Programme CASDAR IP (2012-2015) AgrInnov Laure Gontier INSTITUT FRANÇAIS DE LA VIGNE ET DU VIN Pôle Sud-Ouest, V innopôle, BP 22, 81310 Lisle sur Tarn - France L Ranjard (coordinateur scientifique) UMR Agroécologie - centre INRA Dijon E Vérame (chef de file) Observatoire Français des Sols Vivants
Objectifs du programme Monde Agricole AgrInnov Monde de la recherche Mettre en place des outils opérationnels de type bioindicateurs pour équiper les agriculteurs afin qu ils puissent évaluer l impact de leurs pratiques sur la biologie de leur sol (durabilité de leurs productions). Initier un pilotage des systèmes de productions qui intègre les analyses biologiques des sols Former les agriculteurs
Initier un pilotage des systèmes de productions qui intègre les analyses biologiques des sols Jusqu à présent : systématiquement - pilotage basé sur des analyses chimiques des sols : reliquats azotés, teneur en P et K, teneur en carbone régulièrement - pilotage basé sur des analyses physiques des sols : tassement, état de surface, profil cultural Rendements et qualité des productions Initier un pilotage complémentaire basé sur l analyse biologique des sols Qualité et la durabilité des productions Qualité environnementale
Equipe projet Organisme chef de file : Observatoire Français des Sols Vivants, Elizabeth Vérame Chef de projet : L Ranjard, INRA Dijon Partenaires : - Groupe ESA d Angers : M Cannavacciulo, N cassagne, C Lemarié (Unité de recherche LEVA) - Université de Rennes I : D Cluzeau, D Cilly (UMR CNRS EcoBio) - Observatoire Français des Sols Vivants : E Vérame - Chambre d Agriculture 49 : P Mulliez, V Riou - INRA, UB, AgroSup Dijon : UMR Agroécologie (L Ranjard, N Chemidlin, S Dequiedt, PA Maron) - INRA Orléans : Unité INFOSOL (C Jolivet, L Boulonne) -ISARA Lyon : JF Vian, J Peigné - IFV (Institut Français de la Vigne et du Vin) : L Gontier -ITAB : L Fourrie -ELISOL environnement : C Villenave, H Cérémonie - Compétences agrégées en biologie / écologie des sols (faune et microbiologie), agronomie, pédologie, formation, statistiques et en systèmes d information - impliqués dans la valorisation des indicateurs biologiques et agronomiques, transfert opérationnel, mise en place de référentiel et de structures dédiées à ce transfert
Inventaire des indicateurs existants et présélection
Critères de choix indicateurs biologiques Vision des chercheurs -intérêts biologiques, écologiques, agronomiques - robuste, sensible et validé techniquement - référentiels d interprétation Vision des agri/viticulteurs -répondent à des attentes concrètes - pas trop lourd à mettre en œuvre - facilement interprétable - pas trop cher - Quantifier les services rendus aux exploitants agricoles - Structures analytiques opérationnelles dans le cadre du projet (terrain et labos) - Potentialité d une filière économique (labos privés, après le projet)
Indicateurs biologiques Microorganismes Microfaune Mésofaune Macrofaune Bactéries Champignons Protozoaires c Tardigrades Nématodes Acariens Collemboles Diploures Symphyles Enchytréides Isoptères / Fourmis Diptères Isopodes Myriapodes Aranéides Coléoptères Mollusques Oligochètes 1 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1024 1 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1024 m 100 m 2 mm 20 mm mm Végétaux Mégafaune Vertébrés Organismes importants à différents niveaux de la chaîne trophique du sol Organismes impliqués dans des services écosystémiques Existence de référentiels d interprétation
Indicateurs agronomiques Indicateurs Fonctions ciblées Référentiels Physico-chimie Texture, Corg, Ntot, ph, cations échangeables Habitat, statut trophique, Toxicité du milieu DoneSol-RMQS (INRA Infosol) Test bêche Structure du sol Porosité État de surface (circulation de l eau, aération ) BdD AgriSol Litterbags Dynamique, minéralisation de la MO BdD AgriSol
Indicateurs de terrain : Le test bêche: structure du sol Creuser une petite tranchée pour prélever un bloc de sol Observation du volume de sol (0-40 cm si possible) et de sa tenue, sur la bèche puis sur la bâche Observation du mode d assemblage, des fissurations... Observation de la proportion de terre fine, des différentes classes de mottes, des cailloux
Indicateurs de terrain : Litterbags AgrInnov 11
Indicateurs de terrain : Litterbags Enfoncer une bêche à 10 cm de profondeur Soulever la motte de terre et déposer à plat un sac Mesure de la perte en masse au bout de 120 jours Reposer la motte par-dessus et colmater les bords et positionner un jalon
