Intervenant(e) : Samuel DEQUIEDT. 2 3 Novembre 2015 Centre de Congrès d Angers

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Dominique Gagnon
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1 Intervenant(e) : Samuel DEQUIEDT 2 3 Novembre 2015 Centre de Congrès d Angers

2 ANR ECOMIC-RMQS ( ) Vers un référentiel national de la diversité microbienne des sols Intervenant(e) : Samuel DEQUIEDT

3 LA DIVERSITÉ MICROBIENNE DES SOLS Les microorganismes du sol sont abondants et avec une forte diversité!! 1 g sol Bactéries 1 hectare 1 million à 1 milliard d individus Mille à 1 million d espèces kg C Champignons Mille à 1 million d individus Mille à 100 milles espèces kg C 5 6 UGB

4 LA DIVERSITÉ MICROBIENNE DES SOLS Les microorganismes du sol = ingénieurs chimiques Rôle central dans le fonctionnement du sol Qualité de notre environnement Dégradation des polluants Les microorganismes Cycles biogéochimiques C N Recyclage des nutriments Fertilité biologique Production végétale Etat structural du sol

5 LA BIODIVERSITÉ, UNE ASSURANCE POUR L AVENIR Une loi écologique forte : l assurance écologique (Loreau, 2000) Biodiversité Productivité (fertilité, santé des plantes) Stabilité (résistance, résilience) Durabilité (des productions, du patrimoine biologique, des services et fonctions) Biodiversité = Assurance à court et moyen termes

stérile 1 10-3 10-5 Diversité Microbienne D1 D2 D3

6 DÉMONSTRATION CHEZ LES MICRO-ORGANISMES Sol Dilution de la diversité du sol = érosion de la diversité Sol stérile Diversité Microbienne D1 D2 D3 Incubation Diversité Microbienne Mesures de fonctions

Quantité de CO2 émis (mg C-C02 / g de sol) DÉMONSTRATION CHEZ LES MICRO-ORGANISMES Denitrification activity (µg N/g de sol/h) Minéralisation des MO du sol (Maron et al.

7 Quantité de CO2 émis (mg C-C02 / g de sol) DÉMONSTRATION CHEZ LES MICRO-ORGANISMES Denitrification activity (µg N/g de sol/h) Minéralisation des MO du sol (Maron et al., INRA Dijon) 10 D1 Cycle de l azote Dénitrification (Philippot et al., INRA de Dijon) 0,3 T29 8 D2 0,2 6 4 D3 0, Temps (jours) 0 D1 D2 D3 Erosion de la biodiversité du sol = réduction du recyclage des éléments Baisse de la fertilité du sol (eutrophisation, acidification, déstructuration, )

8 DÉMONSTRATION CHEZ LES MICRO-ORGANISMES Nombre moyen de feuilles Productivité végétale (Maron et al., INRA Dijon) 29 jours 43jours 63 jours Sol natif Sol stérile ,2 554,2 619,4 Nombre de degrés jour Sol Natif Sol Stérile Erosion de la biodiversité du sol = diminution de la productivité végétale

9 DÉMONSTRATION CHEZ LES MICRO-ORGANISMES Survie de pathogènes (Lysteria monocitogenes) (Piveteau et al., INRA Dijon) Nbre cellules Listeria vivantes Biodiversité Biodiversité = barrière aux espèces invasives (pathogènes, phytoparasites, )

Abondance relative (%) Abondance relative (%) Abondance relative (%) IMPACT DES PRATIQUES

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Bio DVB Fumier OMR Témoin Nombre d espèces champignons

Actinobacteria Unknown Acidobacteria Bacteroidetes 0 Gemmatimonadetes Verrucomicrobia Bio

Acidobacteria Bacteroidetes Gemmatimonadetes Verrucomicrobia Nitrospira Abondance relative

Résultats sur sites expérimentaux : Les pratiques agricoles impactent la diversité

10 Abondance relative (%) Abondance relative (%) Abondance relative (%) IMPACT DES PRATIQUES AGRICOLES Bio DVB Fumier OMR Témoin Nombre d espèces champignons Labour Semis Direct 30 0 Bio DVB Fumier OMR Témoin 20 Proteobacteria Firmicutes 10 Actinobacteria Unknown Acidobacteria Bacteroidetes 0 Gemmatimonadetes Verrucomicrobia Bio DVBNitrospira Fumier OMR Témoin Proteobacteria Firmicutes Actinobacteria Unknown Acidobacteria Bacteroidetes Gemmatimonadetes Verrucomicrobia Nitrospira Abondance relative des microorganismes identifiés selon les modalités étudiées. Résultats sur sites expérimentaux : Les pratiques agricoles impactent la diversité microbienne des sols Nécessité de se doter de référentiels d interprétation pour assurer le diagnostic et évaluer l impact des systèmes à la parcelle EcoMic-RMQS

