Projet ANR-11-AGRO-0004 – SOFIA : Agrosystèmes et biodiversité fonctionnelle des Sols
Programme : Viabilité et adaptation des écosystèmes productifs, territoires et ressources face aux changements globaux (Agrobiosphere)
Année de financement : 2011
Coordinateur du projet : Madame Sylvie RECOUS (INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE - CENTRE DE RECHERCHE DE VERSAILLES GRIGNON)
Partenaires : Agro Transfert Ressources et Territoires; Écosystèmes, Biodiversité, Évolution; Unité Agroécologie; Agroressources et Impacts Environnementaux; Unité Agronomie; Fractionnement des Agroressources et Environnement; Institut national de la recherche agronomique; Institut national de la recherche agronomique; Étude et Compréhension de la Biodiversité
Montant : 589255.0 euros
Date de début : 2012
Durée : 48 mois
Résumé : Agrosystèmes, pratiques culturales et biodiversité fonctionnelle des solsLe projet SOFIA se situe dans le contexte des enjeux environnementaux des agrosystèmes cultivés. Il traite de l’impact de pratiques agricoles sur la diversité taxonomique et fonctionnelle des communautés vivantes du sol, et les effets sur des fonctions remplies par ces sols.
Etudier l'effet de pratiques culturales sur la diversité fonctionnelle des solsLe projet SOFIA traite de l’impact de pratiques agricoles sur la diversité taxonomique et fonctionnelle des communautés vivantes du sol, et les effets sur des fonctions remplies par ces sols (émissions de gaz à effet de serre, stockage du carbone, disponibilité des nutriments, biodiversité). Les traitements permettent de moduler la quantité, la nature chimique, la localisation des ressources trophiques pour les organismes du sol. Le projet consiste à suivre la différenciation des systèmes sous l'influence de ces pratiques et à étudier certains facteurs spécifiques. Les données produites sont utilisées pour tester et améliorer des indicateurs biotiques et abiotiques du fonctionnement du sol afin de mieux orienter leurs pratiques culturales notamment dans le contexte des transitions créées par l’évolution des pratiques culturales .Ce projet contribuera aussi à l’amélioration des indicateurs nécessaires à l’évaluation de l’impact environnemental des pratiques culturales
Une approche multidisciplinaire pour comprendre le fonctionnement du solLe projet s’appuie sur un site de l’Observatoire en Environnement (SOERE) « Agroécosystèmes, Cycles Biogéochimiques et Biodiversité » situé à Estrées-Mons dans la Somme. Cet essai offre une série de traitements expérimentaux faisant varier la rotation culturale, les intrants minéraux (fertilisation azotée) et le travail du sol. Le projet consiste d’une part à suivre au cours de 4 années, la différenciation des systèmes induits par la différenciation de ces pratiques du point de vue des variables agronomiques, physiques et chimiques pour le sol. D’autre part, le projet s’attèle à la caractérisation de la diversité taxonomique et fonctionnelle ainsi qu’à la dynamique des communautés lombriciennes, de macro-invertébrés, de la microfaune et des communautés bactériennes et fongiques. Enfin certaines fonctions du sol sont quantifiées (dégradation, minéralisation, émissions de CO2 et N2O). Les données produites sont utilisées pour tester et améliorer des indicateurs biotiques et abiotiques .
