ECO-SERVE : Pérennité des services écosystémiques multiples dans les paysages agricoles

De par leur participation à de nombreux processus pédologiques différents, les communautés microbiennes jouent un rôle important dans les sols agricoles. Les microbes sont les moteurs de la transformation et de la libération des nutriments. Etant donné le changement climatique, une communauté microbienne diversifiée et donc capable de s’adapter va être nécessaire pour rétablir les processus microbiens et, partant, les fonctions du sol, afin de produire une alimentation et du fourrage en quantités suffisantes.

L’objectif général de la partie suisse d’ECO-SERVE est d’évaluer les différences dans la transformation et la dynamique de l’azote du sol et dans les communautés microbiennes sous-jacentes des deux systèmes agricoles - biologique et conventionnel -, en regard de la variabilité des précipitations causée par le changement climatique attendu.

Une méta-analyse a révélé que les sols exploités selon les principes de l’agriculture biologique montraient une activité et une abondance des communautés microbiennes supérieures à celles des sols exploités de manière conventionnelle. C’était particulièrement le cas pour l’activité protéasique, c’est-à-dire le processus consistant pour une exoenzyme à hydrolyser des composés organiques azotés. Une fertilisation organique et une part de prairies temporaires dans les rotations étaient la source de ces différences.

Nous avons montré que les sols exploités de manière biologique disposent d’une meilleure capacité à relâcher l’azote des engrais verts dans les cultures en conditions de sécheresse. Cela se traduit par une augmentation des récoltes.
En outre, nous avons observé qu’en conditions de sécheresse, les systèmes biologiques parviennent mieux à maintenir une communauté microbienne variée, avec des gènes fonctionnels codant pour des protéases, que les systèmes conventionnels.

Implications pour la recherche

Nous avons fourni un premier aperçu du potentiel des sols à fournir de l’azote, en intégrant des communautés microbiennes à différents scénarios de sécheresse. Etant donné l’intensification des pratiques écologiques et l’utilisation d’engrais organiques, il est nécessaire d’acquérir des connaissances plus approfondies sur la libération d’azote organique et l’alimentation des plantes en azote à l’échelle du champ. Cela permettra de développer des stratégies de nutrition des plantes afin de fournir efficacement de l’azote aux cultures, tout en réduisant les pertes.

Implications pour la pratique

Nos résultats suggèrent que les pratiques culturales biologiques contribuent à augmenter les stocks de carbone et d’azote du sol, de même que l’activité et l’abondance microbiennes. De plus, nous avons montré que les systèmes biologiques conservent une meilleure diversité microbienne en situation de sécheresse, ce qui entraîne une libération accrue d’azote par les engrais verts et un approvisionnement supérieur en azote, pour une meilleure croissance des récoltes. Les stratégies de fertilisation biologiques se présentent donc comme une option prometteuse pour faire face au stress hydrique, puisqu’elles rendent les systèmes culturaux plus résistants.

Sustainable Provisioning of Multiple Ecosystem Services in Agricultural Landscapes (ECO-SERVE)