Découvrez comment les indicateurs de fertilité chimique des sols (pH, P, K et Mg) ont évolué entre 2003 et 2020.

Les statistiques départementales des ventes, produites par l’UNIFA (Union des Industries de la Fertilisation), mettent en évidence une réduction importante de la fertilisation phospho-potassique des parcelles agricoles au niveau national depuis 2010. Cette tendance peut s’expliquer en partie par l’amélioration du conseil agronomique. Mais aussi par les contraintes économiques et notamment l’augmentation des prix de l’énergie qui affectent durablement ceux des fertilisants. Parallèlement, on constate un fort recul des systèmes de polyculture-élevage dans plusieurs régions françaises. Ces évolutions marquées pourraient a priori avoir des répercussions sur la disponibilité des éléments nutritifs dans le sol, et affecter la fertilité des sols.

L’analyse de la Base de Données des Analyses de Terre montre une tendance pour les sols français à :

• une augmentation du pH et des teneurs en magnésium (Mg)
• une diminution des teneurs en potassium (K), mais surtout en phosphore (P). 

Les teneurs en P équivalent Olsen, K et Mg échangeables dans les sols semblent dépendre principalement des caractéristiques des sols : texture, nature minéralogique des matériaux parentaux. Les évolutions temporelles observées pour le P équivalent Olsen et le K échangeable semblent, quant à elles, dépendre :

• de facteurs économiques (prix de l’énergie et des engrais en augmentation),
• de la présence plus ou moins importante d’élevage
• et de recommandations à la baisse pour les calculs de dose dans une démarche de fertilisation raisonnée. 

Les diagnostics agronomiques mettent en évidence une variation des effectifs des trois classes de fertilité mais qui reste limitée. Autrement dit, les évolutions constatées en éléments n’impactent pas fortement les préconisations de fertilisation. Cependant, les évolutions de la fertilité chimique mises en évidence sur les trente dernières années vont dans le même sens que les tendances observées sur les teneurs en éléments : diminution pour le P et le K, augmentation pour le Mg. Elles incitent donc à la vigilance pour P et K. Et elles justifient le suivi des bilans minéraux à la parcelle agricole et une politique de suivi analytique régulier et raisonné des terres.

Une analyse de l’évolution de la fertilité chimique des sols grâce à la Base de Données des Analyses de Terre

Des données de fertilité chimique des sols accessibles depuis 1990

En France, la Base de Données des Analyses de Terre (BDAT Info&Sols, INRAE Orléans) regroupe depuis 1990 les résultats d’analyses agronomiques d’horizons de surface de sols cultivés. Ces analyses sont effectuées à la demande d’agriculteurs par des laboratoires agréés par le Ministère en charge de l’agriculture. Cette base de données rassemble sur la période 1990–2020 :

• plus de 3,6 millions de déterminations de pH (eau),
• 3,5 millions de déterminations de phosphore (P) extractible issues des trois méthodes d’analyses pratiquées en France (Joret-Hébert, Dyer et Olsen)
• et un nombre équivalent de déterminations de potassium (K) et magnésium (Mg) échangeables.

Un diagnostic spatio-temporel des indicateurs de fertilité chimique des sols

Le diagnostic spatio-temporel s’appuie sur l’analyse des valeurs brutes du pH et des teneurs en P, K et Mg. Il évalue également la disponibilité des éléments pour les cultures. Le logiciel RegiFert® permet de réaliser ce diagnostic agronomique de la fertilité chimique des sols en P, K et Mg. Pour cela, il affecte une classe de fertilité à chaque analyse en fonction de la position de sa valeur par rapport à deux seuils de référence nommés L1 et L2.

Ces 2 seuils permettent de définir 3 classes de diagnostic : 

• « fertilité faible » pour les valeurs d’analyse du sol inférieures à L1, 
• « fertilité moyenne » pour les valeurs d’analyse du sol comprises entre L1 et L2
• « fertilité forte » pour les valeurs d’analyse du sol supérieures à L2.

Les données de la BDAT ont été agrégées en deux périodes d’une durée de 9 ans : de 2003 à 2011 et de 2012 à 2020. Au niveau spatial, les traitements ont été menés à l’échelle des 714 Petites Régions Agricoles (PRA) de France hexagonale.

Des évolutions différentes en fonction des indicateurs de fertilité chimique des sols

Des pH qui augmentent dans quasiment tous les sols français

Les valeurs des médianes du pH eau des sols non calcaires sont les plus élevées entre 2003 et 2020 dans le centre nord de la France (Figures 2a et 2b). Par opposition, les plus faibles se trouvent au niveau des massifs cristallins et des Landes.

Enfin, les médianes du pH eau ont augmenté entre les périodes de 2003–2011 et 2012–2020 pour la quasi-totalité de la France (Figure 2c).

Ces évolutions du pH eau des sols non calcaires sont significatives pour 54 % de la SAU. Elles mettent ainsi en évidence quasiment exclusivement des augmentations (Figure 3). 

Une teneur en phosphore qui diminue pour 68 % des sols français

Les médianes des teneurs en P équivalent Olsen sont plus élevées en Bretagne et dans les Hauts-de-France. On observe les valeurs les plus faibles principalement sur la côte méditerranéenne. Par ailleurs, entre les périodes 2003–2011 et 2012–2020, ces teneurs ont eu tendance à diminuer dans la majorité des PRA. La baisse des médianes des teneurs en P équivalent Olsen est significative pour 68 % de la SAU. Et l’augmentation est significative pour 3 % de la SAU. Enfin, l’évolution est non significative pour 21 % de la SAU (Figure 5).

Les évolutions constatées des teneurs en P ont une conséquence sur la répartition des classes dominantes de fertilité pour 28 % de la SAU (Figure 6b). Ainsi, près d’un quart (24 %) de la SAU se trouve en classe faible sur la dernière période 2012–2020. Ce chiffre s’élevait à 13 % sur la période 2003–2011. À l’inverse, le pourcentage de la SAU avec une classe de fertilité forte est de 22 % sur la période la plus récente. Alors qu’il était de 36% sur la première période (Figure 6c). Ces changements de classe correspondent à une baisse significative de classe de fertilité dans une grande partie de la France. 

Une teneur en potassium qui diminue pour 46 % de la SAU française mais des sols qui restent fertiles

Les médianes des teneurs en K2O observées en France sur la période 2012–2020 varient majoritairement de 150 à 300 mg/kg (Figure 8a). Les valeurs les plus faibles sont observées dans les sols sableux des Landes de Gascogne (Figure 8a). Et on observe les valeurs les plus élevées dans les sols argileux développés sur l’arc des calcaires du Jurassique de la Lorraine à la Bourgogne et des Charentes et en Limagne dans le Massif Central (Figure 8a). Des évolutions significatives des teneurs en K concernent 52 % de la SAU. Ce sont essentiellement des diminutions pour 46 % de la SAU.