Tableau de Bord Il est constitué d indicateurs élémentaires qui servent à élaborer des indicateurs de synthèse. Indicateurs élémentaires Test bêche Litterbags Abondance/diversité microbienne Abondance diversité nématodes Abondance diversité lombrics Physico-chimie Interprétation : Le plus, le mieux (l essence dans le moteur) Le moins, le mieux (particules dans les gaz d échappement) Optimum (température du moteur) Indicateurs de synthèse AgrInnov 13
Tableau de bord Indicateurs de synthèse Patrimoine Biologique Assurance Ecologique Abondance, diversité et équilibre biologique des organismes vivants du sol Fertilité biologique du sol Indicateurs agronomiques et biologiques Seuil d alerte Optimum Parcelle analysée Seuil d alerte Optimum Parcelle analysée Diversité lombrics Biomasse microbienne Diversité bactérienne Abondance lombric Endogée Abondance lombric Anécique Test bèche 10 8 6 4 2 0 Li er bag Diversité bactérienne Indice structure nématodes Diversité champignons Indice d enrichissement nématodes Diversité champignons Diversité nématodes Abondance nématodes libres Abondance nématodes libres Ra o champignons / bactéries Patrimoine / Assurance cri que à améliorer Patrimoine / Assurance non cri que à surveiller Bon état du Patrimoine / Assurance Un mauvais indicateur de Patrimoine/Assurance écologique peut être du : - mauvais état structural du sol et/ou - faibles ressources nutritives (quantité et qualité de matière organique) et/ou - pollution significative du sol (organique ou métallique) Une mauvaise assurance écologique peut entraîner une mauvaise résistance et capacité de réhabilitation du fonctionnement biologique du sol et donc une faible durabilité des pratiques Fertilité biologique faible Fertilité biologique moyenne Bonne fertilité biologique Une fertilité biologique faible peut entraîner une mauvaise dégradation de la matière organique du sol ou de celle apportée sous forme de résidus ou d amendements
Tableau de bord Indicateurs de synthèse Etat sanitaire du sol Abondance et diversité des nématodes et microorganismes pathogènes Seuil d alerte Optimum Parcelle analysée Un mauvais état sanitaire du sol peut entraîner la présence de foyers de maladies
- Evaluation des indicateurs biologiques sur le réseau d exploitations agricole - Evaluation agronomique de fonctions clés du sol amélioration de l utilisation du référentiel biologique indicateurs agronomiques - Formation -Restitution et transfert.
Réseau d Agriculteurs 125 Gde culture + 123 Viticulture Réseau stagiaires sans extérieurs 248 exploitants 24 extérieurs vitis + 20 GC 15 20 15 15 Formation grande culture 10 3 11 15 13 20 10 12 16 12 13 11 12 10 21 6 Formation viticulture AgrInnov 17
Focus sur le réseau viticole Réseau national Réseau local Côtes de Gascogne - Madiran
Formation AgrInnov Matin : formation théorique (en salle) - présentation des objectifs - formation théorique sur les indicateurs biologiques agronomiques - début de présentation du guide d échantillonnage Après midi : formation pratique sur site (parcelle agricole) de la stratégie d échantillonnage des indicateurs 2-4 semaines qui suivent : échantillonnage par les exploitants eux-mêmes sur leur parcelle Deux-trois mois qui suivent : analyses au laboratoire des indicateurs Entre trois et six mois après la formation : rendu opérationnel aux exploitants
Le réseau de formation Agrinnov ZONE 4 ZONE 1 ZONE 2 ZONE 3
Indicateurs terrain (nbre lombrics, test bêche) Du terrain aux données INFOSOL Préparation sol + conservatoire Sols Litterbags Spécimen lombrics GenoSol Caractérisation microbiologique Conservatoire LAS Physico-chimie Enquête pratiques agricoles Base de données OFSV AgrInnov 23 Analyses
Résultats réseau après formation Sur 248 stagiaires formés, nombre de sols échantillonnés : 240 soit 97% 100 % pour les GC (123/123) et 94% pour les Vitis (117/125). 80 % vitis Nombre d enquêtes : 200 soit 81 % de retour 80 % GC 88% vitis Indicateurs test bêche : 228 soit 92 % 96% GC 70% vitis Indicateurs litterbags : 193 soit 78 % 85% GC
94 % vitis Indicateurs microbiens : 240 soit 97 % de retour 100 % GC 90 % vitis Indicateurs Lombrics : 218 soit 88 % 86 % GC 94 % vitis Indicateurs Nématodes : 240 soit 97 % 100 % GC
% nombre stagiaires 100 Analyse du retour réseau 90 80 Vitis 70 60 50 40 30 20 10 0 GC Opérationnalité 100 80 60 40 20 0 100 80 60 40 20 0
