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Sols : la face cachée de la biodiversité

Le 18 octobre dernier, l'Inra, en partenariat avec l'Ademe, l'Agence française pour la biodiversité et la Région Bourgogne-Franche-Comté a organisé à Dijon un colloque sur le thème, «  De la connaissance de la biologie  des sols et de ses fonctions, à son pilotage ». Mieux connaître les sols pour mieux les piloter, c'est garantir un avenir plus serein aux productions agricoles, à condition de déployer des pratiques qui permettent de préserver ce formidable et dense écosystème.

« De la connaissance de la biologie des sols et de ses fonctions, à son pilotage »

Les chiffres donnent dans la démesure : on estime à 1 million le nombre d'espèces de bactéries et 100.000 le nombre de champignons qui vivent dans 1 gr de sol ! Le sol représente ainsi l'un des plus grands réservoirs de biodiversité de la planète, sans que l'on en connaissent précisément tous les hôtes et leurs interactions. De tous les organismes vivants du sol, c'est dans le monde de l'invisible, de l'infiniment petit, que l'on trouve la plus grande diversité biologique au monde.

Le colloque organisé par l'Inra a révélé que le pilotage biologique des sols représente un enjeu majeur dans le contexte de la transition agroécologique. Des sols considérés dans toute leur biodiversité qui forment un écosystème à part entière. Cette richesse cachées sous nos pieds et les fonctions associées peuvent assurer aux systèmes d'exploitation agricoles une meilleure durabilité et une plus grande résistance à certaines perturbations, climatiques notamment. Des travaux récents et les progrès de la biologie moléculaire montrent le rôle déterminant de cette biodiversité dans certaines fonctions essentielles des sols : fertilité, qualité sanitaire, stockage du carbone, atténuation des conséquences des perturbations climatiques.

Les sols, selon les scientifiques de l'Inra, ont été longtemps considérés comme « une boîte noire », si bien que l'on ne connaît encore qu'une minorité d'espèces, d'organismes et de micro-organismes. La plupart de ces organismes n'ont jamais été observés et on ignore leur écologie. Il s'avère cependant que la quantité et la nature des espèces présentes dans le sol peuvent participer (négativement ou positivement) à son fonctionnement. Cette diversité fonctionnelle se retrouve à la base de nombreux processus clé, comme le recyclage de la matière organique, la minéralisation des nutriments, le stockage du carbone. La biodiversité influe également sur la production de matière végétale, la fertilité des sols ou la stabilité des écosystèmes.

Un rapport des Nations Unies sur l'état des ressources en sols dans le monde (FAO 2015) met en exergue la place primordiale des sols, car ils déterminent notre capacité à produire des biens en quantité et en qualité, mais aussi à bénéficier des services connexes (régulation du climat, dépollution...). Les scientifiques considèrent donc qu'il y a urgence à gérer durablement les ressources en sols, en quantité et en qualité. La transition écologique constitue une réponse à cette urgence, tout en favorisant la durabilité économique, sociale et environnementale des exploitations agricoles.

Dans le même temps, ce capital sol est directement menacé par les activités humaines, le défi étant de le protéger au mieux et de le gérer de façon à favoriser la production végétale, tout en préservant la qualité de l'eau. Pas facile dans les faits, car les dommages ne sont souvent visibles que lorsqu'ils sont déjà très avancés.

Préserver la faune du sol apparaît comme un enjeu majeur. Déjà, parce qu'elle constitue un fantastique réservoir de biodiversité, comprenant des milliards d'individus et des millions d'espèces. Ensuite, parce que cette faune participe à la structuration des sols, à leur stabilité et à la régulation des adventices. Enfin, parce que de son bon fonctionnement dépend le futur de l'agriculture. Depuis les années 2000, cette faune sert à évaluer la qualité biologique des sols. Notamment au travers de quelques fonctions clé comme la production de biomasse, la régulation des flux d'eau, comme support de biodiversité, de filtre et d'échange... autant de services biosystémiques appréciables.

Pour pallier certains déficits de production et stimuler le fonctionnement biologique des sols,  depuis quelques années, on assiste à une augmentation de la production et de la commercialisation de biostimulants (produits à base de micro-organismes identifiés comme bénéfiques à la croissance des plantes). Outre le fait que seul un tout petit nombre de genres et d'espèces a fait l'objet de développement, les scientifiques considèrent que les recherches doivent encore être approfondies pour mieux comprendre les modes d'actions de ces micro-organismes. Le maintien ou l'accroissement de la fertilité des sols ne peut pas par ailleurs se limiter à ce type de recours ; l'introduction de méthodes agronomiques et culturales stimulant in situ l'activité de la microflore autochtone est très importante et peut s'avérer plus prometteuse que l'apport de micro-organismes exogènes.

L'une des clés de voûte de l'amélioration de la biodiversité des sols et de leur fonctionnement reste aussi le conseil agronomique, un conseil apporté au cas par cas, qui s'appuie sur des sites expérimentaux de longue durée, mais qui doit être enrichi par les observations issues des réseaux de parcelles agricoles et des expériences locales mises en place par les agriculteurs eux-même.

Source : Actes du colloque de l'Inra

Des outils et des références pour avancer

Ces dernières années, les programmes Gessol et Ademe-Bioindicateurs I et II, ont permis d'identifier des bio-indicateurs pouvant constituer des outils de pilotage des parcelles agricoles. Des programmes à grande échelle ont également permis de constituer des référentiels pour la physico-chimie des sols, les micro-organismes (bactéries et champignons) et la faune du sol. Il est aujourd'hui acté que le travail du sol modifie l'abondance et la diversité des micro-organismes, des lombriciens et des nématodes. De même, la fertilisation organique et les rotations culturales sont des facteurs importants, participant au bon fonctionnement des sols. L'étude des impacts de certaines pratiques met aussi en évidence l'efficacité de certains leviers agronomiques, comme la   réduction du travail du sol, une couverture végétale longue, l'allongement des rotations, des fertilisations organiques bien raisonnées.

La faune du sol : tout un bestiaire hyperactif

La faune du sol ou pédofaune est l'ensemble de la faune effectuant tout son cycle de vie dans le sol. Cette dernière participe à la biodiversité du sol et joue un rôle fondamental pour la production et l'entretien de l'humus. Certains organismes de la microfaune et de la mésofaune du sols sont utilisés comme bio-indicateurs (ex : lombric, nématodes, Collemboles).

En fonction de la taille des espèces, on divise la faune en macrofaune, mésofaune ou microfaune. La macrofaune et la mégafaune comprennent des organismes comme les vers de terre, le mille-pattes, les larves d'insectes, les taupes, les crapauds et les serpents. A l'autre extrême se situent les micro-organismes, bactéries et champignons. Entre les deux, on trouve des animaux microscopiques (microfaune) comme les protozoaires ou les nématodes et d'autres comme les acariens, les collemboles et les fourmis (mésofaune). Un majorité de cette biodiversité n'est pas connue, alors que nombre de ses représentants participent à la transformation physico-chimique des sols et à la régulation de certains micro-organismes. C'est le cas notamment des nématodes, des collemboles et des acariens qui peuvent contribuer à limiter la propagation de pathogènes des cultures... D'où l'utilité de fournir un gîte (un milieu pas trop perturbé et suffisamment poreux) et un couvert (de la matière organique à dégrader issue des effluents d'élevage, des résidus de cultures ou des couverts végétaux) à cette indispensable faune qui n'a pas encore livré tous ses secrets.

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