Presque toutes les PRA ont une classe dominante forte ou moyenne pour K sur la période 2012–2020. En comparaison avec celles de la période précédente 2003–2011, on observe une diminution de la classe forte au profit de la classe moyenne, sans impact visible sur la classe faible (Figure 9 a et b).

Une teneur en magnésium qui augmente pour la quasi totalité des sols français

Les médianes des teneurs en MgO par PRA sur la période 2012–2020 varient majoritairement entre 100 et 300 mg/kg avec des valeurs plus fortes dans les sols développés dans les matériaux issus d’alluvions marines ou fluvio-marines (Camargue, marais Poitevin), le long de la Garonne, dans les sols issus de roches dolomitiques (Moselle, causses du Massif Central, sud-est) et de matériaux volcaniques (Figure 10a). Ces teneurs sont très faibles pour les sols sableux et acides des Landes de Gascogne et de la Sologne. Par rapport à la période 2003–2011, on observe une augmentation significative des teneurs dans la quasi-totalité de la France. Les diminutions significatives des teneurs en MgO sont toutefois observées dans des PRA où les teneurs sont les plus faibles de France comme dans les Landes de Gascogne (Figure 10).

La grande majorité des PRA a la classe de fertilité moyenne ou forte comme dominante (Figure 11a).

On observe principalement une augmentation de classe de fertilité. Cela correspond à un transfert de 3 % de la SAU d’une classe dominante moyenne à une classe forte (Figure 11b).

Il ne semble donc pas y avoir d’enjeu particulier sur le magnésium en termes de fertilité.

Ces premiers résultats nécessiteraient d’être complétés par une étude des équilibres entre les éléments. Cela permettrait ainsi de fournir un état complet de la fertilité des sols agricoles en France hexagonale. En effet, au-delà des teneurs, l’absorption des éléments minéraux par les plantes dépend largement des équilibres cationiques. Ainsi, le fait que les teneurs en K et en Mg évoluent en sens inverse peut avoir des implications sur la stœchiométrie de ces éléments. 

Si vous êtes intéressés par d’autres publications sur la fertilité des sols, n’hésitez pas à consulter notre rubrique Gestion des sols.

Source

Blandine Lemercier, Manon Caubet, Nolwenn Le Pioufle, Eva Rabot, Catherine Pasquier, et al. 2023. Évolutions du pH et des teneurs en P K Mg dans les sols de France hexagonale entre 2003 et 2020 à partir de la Base de Données des Analyses de Terre. 16e Rencontres Comifer-Gemas, Nov 2023, Tours, France. ⟨hal-04320423⟩

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Découvrez ce qu’est la rhizodéposition et quels sont les facteurs qui la modulent.

Date de publication : 7 février 2024

La rhizodéposition au sens large se définit comme « la libération de toutes sortes de composés par les racines d’une plante vivante, y compris les ions et les composés volatiles ». En moyenne, 17 % du carbone fixé par la plante sont rhizodéposés dans le sol. Mais on peut monter à 50 % chez les plantes prairiales. La rhizodéposition de l’azote est quant à elle estimée entre 4 et 71 % du N total assimilé par la plante. Avec une médiane de 16 % chez les Fabacées et 14 % chez les céréales. L’étude de la rhizodéposition montre toute la complexité de la compréhension de ce processus et des facteurs qui peuvent la moduler avec en premier lieu l’espèce.

L’exsudation dans la rhizosphère est fortement liée :

• à la photosynthèse,
• à l’allocation de ressources dans les différents compartiments
• et aux traits morphologiques notamment racinaires des plantes.

Par exemple, les racines les plus fines et longues semblent exsuder plus de carbone que les racines présentant des diamètres plus élevés. Enfin, les espèces de prairie présentent une plus grande allocation de C au compartiment souterrain (33 % du C total net fixé) par rapport aux espèces de grandes cultures (21 % du C total net fixé). Ce qui peut expliquer une rhizodéposition plus importante.

La rhizodéposition de l’azote et du carbone par les plantes est reconnue comme l’un des facteurs du déterminisme des communautés microbiennes du sol. Ces microorganismes, acteurs essentiels des processus et cycles biogéochimiques dans le sol, vont en effet transformer ces rhizodépôts. Et moduler la disponibilité des nutriments dans le sol via leurs activités enzymatiques. La meilleure compréhension de ce déterminisme est une voie de recherche importante dans la mise au point de systèmes de production agroécologiques.

Processus de rhizodéposition du carbone et de l’azote

La rhizosphère, lieu de la rhizodéposition

Les systèmes racinaires des plantes jouent un rôle essentiel dans la croissance et la nutrition des plantes. Via leur fonction de prélèvement de minéraux à partir du sol. En plus de leur capacité à absorber des minéraux et de stocker des composés chimiques biologiquement actifs, les racines libèrent également différents types de composés dans la rhizosphère.

La rhizosphère se définit comme le volume de sol sous l’influence et en contact direct avec les racines d’une plante en croissance. Elle constitue ainsi une zone d’interaction entre la plante et les microorganismes du sol. La rhizosphère est une zone de sol particulièrement importante. C’est un hotspot où l’activité microbienne est de 2 à 20 fois supérieure à celle d’un sol non influencé par l’activité racinaire.

Définition de la rhizodéposition

La rhizodéposition se définit d’abord comme l’émission de carbone (C) organique par les racines. Cela inclut l’exsudation, les lysats cellulaires, les débris racinaires et les cellules de bordure. Mais les racines libèrent en plus du C des composés minéraux et en particulier des composés azotés. Ainsi, la rhizodéposition au sens large se définit comme « la libération de toutes sortes de composés par les racines d’une plante vivante, y compris les ions et les composés volatiles ».

On peut subdiviser ce processus en deux parties :

• Les composés provenant de racines vivantes (tissus et cellules). On a notamment l’exsudation racinaire avec sécrétion d’ions, d’enzymes, de mucilage et une large gamme de métabolites primaires et secondaires.
• Les composés provenant des résidus des tissus racinaires. On retrouve des fragments racinaires avec notamment la sénescence des tissus racinaires et des cellules de bordure.

Rhizodéposition du carbone

Par fixation et transformation du CO₂ atmosphérique en composés organiques, les plantes contribuent à l’augmentation du stock de C organique du sol. Cet apport résulte de la décomposition des résidus de tissus végétaux et de la rhizodéposition. En moyenne, 17 % du C fixé par la plante sont rhizodéposés dans le sol . Mais on peut monter à 50 % chez les plantes prairiales.

