Gaz hilarant : Influences de l’exploitation du sol sur les micro-organismes du sol qui émettent et décomposent le gaz hilarant

Les micro-organismes du sol peuvent produire et décomposer le gaz hilarant qui exerce une influence décisive sur le climat. Des essais de terrain couvrant les stratégies d’exploitation du sol, ont servi de base d’investigation: l’essai de terrain à long terme de Frick avec un travail du sol réduit, l’essai à long terme DOK intégrant différents systèmes d’exploitation du sol et un nouvel essai portant sur l’utilisation de charbon végétal. Sur le terrain comme en laboratoire, les émissions de gaz hilarant et les communautés de micro-organismes fonctionnelles ont été quantifiées après l’apport d’engrais.

Le projet visait à fournir des connaissances de base sur l’impact des méthodes d’exploitation du sol et sur la structure et la fonction des communautés de micro-organismes. Le but de ce projet consistait à déterminer l’influence des stratégies d’exploitation du sol sur les émissions de gaz hilarant, évaluer l’influence des stratégies d’exploitation du sol sur les communautés de micro-organismes fonctionnelles lors de l’émission et de la décomposition de gaz hilarant, et constater dans quelle mesure les analyses de gènes fonctionnelles peuvent expliquer les émissions de gaz hilarant.

Parmi les trois formes d’exploitation étudiées (labour, systèmes d’exploitation, charbon végétal), le charbon végétal semble être celle qui réduit le plus fortement les émissions de gaz hilarants. La réduction du gaz hilarant (N2O) en azote (N2) constitue un processus de transformation important dans tous les sols étudiés qui est particulièrement marqué dans les sols enrichis en charbon végétal.

Maintenir le pH des surfaces cultivées constamment au-dessus de 6 contribue à maintenir la fonctionnalité des bactéries consommant le gaz hilarant et soutient ainsi une exploitation des sols favorable au climat. Les sols présentant une teneur élevée en carbone organique tendent à libérer plus de gaz hilarant. Afin de préserver le climat, il est par conséquent crucial d’adapter les stratégies d’amendement en tenant compte du calendrier et des produits et quantités utilisés.

L’expression de gènes fonctionnels pourrait servir d’indicateur général de la nitrification/dénitrification mais ce paramètre a uniquement varié lors de l’utilisation de charbon végétal. Ceci est vraisemblablement dû à des variations spatiotemporelles sur le terrain.

Connaître la structure et la fonction des communautés de micro-organismes permet d’exploiter les sols plus durablement et d’utiliser les engrais de manière plus ciblée.

Le projet fournit des informations de fond sur les variations des flux de gaz hilarant observées sur le terrain et sur la manière dont l’exploitation agricole influe sur les différences observées.

L’essai sur le terrain DOK est l’un des rares essais à long terme au monde à fournir un bilan exhaustif des flux de gaz hilarant effectué sur le terrain. Le projet va renforcer sa réputation scientifique. En combinant des méthodes scientifiques établies et les techniques les plus modernes de biologie moléculaire, le projet rend la recherche suisse sur l’écologie du sol plus compétitive.

Le projet se fonde sur le "Plan directeur de recherche Environnement pour les années 2013-2016" de l’Office fédéral de l'environnement qui a identifié des lacunes scientifiques quant à la biodiversité des sols et aux fonctions qu’elle exerce.

Le projet fournit des informations détaillées sur les facteurs déterminant les émissions de gaz hilarant issues du sol et le rôle des micro-organismes. Il démontre l’influence exercée dans ce contexte par les différents systèmes d’exploitation. Ce projet et les travaux actuellement en cours dans le monde fournissent les données nécessaires afin d’évaluer l’utilisation du charbon végétal en tant qu’alternative d’exploitation agricole en climat tempéré.

Les résultats obtenus permettront de déterminer les principales causes des émissions de gaz hilarant en provenance du sol et d’atteindre ainsi l’un des objectifs de la Stratégie contre les émissions de gaz à effet de serre dans l’agriculture. Le projet soutient de plus la mise en œuvre de la stratégie de l’Office federal d‘agriculture dans le domaine de la "Protection et du travail du sol" en comblant les lacunes existant sur le travail du sol sans labour. Il est aussi en lien avec la "Stratégie thématique pour la protection du sol" de la Commission européenne qui traite explicitement des méthodes de travail du sol conservatoires destinées à réduire les émissions de gaz à effet de serre et à empêcher l’érosion.

Structure and function of N2O producing and reducing microbial communities as influenced by soil management