ribonucléotide réductase, méthylmalonyl-CoA mutase pour l'hème de la leghémoglobine — protection de la nitrogénase contre l'O₂). Le Co n'entre pas dans la nitrogénase.

Stœchiométrie limitante : la carence d'un seul des trois bloque l'ensemble (loi de Liebig au niveau des micronutriments). Variantes : Mo-nitrogénase (la plus efficace) ; V-nitrogénase (vanadium, refuge en sols pauvres en Mo) ; Fe-only (la moins efficace).

Diagnostic : un sol pauvre en l'un des trois limite la FBN même avec Rhizobium inoculé ; les analyses classiques (N total, MO, pH) ne détectent pas ces carences silencieuses (ICP-MS ou bioessais requis).

Doctrine régénérative : sélectionner des légumineuses tolérantes aux sols pauvres en Mo/Co (fréquents en tropical) ; raisonner les amendements en triade (Mo+Co+Fe) ; surveiller les sols acides (faible disponibilité Mo, le molybdate étant adsorbé à bas pH — le chaulage corrige les carences en Mo) comme les sols alcalins/calcaires (faible disponibilité Co). Le cobalt est autorisé comme micronutriment (Règlement EU 2019/1009) — essentiel au diazotrophe, non à la plante elle-même.