Thèse – Gradient spatial de fonctionnement et de stabilité écologique d’un sol en système agroforestier Méditerranéen

Thèse – Gradient spatial de fonctionnement et de stabilité écologique d’un sol en système agroforestier Méditerranéen

Informations

Esther GUILLOT
Le vendredi 07 décembre 2018 à 14h00
Montpellier SupAgro, 2 place Viala, 34060 Montpellier salle amphithéâtre 208
M. Philippe HINSINGER - UMR Eco&Sols (Directeur de these) Mme Claire CHENU - AgroParisTech centre de Grignon (Rapporteur) M. Michael DANGER - Laboratoire Interdisciplinaire des Environnements Continentaux UMR 7360 CNRS - Université de Lorraine (Rapporteur) Mme Aurélie METAY - INRA - UMR System (Examinateur) Mme Aurore KAISERMANN - Inra - UMR ISPA (1391) (Examinateur) Mme Isabelle BERTRAND - UMR Eco&Sols (Directeur de these)
Dans un contexte de transition agroécologique, les agro-écosystèmes promouvant davantage les régulations écologiques et permettant la fourniture de nombreux services écosystémiques devraient progressivement remplacer les systèmes artificialisés actuels. Les systèmes agroforestiers, reconnus pour leurs effets globalement bénéfiques sur divers services écosystémiques se développent désormais dans les paysages agricoles français et européens. A l'échelle parcellaire, un système agroforestier pourrait induire une hétérogénéité spatiale du fonctionnement biologique et de la stabilité écologique du sol. Cette thèse avait donc pour objectifs d'évaluer (1) l'existence d'un gradient de qualité du sol entre la ligne arborée et l'interligne cultivée d'un système agroforestier en conditions méditerranéennes, (2) l'activité des microorganismes décomposeurs de la matière organique du sol au sein d'une parcelle agroforestière et d'une parcelle agricole en conduite conventionnelle et (3) la stabilité écologique de ces communautés microbiennes du sol soumises à des stress climatiques. Le site expérimental de Restinclières (Hérault, France) a servi de cadre à l'ensemble de ces travaux. Dans le système agroforestier étudié, la qualité du sol est significativement améliorée jusqu'à 2 m de la ligne arborée et pour certains indicateurs, jusqu'à 4 m. En comparaison avec un système en conduite conventionnelle, la qualité biologique du sol est augmentée dans le système agroforestier dans son intégralité, et celle de l'interligne cultivée tend aussi à être améliorée. Les importantes entrées de matières organiques (litières aériennes et souterraines, ainsi que rhizodéposition) en système agroforestier expliquent une plus forte activité biologique du sol. L'augmentation de la biomasse microbienne sur la ligne arborée entraîne des activités enzymatiques impliquées dans les cycles de C, N et P plus importantes, en valeur absolue. Cependant, les litières sont décomposées à la même vitesse, indépendamment de la position dans la parcelle agroforestière, entraînant des efficiences enzymatiques associées à la décomposition des litières inférieures sur la ligne arborée, comparativement à l'interligne cultivée. Sur la ligne arborée les microorganismes ont de fortes demandes en énergie (C) relativement aux nutriments, alors que sur l'interligne cultivée, P semble être l'élément limitant. La stabilité écologique des microorganismes du sol exposés à un stress hydrique est similaire en conduite agroforestière et agricole conventionnelle. En conditions de stress hydrique et thermique combinés, les communautés microbiennes du sol de l'interligne cultivée et de la parcelle agricole sont plus résistantes et moins résilientes que celles du sol de la ligne arborée ou à proximité de celle-ci. Les microorganismes du sol modifient fortement leurs rapports stœchiométriques C/N/P face à ces perturbations climatiques, de manière réversible ou non. Ce travail a montré qu'un système agroforestier est un agro-écosystème induisant une forte hétérogénéité spatiale intra-parcellaire de fonctionnement biologique et de stabilité écologique des sols, à une échelle métrique.
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