Le C issu de l’exsudation serait 10 à 100 fois plus important par rapport au C provenant des cellules bordantes et des mucilages. Les composés solubles exsudés (majoritairement des sucres, des acides organiques et des acides aminés) contribueraient quant à eux de 1 à 10 % au flux total de C. Cette source de C est rapidement consommée par les microorganismes et environ un tiers du C rhizodéposé contribue à la biomasse microbienne.

Rhizodéposition de l’azote

La rhizodéposition de l’azote suit les mêmes voies que le C. Cela inclue ainsi la senescence racinaire et l’exsudation de composés solubles. L’exsudation de composés N solubles est constituée de 6 à 31 % d’éléments comme le NO_3^–, le NH_4⁺ et les acides aminés.

La quantité d’N rhizodéposé et la composition des exsudats en N varient également en fonction des espèces. Ainsi, les espèces de Fabacées présentent des exsudats racinaires plus riches en NH_4⁺ et en acides aminés par rapport aux exsudats des autres espèces.

Alors que les flux de C se font presque exclusivement de la plante vers le sol, les échanges d’azote entre le sol et les plantes se font dans les deux sens. Mais surtout du sol vers la plante via l’absorption de l’N. La rhizodéposition de l’N est estimée entre 4 et 71 % du N total assimilé par la plante. Avec une médiane de 16 % chez les Fabacées et 14 % chez les céréales.

Facteurs de variation de la rhizodéposition

Effets des facteurs biotiques sur la rhizodéposition

Différents facteurs et en premier lieu l’espèce influence la rhizodéposition. De nombreux travaux ont étudié l’effet du stade de développement sur la rhizodéposition. Mais les résultats obtenus sont contradictoires. Ainsi, pour certains, plus la plante est âgée, moins il y aurait de carbone alloué au compartiment souterrain. D’autres études montrent une augmentation de la rhizodéposition avec l’âge. Dans tous les cas, la composante d’exsudation est particulièrement importante chez les plantes jeunes.

Effets des facteurs abiotiques sur la rhizodéposition

La disponibilité en nutriments impacte également la rhizodéposition. Des études démontrent une augmentation du C issu de la rhizodéposition avec une augmentation de la fertilisation N. Cette augmentation serait liée à une plus forte production de biomasse racinaire et à une plus forte exsudation.

La concentration en CO₂ peut également impacter la rhizodéposition. En effet, certaines études montrent une augmentation de la rhizodéposition du C et de l’N pour des plantes soumises à des concentrations élevées de CO₂. D’autres facteurs importants entrent également en jeu, notamment la texture du sol, le pH, la salinité et l’humidité.

Relations entre traits morphologiques et rhizodéposition chez les fabacées

Des différences de rhizodéposition de carbone entre espèces de fabacées

Une étude a montré que la quantité de ¹³C assimilée par le trèfle blanc est supérieure à celle assimilée par la féverole. Mais elle ne diffère pas significativement du résultat du pois et du trèfle incarnat (Figure 3A). On observe la même chose dans le sol. Concernant la répartition du ¹³C entre les différents compartiments (Figure 3B), la féverole présente une répartition plus équilibrée entre les tissus végétaux et le sol avec une proportion plus importante de ¹³C dans les racines que les autres espèces. Enfin, pour s’affranchir du poids de la photosynthèse sur l’exsudation et se concentrer sur les relations possibles entre les traits racinaires et l’exsudation, on exprime l’exsudation du C en fonction du C total fixé (exsudation spécifique (Figure 3 C)). Le trèfle blanc a exsudé plus de C récent par unité de C fixé comparativement aux deux espèces protéagineuses.

Une rhizodéposition plus forte pour les fabacées prairiales

La corrélation positive entre la longueur spécifique racinaire et l’exsudation spécifique, ainsi que la corrélation négative entre le diamètre et cette exsudation, expliquent que les plantes qui forment des racines longues et fines, tels que les deux trèfles, sont celles qui exsudent le plus. Les espèces de prairie présentent une plus grande allocation de C au compartiment souterrain (33 % du C total net fixé) par rapport aux espèces de grandes cultures (21 % du C total net fixé), ce qui peut expliquer une rhizodéposition plus importante.

Une relation linéaire entre rhizodéposition de C et de N

Les plantes présentant une forte capacité de rhizodéposition carbonée ont également une forte capacité de rhizodéposition azotée (illustration ci dessus).

Pour en savoir plus sur les interactions entre plantes et sol, n’hésitez pas à consulter nos publications dans la rubrique Gestion des sols.

Source :

KANTE M., 2022. Rhizodéposition du carbone et de l’azote chez quatre espèces de Fabacées, conséquences sur la structure et l’activité du microbiote du sol.

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Comparaison de la structure de sols : forestier, prairies, culture avec ou sans labour

Wolfgang STURNY et Andreas CHERVET nous décrivent dans cette vidéo la structure de quatre sols contrastés : forestier, en prairies depuis 150 ans, sous maïs en système labour et sous maïs en système semis direct.

Les prélèvements ont été réalisés sur la plateforme d’Oberhacker en Suisse. Cette plateforme compare différents systèmes labour/semis direct depuis plus de 20 ans.

4 structures de sol très contrastées

Structure du sol forestier

Le profil de sol se compose en surface de 17 cm de litière, puis d’un horizon avec présence de matières organiques lixiviées. Comme le pH est de 4,5, il n’y a pas de bioturbation car à ce pH, il n’y a pas de vers de terre.

Structure du sol sous prairies

A l’inverse du sol forestier, le sol sous prairies présente une homogénéité de couleur et de structure. Il n’y pas d’obstacle et la structure est grumeleuse. Le pH est à 6,5 et ce sont les vers de terre qui ont brassé la terre.

L’homme ne peut pas produire ce type de structure même avec la meilleure machine.

Structure du sol sous maïs avec labour

Le sol labouré présente une semelle de labour à 28 cm de profondeur. On observe également du lissage et du tassement. Le point positif du labour est que la minéralisation est plus rapide, entrainant une croissance des plantes plus rapide.

Structure du sol sous maïs en semis direct

On voit que la semelle de labour n’existe presque plus et qu’on commence à avoir une homogénéisation de la couleur. Le sol se rapproche du sol sous prairie. Ils pensaient au démarrage que la transition allait durer trois ans. Finalement, le sol a mis 7 ans pour atteindre cet état.

