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Patrice Clermont
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1 2 3 Novembre 2015 Centre de Congrès d Angers INTÉGRER DES INDICATEURS DE MICROBIOLOGIE DES SOLS DANS L ANALYSE DE TERRE DE ROUTINE Un référencement préalable dans les essais au champ Intervenant: Alain BOUTHIER

2 Photo essai engrais de ferme de longue durée ARVALIS-OIER de Jeu les Bois (36) PLAN DE L EXPOSÉ: - Travaux de référencement au champ conduits par ARVALIS depuis Perspectives: projet MICROBIOTERRE

ANALYSE DE TERRE ACTUELLE BASÉE SUR DES INDICATEURS PHYSIQUES ET CHIMIQUES Granulométrie Complétée par observation terrain (profil, test bêche) Physique Chimique / nutritif

3 ANALYSE DE TERRE ACTUELLE BASÉE SUR DES INDICATEURS PHYSIQUES ET CHIMIQUES Granulométrie Complétée par observation terrain (profil, test bêche) Physique Chimique / nutritif biologique Aujourd hui : MO (Corg.), Ntotal, C/N Analyse de terre (ph, P K Mg oligos) Besoin d autres indicateurs pour appréhender les composantes de la qualité biologique d un sol

BESOIN D ÉLARGIR LE CHAMP DU CONSEIL À PARTIR DE L ANALYSE DE TERRE Conseil actuel Fertilisation N P K Mg oligos Amendements minéraux basiques Bilan humique à élargir : Apports organiques x couverts

4 BESOIN D ÉLARGIR LE CHAMP DU CONSEIL À PARTIR DE L ANALYSE DE TERRE Conseil actuel Fertilisation N P K Mg oligos Amendements minéraux basiques Bilan humique à élargir : Apports organiques x couverts végétaux x travail du sol Apports selon diagnostic biodisponibilité PK Mg oligos dans le sol Statut acido basique Gestion stock de MO (maintien) Optimiser fonctions biologiques du sol: Recyclage des nutriments Transformation du carbone

5 COMMENT INTERPRÉTER LES INDICATEURS DE QUALITÉ BIOLOGIQUE DES SOLS? euils critiques de disponibilité du phosphore pour le maïs caractérisé par P Olsen et P eau dans 3 types de sol Rdt relatif (%) 100 maïs P Olsen (mg P kg -1 ) Morel, 2000 Éléments nutritifs (P, K, Mg): indicateur de biodisponibilité directement relié au rendement et notion de seuil Indicateurs microbiologiques : 80 en lien avec une ou plusieurs fonctions (transformation du C recyclage nutriments, INAPG Thure Tartas maintien structure, régulation bioagresseurs) Construction 0.0 de 0.5 référentiel 1.0 d interprétation 1.5 : P eau (mg P L -1 ) Identifier fonctions (processus) en jeu Documenter relation indicateur -fonction Morel 2000 Besoin de référencement au champ: essais/parcelles agricoles différenciant les états du milieu selon gradients Calage états optimaux relativement aux objectifs assignés au système de culture 5

6 INDICATEURS ÉTUDIÉS PAR ARVALIS DEPUIS 2010 EN PARTENARIAT AVEC SAS, SEMSE ET GENOSOL Ind. non moléculaires Ind.moléculaires Abondance microbienne Activité microbienne Diversité Caractérisation de la MO Biomasse microbienne Biomasse moléculaire Abondance bactéries et champignons par PCR quantitative Potentiel de minéralisation C Potentiel de minéralisation N Activité enzymatique (FDA ) Aptitudes métaboliques (diversité fonctionnelle) Fractionnement granulométrique MO Métabolites microbiens Diversité taxonomique des communautés microbiennes (pyroséquençage) Techniques pour certaines déjà anciennes Certaines sont normalisées Certaines sont transférées dans des laboratoires commerciaux d analyses de sols. Techniques plus récentes Pour la plupart encore au niveau des laboratoires de recherches Gros volumes de travaux scientifiques récents

7 DISPOSITIFS EXPÉRIMENTAUX ÉTUDIÉS DE 2010 À 2015 Expérimentations grandes cultures ayant différencié des pratiques culturales depuis plusieurs années Travail du sol Essais ARVALIS Boigneville (91): 42 ans Boigneville (w sol X cipan): 22 ans Essai ARVALIS/CREAS Lyon St Exupéry (69) : 8 ans Ind. moléculaires PRO élevages Essais ARVALIS La Jaillière (44) : 10 ans Le Rheu (35) : 10 ans Essais ARVALIS-OIER Les Bordes Jeu les Bois (36) : 10 ans Systèmes de cultures et Niveau d intensification Essai ARVALIS et partenaires Fermes de Boigneville: 5 à 25 ans Lyon St Exupéry (69) : 8 ans Etoile sur Rhône (26) : 8 ans (agribio) Villarceau (95) : 8 ans (agribio) CIPAN Essai ARVALIS Espèces de CIPAN Boigneville (91): 10 ans Essai AREP Thibie (51) : 20 ans Essai CRAB/ARVALIS Kerlavic (29) : 17 ans

8 OBJECTIFS DU RÉFÉRENCEMENT SUR DES EXPÉRIMENTATIONS Sensibilité aux historiques apports PRO, couverts végétaux, W du sol? Apport d information par rapport aux indicateurs existants (Corg., Ntot.)? Liens avec des services écosystémiques? Redondance entre indicateurs disponibles vis-à-vis de la caractérisation d une fonction? Référentiel d interprétation (gamme optimales, valeurs seuils )? (à terme)