11 ECOMIC-RMQS : UNE INITIATIVE NATIONALE Réseau de Mesure de la Qualité des Sols (R.M.Q.S.) : Un échantillonnage ambitieux! Echantillonnage systématique - grille de 16 X 16 km sites de prélèvements en métropole Caractéristiques environnementales de tous les sites (types de sol, contaminants, climat, pratiques culturales, relevés floristiques, géo-référencement, ) Cultures Forêts Prairies Cultures permanentes Autres

12 ECOMIC-RMQS : UNE INITIATIVE NATIONALE EcoMic-RMQS Prise en compte de la composante microbienne des sols (abondance et diversité) Techniques modernes de caractérisation moléculaire Quantité ADN sol Biomasse Moléculaire Microbienne ADN (métagénome microbien) Séquençage haut débit Indices de diversité Inventaires d espèces

BIOMASSE MOLÉCULAIRE MICROBIENNE Biomasse Moléculaire Microbienne ph ETP_year Temp_year Calcium CEC Clay Fine_Loam DNA yield Biomasse Calcareous Magnesium Temp_month ETP_month Coarse_Loam Potassium

13 BIOMASSE MOLÉCULAIRE MICROBIENNE Biomasse Moléculaire Microbienne ph ETP_year Temp_year Calcium CEC Clay Fine_Loam DNA yield Biomasse Calcareous Magnesium Temp_month ETP_month Coarse_Loam Potassium Phosphorus Fine Sand C/N Coarse Sand Nitrogen C org Rain_month Rain_year Eigenvalues Cartographie nationale de la biomasse microbienne moléculaire Paramètres du sol qui influencent : Texture > C, N, ph, C/N >>> climat Gde culture Prairies Forêts Vignes Influence du mode d usage des sols : Prairies > Forêts > Grandes Cultures >> Vignes et Vergers Dequiedt et al., 2011, Global Ecology and Biogeography

14 BIOMASSE MOLÉCULAIRE MICROBIENNE Biomasse Moléculaire Influence du mode d usage des sols Forêts Prairies Grandes Cultures Vignes & Vergers b, c c, d a, b d d d a, b a, b b b a, b a, b a Sylvicultures : mixer les essences forestières Gde culture : rotation Vignes / vergers = réflexions à mener (enherbement, )

15 DIVERSITÉ BACTÉRIENNE (RICHESSE) Structures spatiales à l échelle du territoire nationale Richesse bactérienne plus influencée par le mode d usage des sols

Forêts Bactéries Paramètres du sol qui influencent : ph > Texture

16 DIVERSITÉ BACTÉRIENNE (RICHESSE) DIVERSITE Richessse Influence du mode d usage des sols : Vignes/Vergers > Cultures > Prairies >> Forêts Bactéries Paramètres du sol qui influencent : ph > Texture > C, C/N Modèle écologique de la perturbation intermédiaire STRESS

et Diversité par pédo-climat Niveau Bas Niveau Moyen Selon chaque pédo-climat Niveau Haut

17 UN RÉFÉRENTIEL NATIONAL DE LA DIVERSITÉ MICROBIENNE Grand nombre de valeurs à l échelle nationale gamme de variations Modèles polynomiaux paramétriques Prédire les valeurs Biomasse et Diversité par pédo-climat Niveau Bas Niveau Moyen Selon chaque pédo-climat Niveau Haut Diagnostic de l état biologique : Assurance écologique, durabilité écosystème, évaluation des pratiques

18 FICHE DE DIAGNOSTIC DE L ETAT MICROBIOLOGIQUE (CASDAR AGRINNOV)

innovants, Industrialiser les analyses (haut-débit) réduction des coûts

19 PERSPECTIVES Diffuser et rendre accessible ce diagnostic au plus grand nombre (agriculteurs, inter-profession, ) Élaboration du conseil, systèmes innovants, Industrialiser les analyses (haut-débit) réduction des coûts Outils, expertise, Monde de la Recherche Monde Agricole Questionnements, données,

20 2 3 Novembre 2015 Centre de Congrès d Angers Merci de votre attention Intervenant(e) : Samuel Dequiedt Logo de l employeur

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