Principaux enseignements

(1) Importance du chaulage pour avoir un pH permettant la présence de vers de terre qui mélange le sol par bioturbation

(2) Effet des pneumatiques présent en surface et pas en profondeur

(3) Il faut réduire le travail du sol pour tendre vers le système prairies

Pour en savoir plus, vous pouvez consulter le compte rendu du voyage en Suisse réalisé par les conseillers agronomes Cerfrance Normandie Maine : https://normandiemaine.cerfrance.fr/arad2/voyage-detude-pour-les-conseillers-techniques-cerfrance/

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Dans cette nouvelle publication, découvrez les mécanismes du Priming Effect dans les sols et ses conséquences sur les services écosystémiques. Les sols renferment la plus importante réserve de carbone de notre planète, environ trois fois plus que l’atmosphère. La matière organique (MO) stock alors la plupart de ce carbone (C). Le priming effect correspond à une modification du taux de minéralisation des matières organiques du sol par les microorganismes du sol suite à un apport en matière organique fraîche. Il regroupe en fait différents mécanismes : décomposition stœchiométrique, nutrient-mining ou encore abiotically-mediated. Les plantes jouent un rôle central dans ce phénomène. Comprendre comment piloter l’équilibre entre ces mécanismes à travers les pratiques agricoles permettrait d’améliorer durablement la fertilité des sols cultivés dans un contexte de changement climatique.

Trois mécanismes derrière le terme de « Priming effect »

Le Priming Effect (PE) implique différents processus microbiens parfois modulés de manière opposée par des paramètres environnementaux. Généralement, sa mesure correspond à la différence entre le carbone du CO₂ libéré par un sol amendé en matières organiques fraîches (MOF) et celui d’un sol témoin non amendé sur une certaines période.

Le Priming Effect des sols négatif

Le Priming Effect négatif est attribué à l’utilisation préférentielle du substrat frais par les décomposeurs réguliers des matières organiques du sol. Cela aboutit à réduire la décomposition et la minéralisation des matières organiques au fil du temps.

Le Priming Effect des sols positif

Le processus de Priming Effect positif est quant à lui attribué à trois mécanismes :

1. La « décomposition stœchiométrique » est une accélération de la décomposition des matières organiques générée par l’augmentation des enzymes extracellulaires produites par les décomposeurs des MOF. Seules les MOF type résidus, litières ou racines mortes peut provoquer cette augmentation de production d’enzymes.
2. Le « nutrient-mining » correspond à l’apport d’énergie, par les catabolites issus de la MOF. Il va aider les décomposeurs à casser certains composés chimiquement récalcitrants pour récupérer des nutriments.
3. Le « abiotically-mediated process » correspond à une remobilisation de composés organiques protégés car associés aux minéraux du sol grâce aux acides organiques des exsudats racinaires.

Les paramètres du Priming Effect des sols

Deux paramètres importants régissent donc l’impact des différents mécanismes sur la dynamique et le devenir du carbone surminéralisé :

• le type de matières organiques : les matières organiques ont des taux de renouvellement différents en fonction de leur nature biochimique et de leur accessibilité aux enzymes.
• le taux d’incorporation de carbone dans la biomasse cellulaire appelé aussi efficacité d’utilisation du carbone (CUE en anglais). La CUE des cellules peut varier de 0 à 0,85 en fonction de leur physiologie et de leur stratégie de vie. Les matières organiques sur-assimilisées lors du priming effect par les populations à CUE élevée seront converties en biomasse microbienne plutôt que minéralisées en CO₂. Les populations à CUE élevée augmentent donc les chances de faire passer le carbone d’un réservoir de matières organiques à temps de résidence rapide ou moyen à un réservoir à temps de résidence long.

Lorsque de la matière organique fraîche pénètre dans le sol, sa teneur en azote (N) aide les cellules microbiennes à synthétiser de nouvelles enzymes pour une dégradation des matières organiques. Si la taille de la part labile, c’est-à-dire facilement dégradable, dépasse la biomasse microbienne totale et sous une teneur en N assimilable non limitante, les décomposeurs préfèreront le substrat frais (priming effect négatif). Ce qui va diminiuer le flux régulier de carbone issu des matières organiques vers l’atmosphère.

Focus sur le mécanisme de Priming Effect des sols : « abiotically-mediated »

La matière organique associée aux minéraux (MAOM) est historiquement considérée comme un réservoir relativement passif de matières organiques stables. La MAOM est enrichie en composés végétaux de faible poids moléculaire et en sous produits microbiens. Les associations organo-minérales reposent alors sur trois types de réactions :

1. l’adsorption dans le cas de minéraux présentant des sites réactifs comme les argiles minéralogiques,
2. la co-précipitation dans le cas de minéraux mal cristallisés,
3. la complexation avec l’aluminium et le fer dans de sols plutôt acides ou le pontage cationique avec le calcium dans des sols à pH plus élevé.

Ces liaisons entre molécules organiques et phases inorganiques ont la propriété de ralentir la minéralisation de la matière organique. Les facteurs contrôlant la déstabilisation des MAOM sont multiples. De plus, ils dépendent des plantes, directement ou indirectement, par une stimulation de l’activité microbienne grâce aux exsudats racinaires. Deux types de réaction abiotique libèrent le carbone lié aux minéraux :

• La dissolution des minéraux. Son amélioraion se fait par les exsudats via des mécanismes favorisés par :
  • des ligands ou des protons,
  • et/ou par des mécanismes d’oxydoréduction.
• Le remplacement. Les ligands forts, comme les acides organiques, le favorisent. Ces derniers s’adsorbent sur les surfaces minérales. De plus, ils sont capables de déplacer et de libérer des composés organiques précédemment adsorbés sur ces mêmes minéraux.

Le « abiotically-mediated Priming effect » améliore l’accès microbien à la matière organique auparavant protégée par les minéraux. Il accélère alors la perte de carbone.

Conséquence du Priming Effect sur les services écosystémiques en conditions de changement climatique

Le Priming Effect induit par les plantes : PIPE

Les plantes peuvent induire des changements massifs dans les taux de décomposition des matières organiques des sols. On parle alors de priming effect induit par les plantes (PIPE). Le schéma ci-dessous illustre les mécanismes par lesquels les plantes peuvent moduler la dynamique de la SOM, afin d’ajuster l’apport microbien de nutriments solubles à la demande des plantes.

La demande en nutriments des plantes correspond à la quantité de nutriments nécessaire pour convertir les glucides produits par la photosynthèse en biomasse végétale. L’apport en nutriments correspond à la libération de nutriments solubles par la communauté microbienne à faible CUE. Les apports de carbone végétal (phénomène PIPE) stimulent ce communauté. La plante fournit également du carbone à la communauté microbienne à CUE élevée. Cette communauté construit la matière organique des sols (stockage des nutriments et du carbone) lorsque la demande en nutriments des plantes est faible ou inexistante. L’abondance relative ainsi que l’activité des communautés à faible et forte CUE sont déterminées par :

• l’absorption par les plantes de nutriments solubles
• l’apports en carbone (quantité et qualité).