Résumé de la soumission : Le projet « Agrosystèmes et biodiversité fonctionnelle des Sols » (SOFIA) se situe dans les enjeux environnementaux liés à la gestion des agrosystèmes cultivés, en matière de changement climatique et de préservation de la biodiversité. Il traite en particulier de l’impact de pratiques agricoles sur la diversité taxonomique et fonctionnelle des communautés vivantes du sol, et les effets sur des fonctions remplies par ces sols, notamment du point de vue de la régulation (émissions de gaz à effet de serre, stockage du carbone), de l’approvisionnement (disponibilité des nutriments pour la production agricole) et du maintien de la biodiversité (faune et flore du sol). Ce projet réunit 8 partenaires du monde académique (Universités, INRA) et un partenaire privé (AgroTransfert). Le projet s’appuie sur un site de l’Observatoire en Environnement « Agroécosystèmes, Cycles Biogéochimiques et Biodiversité » situé à Estrées-Mons dans la Somme géré par l’INRA. Cet essai offre une série de traitements expérimentaux faisant varier la rotation culturale (rotation de cultures annuelles et culture pérenne à vocation énergétique), les intrants minéraux (N) et le travail du sol. Ces traitements permettent de moduler la quantité, la nature chimique, la localisation des ressources trophiques pour les organismes du sol, ainsi que les habitats physiques de ces organismes. Le projet consiste d’une part à suivre au cours de 4 années, la différenciation des systèmes induits par la différenciation de ces pratiques du point de vue des variables agronomiques (production de biomasse végétale), physiques et chimiques pour le sol. D’autre part, à la vue de l’importance des services écosystémiques soutenus les organismes édaphiques, le projet s’attèlera à caractérisation la diversité taxonomique et fonctionnelle ainsi qu’à la dynamique des communautés lombriciennes, de macro-invertébrés, de la microfaune et des communautés bactériennes et fongiques. Enfin certaines fonctions du sol, assurées par ces organismes seront quantifiées : minéralisation du carbone et de l’azote, dégradation des résidus végétaux, émissions de N2O notamment.Les expérimentations seront réalisées au champ mais aussi au laboratoire et les données produites seront utilisés pour tester et améliorer des indicateurs biotiques et abiotiques du fonctionnement du sol, appropriables à terme par des agriculteurs pour mieux orienter leurs pratiques culturales notamment dans le contexte des transitions créées par l’évolution des pratiques culturales (introduction de cultures à vocation énergétique, abandon du labour, réduction des intrants, etc.). Ce projet contribuera aussi à l’amélioration des indicateurs nécessaires à l’évaluation de l’impact environnemental des pratiques culturales
Résultats : Les mesures obtenues au cours des quatre années de l'expérimentation (2010 à 2014) ont montré un début de différenciation des traitements expérimentaux à partir de 2013, avec notamment un accroissement de la teneur en matière organique et des activités microbiennes et enzymatiques dans les traitements avec travail du sol superficiel. Le traitement ayant reçu 50% de la fertilisation azotée maximale, a subit une diminution de 10% de la production de biomasse. Une thèse portant sur la relation entre qualité des résidus de récolte, et évolution fonctionnelle des communautés du sol a démarré en 2012 . Deux post doctorants travaillant sur les relations entre communautés fonctionnelles et sur les indicateurs possibles des services écosystémiques , viennent de démarrer leur travail à l'automne 2014, pour analyser l'ensemble des évolutions observées depuis le début de la différenciation, sur les communautés, les caractéristiques physiques et chimiques des sols, et les flux.
Perspectives : L'acquisition des connaissances n'a pas été linéaire au cours de ce projet et donc les mesures des années 2013  et 2014 (+3 et +4 ans après le changement des pratiques ) sont cruciales et en cours d'interprétations. Il est prématuré d'envisager les impacts de cette étude, mais les données permettront une vision assez précise et systémique des effets de pratiques de gestion de la fertilité (au sens large: résidus de récolte, travail du sol, fertilisation) sur la biodiversité fonctionnelle de sols agricoles. La thèse financée par le projet est actuellement en train d'explorer certaines hypothèses mécanistes sur les relations entre facteurs et diversité fonctionnelle et apportera aussi des réponses précises à ce sujet.
Publications et brevets : Le projet a accueilli plusieurs stagiaires (niveau BTS et Master) et une doctorante (en cours). Plusieurs posters ont été produits lors du séminaire du Réseau Matières Organiques (janvier 2013) et du séminaire SOERE ACBB à Biarritz (septembre 2013), Les résultats font aussi l'objet de plusieurs communications présentées dans le cadre du congrès «soil biodiversity« de Dijon en Décembre 2014. Les publications sont en cours de rédaction (2015)
Une publication en anglais à vocation de transfert a été réalisée sur le projet SOFIA et publiée dans la revue: International Innovation, (septembre 2013)
http://www.research-europe.com/index.php/digital_magazine/