Analyse descriptive Exemple de rendu opérationnel CASDAR Curseur abondance, indice de diversité (microbes, lombrics, nématodes) Selon chaque pédo-climat Niveau Bas Niveau Moyen Niveau Haut Diagnostique état biologique Evaluation des pratiques (par rapport au référentiel, entre elles sur un groupe ou réseau d exploitants) Confrontation indicateurs biologiques indicateurs agronomiques Assurance Ecologique, Durabilité des pratiques
Exemple Rendu de résultats pour un groupe Collectif: chaque agriculteur peut se positionner par rapport à son groupe Diagnostic Biomasse Moléculaire Microbienne - 100 % Côtes de Gascogne - Madiran + 200 % référence P176 P178 P179 P183 P510 P511 P512 P513 P514 P515 P516 P517 Individuel: physico-chimie, bêche, litterbags, µbio, nématodes, lombriciens
Rendu individuel - Des fiches par indicateur et pour chaque parcelle Nom : Nault Prénom Parcelle P009 coor données GPS Référence de l analyse Date de prélèvement Analyse microbiologique du sol Les microorganismes (bactéries et champignons) sont les organismes les plus abondants et diversifiés du sol. Ils sont impliqués dans toutes ses fonctions clés. L'analyse du patrimoine microbiologique du sol renseigne sur son état biologique et sur ses potentialités fonctionnelles directement liés à la qualité et durabilité des systèmes de productions (agricoles et autres). Biomasse moléculaire microbienne Intérêts : La biomasse microbienne correspond à l abondance totale des microorganismes du sol. Elle est mesurée par la quantité d ADN microbien extrait de votre échantillon de sol. C est un indicateur d impact de l usage de votre sol. Interprétation : Selon un référentiel national qui permet de prédire la gamme de variation normale de la biomasse microbienne de votre sol et de la comparer à la valeur mesurée. Valeur de référence (30,5 mg ADN/ g sol) - + ++ Votre échantillon (26,2 mg ADN/ g sol) Diagnostic : La biomasse microbienne de votre sol est légèrement inférieure avec un écart à la valeur de référence de -?? %. Votre usage du sol affecte l abondance de microorganismes ce qui indique une altération des habitats microbiens (état structural du sol et porosité), et/ou des ressources nutritives du sol (statut organique). Ce résultat peut aussi traduire une contamination historique ou actuelle pouvant affecter l abondance des microorganismes (métaux lourds, pesticides ). Rapport abondance champignons/ bactéries Intérêts : Le rapport entre le nombre de champignons et de bactéries permet de détecter un éventuel déséquilibre microbien qui peut avoir des répercussions négatives sur le fonctionnement biologique de votre sol (ex : minéralisation de la matière organique ). Le nombre de bactéries et de champignons est obtenu par une technique de biologie moléculaire (PCR quantitative) appliquée sur l ADN extrait de votre sol. Interprétation : Ce rapport présente un optimum entre 1% et 5%. - 1% + 5% - Votre échantillon (0,97%) Diagnostic : Votre sol présente un déséquilibre microbien avec une dominance de bactéries. Ceci indique un usage du sol affectant le nombre de champignons (travail du sol intensif, application d antifongique ). Ce déséquilibre peut aussi traduire un déséquilibre du statut organique du sol avec un excès de matière organique trop facilement dégradable (et donc stimulant les bactéries) menant à une fertilité biologique active mais peu pérenne (flush de minéralisation). - Une fiche pour l estimation des indicateurs de synthèse - Patrimoine biologique / Assurance Ecologique - Fertilité biologique du sol - Etat sanitaire AgrInnov 29
AgrInnov et maintenant, Analyse des données à l échelle nationale - évaluation de l impact des pratiques agricoles - identification des pratiques innovantes Communication des résultats - presse agricole - articles scientifiques et congrès nationaux et internationaux - colloque JIAG 2-3 Novembre 2015, Palais des congrès Angers
AgrInnov et après? Mise en place de Formation de formateurs agents des chambres techniciens / conseillers de coopératives Mise en place de Formations d agriculteurs Déploiement en prestation du Tableau de bord analytique sur la biologie des sols Mise en place d un réseau de veille à l innovation agricole - consolidation du réseau d agriculteurs dans toutes les régions concernées (via FEADER)
Communication, Restitution et Rendu Colloque de fin de programme : Journée Innovation Agricole (JIAG) 2-3 Novembre 2015, Palais des congrès Angers
Merci de votre attention