Les services écosystémiques impactés par le Priming Effect des Plantes

Tous les services écosystémiques et dis-services liés à la dynamique des matières organiques sont impactés par le PIPE. Par exemple, le PIPE intensifie les dis-services tels que la perte de carbone du sol et le lessivage des nitrates. A l’inverse, il permet un meilleur approvisionnement des plantes en nutriments solubles. Ce qui permet de soutenir une plus grande production végétale et une plus grande fixation de CO₂.

Le réchauffement climatique peut avoir un impact sur l’intensité du PIPE, de différentes façon :

• par ses effets sur l’activité enzymatique du sol et les populations microbiennes,
• sur les communautés végétales. Celles-ci, à leur tour, vont déterminer la quantité et la qualité du carbone végétal apporté au sol.

Il est de plus en plus reconnu que les plantes peuvent moduler la dynamique des matières organiques du sol à travers le PIPE pour ajuster à leurs besoins l’apport en nutriments solubles provenant des microorganismes. Une augmentation du CO₂ entrainera dans un premier temps une augmentation de la photosynthèse des plantes et donc des besoins en nutriments et par conséquence une augmentation du PIPE. Ainsi, lorsque la biomasse végétale est fortement stimulée par un CO₂ élevé, le stockage du carbone organique des sols diminue.

Il est donc nécessaire d’accroître les connaissances sur les flux de carbone entrainés par les différents processus de Priming Effect. L’objectif est donc de mieux appréhender son comportement, ainsi que l’impact sur la production agricole en réponse au changement climatique.

Source :

Bernard L., Basile-Doeschl I., Derrien D., Fanin N., Fontaine S., Gunet B., Karima B. et Maron P-A., 2022. Le Priming Effect dans le sols : mécanismes, acteurs et conséquences sur les services écosystémiques dans un contexte de changment global. Etude et Gestion des Sols, 29, 239-274

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Nous savons aujourd’hui que l’état des sols agricoles peut avoir un impact sur les rendements à la récolte. Dans ce contexte, cette vidéo vous présente le test bêche : un outil agronomique facile à mettre en place et permettant de réaliser un diagnostic rapide des états physiques, chimiques et biologiques du sol.

Le test bêche

Le matériel nécessaire est simple : une bêche de 40 cm, un couteau, un mètre et une bâche blanche.

En outre, le test bêche renseigne principalement sur les compactions du sol, et donc sur la nécessité d’un travail mécanique plus ou moins profond. La qualité des agrégats peut être interprétée à l’aide de la grille VESS. Cette dernière est un outil de classification de la qualité structurale des sols. De plus, l’observation du volume de sol exploré par les racines donne un indicateur intéressant sur l’état structural. Elle laisse également la possibilité de se rendre compte de l’activité biologique du sol.

Il est alors possible de coupler cette observation avec à un comptage de vers de terre, par exemple. Par la même occasion des mesures chimiques peuvent être associées. Il peut alors s’agir de mesurer le pH ou la teneur en calcaire actif.

Le test bêche permet in fine d’établir un diagnostic. Et donc, il peut solutionner les éventuelles problématiques grâce à la mise en place d’un plan d’action. Ce dernier peut contenir : fissuration, amendement carbonaté ou organique, chaulage de redressement, etc.

Nous utilisons le test bêche également sur nos essais mis en place en collectif (GIEE/GSI). Ce test permet de comparer l’évolution du sol en fonction des :

• itinéraires techniques non labour/travail du sol,
• précédents culturaux,
• types de couverts d’interculture.

En complément, un mini profil 3D ou une fosse pédologique peuvent aussi être réalisés, afin d’avoir un regard sur les horizons plus profonds.

Les conseillers agronomes Cerfrance se tiennent à votre disposition pour évaluer l’état de vos sols et mettre en place un plan d’actions.

Retrouvez toutes nos publications pour mieux connaître vos sols sur notre site internet.

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Le niveau d’acidité est une dimension essentielle de la fertilité des sols. Car, il influence le sol dans son fonctionnement biologique, chimique et physique. En France, 2/3 des sols cultivés sont concernés par le risque d’acidification. Le 1/3 restant étant calcaire et pour lequel il n’est guère possible d’abaisser le pH. On parle d’acidification quand le bilan entre les entrées et les sorties de protons est positif. Mais c’est également une question de niveau de pouvoir tampon des sols. Le niveau d’acidité joue un rôle clé dans les fertilités chimique et physique des sols. Concernant les organismes du sol, même si le statut acidobasique n’est pas forcément le premier facteur limitant, il peut impacter à la fois la qualité de leurs habitats et l’accessibilité aux ressources. Et donc toutes les réactions dans lesquels ils sont impliqués. 

Le niveau d’acidification des sols, une question de flux de protons et de pouvoir tampon

Dans les sols, les flux de protons sont permanents et le pH que l’on mesure en est la résultante. Les cycles de matières influent ces flux. Concernant le cycle du carbone, le CO₂ atmosphérique est une source majeure, naturelle d’entrée de protons dans les sols via les précipitations et les végétaux. La dégradation des matières organiques entraine des flux de protons dans les deux sens mais l’acidification est prépondérante si on a lixiviation ou exportation de cations majeurs des constituants du sol et d’anions associés (HCO₃^–, anions organiques, Ca²⁺).

Pour le cycle de l’azote, sans engrais, la minéralisation utilise un proton, la nitrification en donne deux et l’absorption de NO₃^– par le végétal en utilise un donc le bilan est nul. Mais en cas d’apport d’engrais, selon la forme apportée, le bilan sera positif ou négatif. Si on apporte de l’ammonium NH₄⁺, la plante l’absorbe par exsudation de protons donc le bilan est positif pour le sol qui s’acidifie. A l’inverse, pour absorber la forme nitrate NO₃^–, la plante absorbe également les H⁺ du sol.

Le sol grâce à son pouvoir tampon va s’opposer à ces variations de pH (cf graph ci dessous). L’argile et la matière organique constituent le principal pouvoir tampon d’un sol, dans une gamme de pH eau entre 5,5 et 7. Les charges négatives de la CEC (capacité d’échange cationique) Metson sont en grande partie constituées de celles de l’argile et des MO. Cet indicateur est donc un bon estimateur du pouvoir tampon dans cette gamme de pH. En sol calcaire (pH >7), les carbonates jouent également un rôle de pouvoir tampon tout comme en sol acide (pH<5,5), l’aluminium échangeable libéré par l’altération des argiles.

