Contribution au développement de bioindicateurs microbiens pour l'évaluation de l'impact de pratiques agricoles sur les sols

Le sol represente le support de la production agricole. A l’interface avec les autres compartiments de la biosphere, il remplit de nombreuses fonctions essentielles a la fourniture de services ecosystemiques necessaires au bien-etre de nos societes. C’est aussi une ressource non renouvelable dont les proprietes physicochimiques et biologiques ont ete alterees par le developpement de l’agriculture intensive. La prise de conscience actuelle de cet etat de fait a revele la necessite de definir de nouveaux modes de gestion adaptes a la preservation et a l’utilisation durable des sols. Elle a ainsi marque l’entree dans l’ere de l’agroecologie qui prone un modele de production optimisant notamment les services rendus par la biodiversite afin de reduire le recours aux intrants et a l’utilisation d’energie. Pour atteindre cet objectif, le developpement d’une gamme d’indicateurs permettant d’evaluer les pratiques/systemes agricoles en rendant compte de la qualite biologique du sol est donc indispensable. Cette these, dont l’objectif est de contribuer au developpement de bioindicateurs microbiens de la qualite du sol, s’inscrit dans ce contexte agroecologique. Le choix de travailler sur les communautes microbiennes se justifie pleinement dans cette problematique car elles sont (i) presentes avec une forte densite et diversite dans tous les environnements, (ii) fortement impliquees dans le fonctionnement biologique et les services rendus par le sol, et (iii) elles repondent de facon tres sensible aux changements des conditions environnementales en termes de modification de biomasse, de structure/diversite et d’activite. Elles offrent donc un potentiel important en termes de developpement de bioindicateurs. Ce travail a porte plus precisement sur l’evaluation de deux indicateurs complementaires : (i) la biomasse moleculaire microbienne et (ii) la diversite taxonomique microbienne. Dans une premiere partie nous avons eprouve la robustesse de ces deux indicateurs en evaluant les biais associes a chacune des etapes techniques des procedures mises en œuvre pour leur mesure. Nous avons ensuite utilise ces deux indicateurs dans differents contextes agronomiques pour evaluer leur pertinence. Un premier travail a ainsi consiste a suivre la rehabilitation du patrimoine microbien, par l’implantation d’une culture a vocation energetique, d’un sol pollue irrigue pendant une centaine d’annees par des eaux usees. Une seconde application a porte sur l’etude de l’impact de differentes pratiques agricoles sur les communautes microbiennes selon l’intensite du travail du sol (labour vs. travail reduit), la gestion des residus de culture (export vs. restitution), et le type de culture (annuelle vs. perenne). Les resultats montrent que la biomasse moleculaire microbienne et la diversite taxonomique obtenue par sequencage massif sont deux bioindicateurs robustes et sensibles pour decrire la qualite microbiologique des sols agricoles dans des contextes tres varies. Ces deux indicateurs permettent de mettre en evidence aussi bien des perturbations des sols que l’impact positif de pratiques innovantes. Ils peuvent donc representer des outils performants pour l’evaluation des systemes agricoles, aidant a une amelioration de leur mode de gestion et, a long terme, permettant une utilisation durable des ressources fournies par ces sols.