(Agrinnov) : L. Gontier (IFV)

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
Macrofaune
Mésofaune
Bactéries
100 m
2 mm
20 mm
Champignons
Protozoaires
Tardigrades
Nématodes
Acariens
Collemboles
Diploures
Symphyles
c
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
m
32
Végétaux
Mégafaune
Vertébrés
64 128 256 512 1024
mm
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
Physico-chimie
Texture, Corg, Ntot, pH,
cations échangeables
Test bêche
Fonctions ciblées
Habitat, statut trophique,
Toxicité du milieu
Structure du sol
Porosité
État de surface
(circulation de l’eau, aération…)
Référentiels
DoneSol-RMQS
(INRA Infosol)
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 mode
d’assemblage, des fissurations...
Observation du volume de sol (0-40 cm si possible) et de
sa tenue, sur la bèche puis sur la bâche
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
Seuil d’alerte
Optimum
Fertilité biologique du sol
Indicateurs agronomiques et biologiques
Seuil d’alerte
Parcelle analysée
Li er bag
8
4
Abondance lombric
Anécique
Diversité bactérienne
2
0
Diversité champignons
Indice structure nématodes
Diversité champignons
Indice d’enrichissement
nématodes
Diversité nématodes
Patrimoine /
Assurance
cri que
à améliorer
10
6
Diversité bactérienne
Diversité lombrics
Parcelle analysée
Test bèche
Abondance lombric
Endogée
Biomasse
microbienne
Optimum
Patrimoine /
Assurance
non cri que
à surveiller
Abondance nématodes libres
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
Abondance nématodes libres
Fertilité
biologique
faible
Ra o champignons / bactéries
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
Réseau stagiaires sans extérieurs
15
3 11
15
13
123 Viticulture
248 exploitants
24 extérieurs vitis + 20 GC
Formation grande culture
15
15
10
16
12 13
11
20
10
20
+
10
12
21
6
Formation viticulture
12
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 3
ZONE 2
Du terrain aux données
Indicateurs terrain
(nbre lombrics, test bêche)
Spécimen lombrics
Sols
Litterbags
INFOSOL
Préparation sol
+ conservatoire
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
Analyse du retour réseau
100
% nombre stagiaires
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
GC
Vitis
Opérationnalité
100
100
80
80
60
40
20
0
60
≈
40
20
0
Exemple de rendu opérationnel
CASDAR
Analyse descriptive
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
- 100 %
Diagnostic Biomasse Moléculaire Microbienne
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
Parcelle P009
Référence de l’analyse
Prénom
coordonnées GPS
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 …