Niveau d’acidité et disponibilité des ETM oligoéléments et contaminants

Les ETM oligoéléments (fer, manganèse, zinc, cuivre, molybdène, bore) ont un rôle physiologique important, notamment dans la chaîne de transport des électrons et dans le fonctionnement des métalloprotéines (exemple : plus de 500 protéines nécessitent du zinc). Les ETM peuvent aussi être des contaminants, comme le cadmium ou le plomb. La plante prélève essentiellement les ETM sous leur forme ionique libre en solution. Alors que la grande majorité des ETM du sol est fixée sur la phase solide (oxydes, argile, MO). Le pH est un facteur majeur du transfert sol-plante des ETM (avec le potentiel redox et la matière organique). Il joue sur la solubilité des ETM dans le sol et sur la spéciation des ETM en solution. Concernant la solubilité, il influe avant tout via son effet sur la sorption/désorption des ETM.

La phytodisponibilité des ETM est inversement liée au pH (sauf pour le molybdène). Cela signifie que plus le pH est acide, plus on retrouve une concentration élevée de ces éléments dans les parties aériennes des plantes ce qui peut poser parfois des problèmes de qualité sanitaire des récoltes.

Niveau d’acidité et structure des sols

Le lien entre pH et structure des sols se situe au niveau de la CEC effective. Quand on apporte un amendement basique, les bases OH^– arrachent les H⁺ du sol et les neutralisent. A la place de ces protons apparaissent des charges négatives sur lesquelles vont s’adsorber des cations. Ces derniers ont des propriétés très différentes : on parle de cations structurants pour Ca²⁺ et Al³⁺, de cations intermédiaires pour Mg²⁺ et de cations dispersants pour K⁺ et Na⁺.

La CEC effective mesurant le nombre de charges négatives augmente donc avec le pH. Plus la CEC est élevée, plus la vitesse d’humectation des sols augmente. Cela s’explique par le fait que l’augmentation du nombre de charges négatives rend les surfaces du sol plus hydrophiles. Car l’eau est une molécule polaire. L’affinité du sol pour l’eau augmente donc avec la CEC effective. Parallèlement aux nombres de charges, le nombre de cations bivalents comme le calcium augmente. Ils améliorent ainsi la stabilité structurale des agrégats. Ainsi, en raison de la relation linéaire entre le pH et la CEC effective, plus le pH augmente, plus l’affinité du sol et la stabilité des agrégats augmentent.

La conséquence la plus visible au champ est liée à l’affinité pour l’eau avec pour principaux résultats : une meilleure infiltration, une teneur en eau en surface plus faible et une sensibilité au tassement en surface diminuée.

Une meilleure stabilité des agrégats entraîne une meilleure stabilité des trous. En surface, le risque de battance est diminué et la sensibilité au tassement est plus faible. Cette propriété est renforcée par la teneur en eau plus faible. On note aussi souvent une moindre sensibilité au tassement en profondeur.

La capacité de rétention en eau est augmentée au point de flétrissement. Enfin, la porosité du sol peut être améliorée, mais il faut du temps et de nombreux cycles humectation / dessiccation. On note alors une augmentation de la réserve en eau et un meilleur enracinement des cultures.

Niveau d’acidité des sols et organismes du sol

Les préférences écologiques de la faune du sol

Les préférences écologiques de la faune du sol vis-à-vis du niveau d’acidité sont très diverses. La majorité des espèces de vers de terre des régions tempérées se trouvent dans des sols à pH compris entre 5 et 7,5. Mais ils peuvent tolérer entre 4,5 et 8. Il existe par ailleurs un pH optimal par espèce. Les espèces épigées sont beaucoup plus tolérantes à l’acidité que les espèces anéciques et endogées Ces dernières préfèrent des pH de 6 à 7.

Les nématodes et collemboles sont présents à tous les gammes de pH. Mais ils semblent préférer les pH acides (6), la diversité des collemboles diminuant en pH basique. Les bactéries ont généralement une croissance limitée en dessous d’un pH de 6,5 mais chaque genre a des préférences spécifiques. Par exemple, la bactérie Rhizobium meliloti qui s’associe avec la luzerne a un optimum de croissance entre 7 et 7,5. Les champignons supportent un spectre de pH plus large allant de 4 à 9. Bien que ce ne soit pas des organismes acidophiles. Attention souvent l’optimum pH pour la sporulation et la germination de leurs spores est différent.

L’impact des organismes du sol sur le statut acidobasique

Via leurs activités métaboliques, les organismes du sol ont un impact sur le statut acidobasique des sols. Respiration, nitrification, synthèse d’acides organiques sont autant de réactions qui libèrent ou consomment des protons. De plus, lors de l’élongation racinaire, l’excrétion de protons par les cellules méristématiques peuvent acidifier l’environnement jusqu’à un point de pH.

Le statut acidobasique a également des impacts sur les microorganismes. Les protons perturbent la perméabilité des membranes cellulaires, altèrent la production d’enzymes et limitent la division cellulaire. L’effet inhibiteur est également lié à la plus grande disponibilité des métaux en sol acide. La toxicité des métaux est due à leur affinité avec les groupements –SH des enzymes. Ils s’inactivent après liaison avec le métal. L’effet inhibiteur est fort sur les champignons mycorhiziens ou les rhizobiums. Les bactéries possédant des capsules polysaccharidiques les protègent mieux.

Enfin, le pouvoir pathogène de certains organismes est fonction du pH. Ainsi, pour l’aphanomyces, la hernie du chou ou encore le genre pythium qui entraine des pourritures de racines. Il est favorisé en milieu acide. A l’inverse, le piétin échaudage ou la gale de pomme de terre sont favorisés en milieu neutre ou alcalin.

Sources :

Cornu JY, 2020. pH et phytodisponibilité des ETM dans les sols agricoles. Journée COMIFER pH 28 novembre 2020

FELIX-FAURE Bruno, 2013. Prendre en compte tous les indicateurs de l’acidité des sols pour l’interprétation et le conseil. Journées COMIFER novembre 2013

JULIEN JL, 2020. pH et structure du sol. Journée COMIFER pH 28 novembre 2020

VALE Matthieu., 2020. Fertilité organo-biologique : impacts sur statut acido-basique sur l’abondance, l’activité et la diversité des organismes du sol. Journée COMIFER pH 28 novembre 2020

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Les nématodes ne sont que très connus en comparaison avec d’autres groupes fonctionnels des sols ou alors quand ils le sont, on pense d’abord aux nématodes qui parasitent les plantes et qui peuvent causer des dégâts importants. En fait, la plupart des nématodes n’appartiennent pas à cette catégorie.

Les nématodes sont des vers aux corps cylindriques et transparents. Ils appartiennent à la microfaune des sols (majorité à moins d’1 mm). Ils ne sont pas segmentés comme les vers de terre et se déplacent par mouvement ondulatoire. Aujourd’hui, il y a environ 27 000 espèces décrites : 5 000 marines, 7 000 continentales et 12 000 parasites d’animaux. Mais on suppose qu’il y a plusieurs centaines de milliers d’espèces et on en découvre 40 à 80 espèces par an. De plus, on les retrouve dans quasiment tous les écosystèmes y compris extrêmes et de façon très abondante (plusieurs millions d’individus par m²).

