2–3 Novembre 2015 Centre de Congrès d`Angers
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2–3 Novembre 2015 Centre de Congrès d’Angers Intervenant(e) : Samuel DEQUIEDT ANR ECOMIC-RMQS (2006 – 2010) Vers un référentiel national de la diversité microbienne des sols Intervenant(e) : Samuel DEQUIEDT LA DIVERSITÉ MICROBIENNE DES SOLS Les microorganismes du sol sont abondants et avec une forte diversité !! 1 g sol 1 hectare Bactéries 1 million à 1 milliard d’individus Mille à 1 million d’espèces 2 500 kg C Mille à 1 million d’individus Mille à 100 milles espèces 3 500 kg C Champignons 5 – 6 UGB 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 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 DÉMONSTRATION CHEZ LES MICRO-ORGANISMES Sol Dilution de la diversité du sol = érosion de la diversité 1 10-3 Sol stérile 10-5 Diversité Microbienne D1 D2 D3 Incubation Diversité Microbienne Mesures de fonctions DÉMONSTRATION CHEZ LES MICRO-ORGANISMES Cycle de l’azote – Dénitrification (Philippot et al., INRA de Dijon) Minéralisation des MO du sol (Maron et al., INRA Dijon) D1 Quantité de CO2 émis (mg C-C02 / g de sol) 8 D2 6 D3 4 2 Denitrification activity (µg N/g de sol/h) 0,3 10 T29 0,2 0,1 0 0 0 10 20 30 40 Temps (jours) 50 60 D1 D2 D3 Erosion de la biodiversité du sol = réduction du recyclage des éléments Baisse de la fertilité du sol (eutrophisation, acidification, déstructuration,…) DÉMONSTRATION CHEZ LES MICRO-ORGANISMES 29 jours Productivité végétale (Maron et al., INRA Dijon) 43jours 63 jours Sol natif Nombre moyen de feuilles Sol stérile 80 70 60 50 40 30 20 10 0 163 Sol Natif Sol Stérile 326 391,2 554,2 619,4 Nombre de degrés jour Erosion de la biodiversité du sol = diminution de la productivité végétale 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,…) IMPACT DES PRATIQUES AGRICOLES 100 Abondance relative (%) 90 100 Abondance relative (%) 90 100 70 60 50 50 40 30 20 10 30 0 Bio 20 80 70 60 50 DVB Fumier OMR Témoin Firmicutes Unknown Bacteroidetes Verrucomicrobia Témoin Abondance relative des microorganismes identifiés selon les modalités étudiées. 40 30 20 0 Bio 1600 60 40 10 1800 70 Proteobacteria 10 Actinobacteria Acidobacteria 0 Gemmatimonadetes Bio DVB Nitrospira Fumier OMR Proteobacteria Firmicutes Actinobacteria Unknown Acidobacteria Bacteroidetes Gemmatimonadetes Verrucomicrobia Nitrospira 90 Abondance relative (%) 80 80 DVB Fumier OMR Témoin Nombre d’espèces champignons 1400 Résultats sur sites expérimentaux : Les pratiques agricoles impactent la diversité microbienne des sols 1200 1000 800 Labour Semis Direct Nécessité de se doter de référentiels d’interprétation pour assurer le diagnostic et évaluer l’impact des systèmes à la parcelle EcoMic-RMQS 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 • 2 200 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 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 Séquençage haut débit ADN (métagénome microbien) Indices de diversité Inventaires d’espèces BIOMASSE MOLÉCULAIRE MICROBIENNE Biomasse Moléculaire Microbienne Temp_year pH ETP_year Temp_month ETP_month Coarse_Loam Potassium Phosphorus Calcareous Calcium CEC Clay Fine Sand Magnesium Fine_Loam Coarse Sand DNA yield Biomasse C/N Nitrogen Eigenvalues Rain_month C org Rain_year Cartographie nationale de la biomasse microbienne moléculaire Paramètres du sol qui influencent : Texture > C, N, pH, C/N >>> climat Prairies Forêts Gde culture Influence du mode d’usage des sols : Vignes Prairies > Forêts > Grandes Cultures >> Vignes et Vergers Dequiedt et al., 2011, Global Ecology and Biogeography BIOMASSE MOLÉCULAIRE MICROBIENNE Influence du mode d’usage des sols Biomasse Moléculaire Grandes Cultures Prairies Forêts Vignes & Vergers d b, c c, d a, b 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,…) DIVERSITÉ BACTÉRIENNE (RICHESSE) Structures spatiales à l’échelle du territoire nationale Richesse bactérienne plus influencée par le mode d’usage des sols DIVERSITÉ BACTÉRIENNE (RICHESSE) Richessse Influence du mode d’usage des sols : Vignes/Vergers > Cultures > Prairies >> Forêts Paramètres du sol qui influencent : DIVERSITE Bactéries pH > Texture > C, C/N Modèle écologique de la perturbation intermédiaire STRESS 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 Niveau Haut Selon chaque pédo-climat Diagnostic de l’état biologique : Assurance écologique, durabilité écosystème, évaluation des pratiques FICHE DE DIAGNOSTIC DE L’ETAT MICROBIOLOGIQUE (CASDAR AGRINNOV) 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,… 2–3 Novembre 2015 Centre de Congrès d’Angers Merci de votre attention Intervenant(e) : Samuel Dequiedt Logo de l’employeur