9 UNE DÉTECTION PLUS PRÉCOCE DU CHANGEMENT DE PRATIQUES AVEC LES INDICATEURS MICROBIOLOGIQUES Essai niveau d intensification de Lyon st Exupéry 2.5 NS conduite classique 30 a conduite à bas à bas niveau niveau d'intrants a a b conduite classique 1 b b conduite à bas niveau d'intrants carbone organique (% carbone MS) organique (% MS) N min 28 jours 28 C % N N min 28 tot jours 28 C % N tot 0 C fraction µm (% Cog) Après 8 ans de différenciation (restitutions C plus importantes en conduite classique) : La teneur en MO non modifiée Augmentation de la fractions granulométriques µ et du potentiel de minéralisation N

SENSIBILITÉ DES INDICATEURS À L HISTORIQUE D APPORTS ORGANIQUES Essai du Rheu (35) en sol de limon: mesures en 2007, après 10 ans d apports annuels (1995-2005) sur une monoculture de maïs fourrage

10 SENSIBILITÉ DES INDICATEURS À L HISTORIQUE D APPORTS ORGANIQUES Essai du Rheu (35) en sol de limon: mesures en 2007, après 10 ans d apports annuels ( ) sur une monoculture de maïs fourrage Sensibilité plus forte de certains indicateurs Fourniture N mesurée au champ (2007) T0 CB1 CB2 CB3 FB Témoin non fertilisé 12 t/ha.an de fumier de bovins composté 24 t/ha.an de fumier de bovins composté 36 t/ha.an de fumier de bovins composté 25 t/ha.an de fumier de bovins brut

11 BILAN DES TRAVAUX CONDUITS PAR ARVALIS ( ) Expérimentations de longue durée : support d investigation incontournable pour référencer les Indicateurs de fonctionnement microbiologique des sols Bonne discrimination des historiques PRO (dose, type de PRO), CIPAN (tonnage, type d espèce), travail du sol (ancienneté du non labour), systèmes de culture (restitutions MO) Vitesse de réponse peut être plus rapide que % C Lien avec fonction «fourniture N par minéralisation» Important de prendre en compte effets contextes pédoclimatiques Spécificités et redondances entre indicateurs Calages méthodologiques: étude sur variabilité spatiale et temporelle des indicateurs: conséquences en matière de gestion des prélèvements

12 PERSPECTIVES Actions à poursuivre, réseau à élargir (partenariat) Elaboration d un référentiel loin d être finalisée Approfondir encore effets sur essais analytiques (couverts, PRO, W du sol ) Valoriser essais systèmes bien documentés (avec évaluations multicritères) Suivis temporels sur essais de longue durée récents: détection précoce d effets, Notamment 5 essais systèmes de culture SYPPRE (2015) : sites interinstituts ITB ARVALIS Terres Inovia (ex-cetiom) Informations et mesures d autres paramètres du sol (chimiques et physiques), indispensables pour interprétation et éviter confusion d effets. Aspects méthodologiques à approfondir (échantillonnage, stratification ) Mais les analyses déjà disponibles en routine sont un bon moyen d investigation sur expérimentations. Recenser les dispositifs existants pour construire des réseaux cohérents d investigation en stratifiant les populations d essais mobilisés selon les questions posées

PERSPECTIVES: VERS UN PROJET MICROBIOTERRE «Mettre au point un référentiel d interprétation basé sur l analyse de terre élargie à la microbiologie en vue d e construire une démarche de

13 PERSPECTIVES: VERS UN PROJET MICROBIOTERRE «Mettre au point un référentiel d interprétation basé sur l analyse de terre élargie à la microbiologie en vue d e construire une démarche de diagnostic-conseil agro-écologique dans les systèmes de grandes cultures et polyculture élevage» Choix d indicateurs selon problématiques Calage de la démarche de référencement des indicateurs par rapport à des fonctions (comment évaluer les fonctions?) Référencement des indicateurs sur des essais analytiques Evaluation des indicateurs sur des essais système de culture Calage d états optimaux par rapport aux fonctions étudiées Partenaires techniques ARVALIS Institut du végétal, Terres Inovia, ITAB, INRA UMR Agro-écologie plateforme GENOSOL, ESITPA, SAS-Laboratoire, CELESTA-LAB, SEMSE, RITTMO, Chambres d Agriculture de Bretagne, d Alsace, ARAA, Chambre d Agriculture de Saône et Loire, INRA de Rennes UMR-SAS, Lycées agricoles de Normandie.

14 RÉFLEXION À CONDUIRE SUR INDICATEURS, FONCTIONS ET SERVICES (CADRE RMT FERTILISATION ET ENVIRONNEMENT) Fonctions écologiques Services rendus Variables mesurées, indicatrices des fonctions Indicateurs microbiologiques Recyclage nutriments N P, S permettant leur fourniture par minéralisation Transformation du carbone Economie d intrants N, P, S, régularité rendement Potentiel minéralisation C et N (par incubation), minéralisation N au champ. Diagnostic de nutrition N, (voire P, S) des cultures, Rendement. Abondance, activité, diversité (???) microbienne

15 Merci pour votre attention 13/11/

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