Une très grande diversité trophique et des stratégies de vie très variées

Diversité trophiques des nématodes

Il existe une diversité trophique chez les nématodes :

• Herbivores,
• Fongivores,
• Bactérivores,
• Prédateurs notamment d’autres nématodes,
• Parasites
• Omnivores.

Si on regarde le réseau trophique des sols, on remarque que les nématodes sont présents à plusieurs niveaux trophiques.

Les nématodes herbivores sont majoritairement des consommateurs de racines. Ils présentent un stylet (sorte d’aiguille) qui permet de piquer la racine, d’y injecter des substances et d’absorber le contenu des cellules végétales. Au sein de ce groupe, on distingue des sous catégories en fonction de leur comportement alimentaire. Certains restent à l’extérieur des racines et ne provoquent pas la mort des cellules, d’autres sont ectoparasites, d’autres sont endoparasites qui vont pénétrer dans les racines.

Les nématodes fongivores se caractérisent aussi par la présence d’un stylet utilisé pour piquer les hyphes des champignons. Ils consomment aussi bien des champignons mycorhiziens que les champignons parasites des plantes.

Les nématodes bactérivores sont un groupe très diversifié et n’ont pas de stylet.

Les nématodes carnivores et omnivores, également très diversifiés, possèdent des armes (dent, denticule ou stylet).

Par contre, les nématodes ne consomment pas les virus présents dans le sol mais ils peuvent être vecteurs de virus pour les plantes.

Stratégie de vie des nématodes

Tous les nématodes se reproduisent par des œufs (de quelques dizaines à des milliers) mais on peut retrouver de la reproduction sexuée, de l’hermaphrodisme ou de la parthénogénèse.

Certains nématodes sont très sensibles aux perturbations de l’environnement car ils ont une cuticule fine et perméable et d’autres très résistants. Par exemple, certains nématodes peuvent rester plus de 8 heures à -270°C sans que cela ne leur pose de problème.

En croisant les deux critères reproduction et survie, on peut classer les nématodes selon un gradient de colonisation-persistance. Les colonisateurs sont plutôt des nématodes courts avec des petits œufs, bactérivores et ayant une sensibilité faible aux aléas environnementaux. A l’opposé, les persistants sont plutôt longs avec de grands œufs, omnivores ou prédateurs et sont sensibles aux variations.

5 grandes fonctions portées par les nématodes impactant les agrosystèmes

Il existe une multitude de fonctions mais certaines sont directement corrélées aux services écosystémiques des agrosystèmes :

• Dégâts causés par les nématodes phytoparasites : les pertes sont estimées au niveau mondial à plus de 100 milliards d’euros par an. Ils sont essentiellement endoparasitaires et provoquent des galles. Il faut mettre en œuvre des stratégies de gestion qui sont souvent complexes car ces nématodes sont polyphages. De plus, ils produisent souvent beaucoup d’œufs dans des kystes qui se conservent très longtemps dans les sols. Différentes pratiques peuvent favoriser leur présence : fréquence des plantes hôtes dans les rotations, fertilisation favorisant une très forte concentration de nutriments dans les plantes…

• Recyclage et disponibilité des nutriments : les nématodes même bactérivores et fongivores permettent une augmentation de la minéralisation nette de l’azote entre 1,2 et 5,8 mg d’azote par nématode par jour. Cette fonction est partagée par différentes espèces ce qui permet une continuité fonctionnelle. C’est également vrai pour le phosphore. Ils stimulent également l’acquisition par les plantes. C’est le concept de boucle microbienne. Les nématodes sont des organismes qui respirent beaucoup (et donc libèrent du carbone) et qui, pour maintenir leur rapport carbone/nutriments stable, doivent également libérer beaucoup de nutriments accessibles aux plantes.

• Flux de carbone : les nématodes respirent et libèrent du carbone environ 0,14 Gt de carbone par mois durant la période de croissance des plantes soit environ 2% des émissions totales de carbone par les sols. Mais ils contribuent aussi au stockage de carbone notamment au travers de la stimulation de la rhizodéposition des plantes (63 fois plus que sans nématode). L’effet net reste difficile à évaluer.

• Régulation des communautés microbiennes : les nématodes modifient la composition des communautés microbiennes et les stimulent. Ils participent également au transport des bactéries qui sont souvent peu mobiles.

• Biocontrôle : Les nématodes peuvent participer à la régulation d’organismes nuisibles. C’est notamment le cas des nématodes entomophages qui consomment des insectes (larves de charançons, de hannetons, chenilles…). Certains nématodes peuvent aussi contrôler des nématodes phyto-parasitaires.  

Conclusion

Les nématodes sont des animaux très abondants, cosmopolites avec une grande capacité de résistance et d’adaptation. Ils présentent une grande diversité et participent à de nombreuses fonctions des sols. Certaines espèces peuvent causer d’importants dégâts mais d’autres participent à la nutrition des plantes, au contrôle des bioagresseurs ou encore à la stimulation de l’activité microbienne. Certaines pratiques influencent fortement les populations de nématodes comme la fertilisation (++), l’utilisation de produits phytos nématicides (—) ou encore la diversité végétale dans la rotation (+++). A l’inverse, le labour a finalement peu d’effets sur les nématodes.

Il reste encore beaucoup de travaux pour identifier les liens entre les facteurs de contrôle, la composition des communautés et les fonctions et services écosystémiques qu’ils peuvent procurer.

Source :

TRAP J. 2020. Les nématodes des sols, une taille minuscule mais une importance capitale. Webinaire AFES du 4 juin 2020 https://vimeo.com/channels/webinairesafes/425945028

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Connaissez-vous NutriID ? NuriID est un service lancé par le Cerfrance Mayenne Sarthe. Vous pouvez y commander vos analyses de sol et de sève. L’objectif est alors de disposer de données fiables pour piloter la nutrition de vos cultures. Le site internet permet une commande simple et un paiement en ligne.

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Le fruit de votre travail n’est pas toujours celui que vous espériez. Quand les équilibres se rompent, il faut se poser les bonnes questions. Réaliser une analyse de sol ou de sève permet alors de comprendre et d’agir rapidement. La livraison du kit d’analyse commandé sur le site de NutriID se fait chez vous directement en quelques jours. Vous faites vos prélèvements vous même, en suivant les instructions détaillées. Il suffit ensuite d’expédier le colis prépayé vers le laboratoire.

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La biodiversité dans l’agriculture est la thématique de cette publication. Le sol est un milieu vivant dans lequel des organismes divers et variés cohabitent. Par le rôle spécifique de chacun, leur grande diversité et les relations qu’ils nouent entre eux, ils constituent la clé de voûte du bon fonctionnement des agrosystèmes et de leur adaptabilité au changement. Le développement de nouvelles formes d’agricultures, plus économes en intrants, appelle à une meilleure prise en compte de cette biodiversité dans l’évaluation des performances agronomiques et environnementales des sols agricoles.

Dans le cadre des Carrefours de l’innovation agronomique (CIAG) de l’INRA, un colloque a eu lieu à Dijon (21) le 18 octobre 2018, sous l’intitulé « De la connaissance de la biologie des sols et de ses fonctions, à son pilotage ». Ce dossier reprend alors quelques points clés de ce colloque quant à la caractérisation de la biodiversité des sols :

• son rôle,
• les enjeux liés à son amélioration ou à sa préservation.

Conclusion sur l’agriculture et la biodiversité

Les sols constituent l’un des principaux réservoirs de biodiversité de la planète, peuplé d’une multitude d’organismes de toutes les tailles, formes et couleurs. Ces habitants du sol jouent alors un rôle prépondérant dans le fonctionnement des écosystèmes terrestres en contribuant :

• recyclage des nutriments,
• stabilité du sol,
• régulation des bio-agresseurs,
• structuration du couvert végétal.

Plusieurs approches existent pour l’évaluation de la qualité biologique des sols. De plus, de nombreuses avancées ont eu lieu ces dernières années suite aux apports de la biologie moléculaire dans l’étude des sols. L’enjeu actuel demeure donc l’évaluation des performances des sols agricoles au niveau :

• agronomiques,
• économiques,
• environnementales.

Les prestataires de services concernés sont en cours de structuration. Il y a également une industrialisation des procédures est maintenant possible. Le développement récent de réseaux de recherche participative doit permettre une évolution des outils de pilotage biologiques des sols. Ce développement doit se faire en concertation avec les utilisateurs. A l’avenir, il sera donc nécessaire de travailler à l’introduction de la biologie du sol dans le conseil agronomique traditionnel. Cette introduction peut alors se faire via la capitalisation des références produites au sein de réseaux de parcelles.

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Les interactions plantes microorganismes telluriques sont importants. Les sols renferment à eux seuls 25 % de la biodiversité des espèces terrestres. S’y trouvent notamment les principaux groupes de micro-organismes : bactéries, champignons, algues… Dont la biomasse totale peut atteindre 5 tonnes par hectare. Ces microorganismes tiennent une place centrale dans le bon fonctionnement des sols et, dans un contexte d’agroécologie, deviennent des acteurs sur lesquels s’appuyer. On parle d’ingénierie écologique des sols. Toutefois, cela s’avère très complexe car les micro-organismes sont multiples et leurs interactions avec les plantes encore peu expliquées. Un colloque a eu lieu récemment à l’Académie Française d’Agriculture pour présenter et discuter des avancées sur les connaissances des interactions entre plantes et micro-organismes telluriques.

L’objectif visé de ces recherches : arriver à orienter ces interactions afin de promouvoir les effets bénéfiques de ces interactions pour des systèmes de cultures plus économes en intrants de synthèse et plus durables. Ce dossier présente quelques résultats.

Un des enjeux de l’agroécologie sera de réduire l’usage des intrants chimiques que ce soient les engrais ou les produits phytosanitaires. Dans ce contexte, les sols revêtent une place
centrale pour une gestion plus écologique des agrosystèmes. Cela nécessite de comprendre leur fonctionnement pour utiliser tout leur potentiel génétique et maximiser les fonctions clé : structuration et stabilisation, disponibilité des éléments, symbioses…

Qu’est ce que l’ingénierie écologique ?

La majorité de ces fonctions impliquent un sol vivant en particulier riche en microorganismes (bactéries, champignons…). La clé d’une bonne ingénierie écologique réside donc essentiellement dans la compréhension des interactions plante/populations microbiennes au sein de la rhizosphère. En effet, les plantes recrutent des populations de microorganismes par l’exsudation de rhizodépôts par les racines formant ainsi des microbiotes rhizosphériques spécifiques à chaque génotype.

Si la libération de ces rhizodépôts coûte de l’énergie à la plante, les bénéfices perçus compensent largement ce coût : protection, augmentation de la croissance…

Actuellement, ces interactions sont encore peu valorisées par la sélection en situation fertile. Ce qui entraîne une perte d’aptitude à valoriser le microbiote pour les variétés les plus récentes. Dans le contexte d’agroécologie, cela pourrait être intéressant d’intégrer cette aptitude dans les critères de sélection.

Les voies de recherche en ingénierie écologique ?

Différentes voies de recherche en ingénierie écologique sont envisagées pour maximiser ces interactions :

• travailler sur la sélection de graminées inhibant la nitrification,
• augmenter la performance de la symbiose bactérienne fixatrice d’azote,
• maximiser les processus de facilitation des associations végétales du type graminées/légumineuses.

Le principal enjeu sera alors d’arriver à qualifier le rapport bénéfice/coût de ces pratiques en fonction des services rendus et des milieux dans lesquels elles s’appliqueront.

Les travaux en cours…

Quelques travaux sont déjà bien avancés. C’est le cas d’un projet dont l’objectif est d’orienter les populations microbiennes pour une meilleure défense des plantes.

Le cas d’étude est la jambe noire de la pomme de terre. Elle peut en effet occasionner jusqu’à 50 % de pertes au champ pour la production de plants. Dans ce projet, les chercheurs ont cherché à perturber le système de communication du pathogène en détruisant les signaux grâce à des bactéries rhizosphériques auxiliaires. Les résultats sont concluants et ils travaillent désormais sur la formulation pour une application efficace au champ.

D’autres projets sont encore plus ambitieux. Par exemple, les travaux qui visent in fine à transférer l’aptitude de la nodulation pour toutes les espèces. Par une connaissance plus précise des phénomènes de nodulation et de mycorhization, les chercheurs ont identifié les fameux facteurs Nod et Myc. Ils se sont alors rendus compte qu’il existe au moins trois étapes communes dans la transduction de ces facteurs. Cela implique qu’il pourrait donc être possible de faire acquérir la nodulation grâce à l’appareil de mycorhization présent chez près de 95 % des plantes.

Un projet ANR est d’ailleurs en cours. Son objectif est de trouver un traitement de semences qui permettrait mycorhization, nodulation et stimulation des défenses. De belles perspectives de solutions pour une agriculture plus durable et moins consommatrice de produits de synthèse grâce à ces interactions plante/microorganismes telluriques !

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