M. Bernoux; C. Chenu; E. Blanchart; T. Eglin; A. Bispo; M. Bardy; D. King Le programme GESSOL 2 : Impact des pratiques agricoles sur les matières organiques et les fonctions des sols Article de journal Dans: Étude et Gestion des Sols, 18 (3), p. 137-145, 2011. @article{a_Bernoux2011,Il est admis de manière univoque que le caractère non renouvelable du patrimoine sol, à l’échelle des générations humaines, impose de préserver les sols et les services écosystémiques qu’ils rendent, tels que la production alimentaire et de biomasse. En 1998, le ministère en charge de l’environnement a mis en place le programme GESSOL (fonction environnementales des sol – GEStion du patrimoine SOL). En France, GESSOL est le premier et le seul programme de recherche spécifiquement consacré aux sols et à leurs fonctions dans leur ensemble. Le deuxième appel à propositions de recherche, lancé en 2003, connu sous l’abrégé GESSOL-2, portait sur l’«impact des pratiques agricoles sur les sols et les transferts d’eau et de polluants vers les hydrosystèmes ». Les matières organiques du sol (MOS) se sont imposées comme le principal thème fédérateur des projets qui ont concerné, en particulier, l’axe de recherche sur « l’influence des pratiques agricoles sur la qualité des sols et les modalité d’une gestion durable ». Le programme GESSOL a ainsi financé 6 projets en lien avec les MOS : ces projets concernent les services dits de « régulation » : régulation des risques, régulation des maladies, régulation de l’érosion et régulation du climat. Dans ce numéro thématique d’Etude et Gestion des Sols, ces projets font l’objet d’articles détaillés qui en présentent les principaux résultats. La suite du programme GESSOL, initiée en 2008, ambitionne de replacer ce type de résultats dans la sphère humaine et sociale pour mieux mettre en valeur les nombreux services rendus par les sols grâce à la diversité de leurs fonctions. Mots clés : Matière organique des sols, service écosystémique, programme de recherche, France, gestion des sols. |
E. Attard; X. Le Roux; F. Laurent; A. Chabbi; B. Nicolardot; S. Recous Impacts de changements d’occupation et de gestion des sols sur la dynamique des matières organiques, les communautés microbiennes et les flux de carbone et d’azote Article de journal Dans: Étude et Gestion des Sols, 18 (3), p. 147-159, 2011. @article{b_Attard2011,Les modes d’occupation des sols et de gestion des terres ont des effets important sur la nature des restitutions organiques et, par es techniques culturales qui en découlent, sur un certain nombre de facteurs qui affectent les cycles biogéochimiques et les communautés microbiennes du sol ; Dans ce contexte, le projet COSMOS-flux (programme GESSOL2), avait pour objectif d’étudier deux premiers cas d’évolution de la gestion des sols : la conversion labour-non labour (étudiée sur le site Arvalis de Bogneville, Essonne, sur des parcelles en semis directs depuis 14 ans) et la conversion prairie-rotation de culture annuelles étudiée sur le site INRA de l’ORE de Lusignan (Vienne), dans le cadre de la problématiques d’introduction de prairies temporaires dans les rotations. Les évolutions constatées pendant 18 à 36 mois après l’application des changements ont été suivies à la fois sur les compartiments organiques des couches superficielles du sol (0-20 à 0-30 cm pour Boigneville et Lusignan, respectivement), sur les biotransformations de l’azote (minéralisation, organisation, nitrification) et sur les communautés microbiennes impliquées dans la nitrification (nitratants) et la dénitrification en termes d’activité, d’effectif et de diversité. Les résultats obtenus ont tout d’abord confirmé des situations initiales bien contrastées du point de vue des compartiments organiques et des activités microbiennes et flux d’azote entre sol sous prairies âgée de 5 ans et sol en rotation de cultures annuelles d’une part, sol en semis direct et sol labouré d’autre part. Ces contrastes sont dus à l’accumulation significative de matière organique de surface. Les seconds cas concernent la conversion réciproque, pour lesquels nous avons observé que le travail du sol appliqué sur les parcelles en semi direct (Boigneville) ou pour détruire la prairie (Lusignan) constitue une perturbation très forte ; celle-ci conduit à l’évolution très rapide des caractéristiques des compartiments organiques et activité microbiennes vers celles observées dans les sols annuellement labourés ou en rotation de cultures annuelles. Par contre, les changements de pratiques inverses (passage du labour au non labour ou implantation d’une prairie) ne conduisent pas ou peu à l’évolution des caractéristiques du sol à l’échelle de 2 à 3 ans. Les résultats obtenus permettent aussi e discuter la hiérarchie des facteurs expliquant la réponse de la nitrification et de la dénitrification. La diversité des communautés microbiennes semble mal expliquer les niveaux d’activité. Les effectifs expliquent bien les changements de niveaux de nitrification, mais pas ceux de dénitrification. Enfin, le carbone organique est la variable environnementale qui joue le rôle de facteur-clé pour les réponses observées sur la dénitrification. Mots clés : Minéralisation de l’azote, carbone organique du sol, communauté microbienne, dénitrification, labour, semis direct, occupation des sols, nitrification, prairies. |
C. Chenu; S. Abiven; M. Annabi; S. Barray; M. Bertrand; F. Bureau; D. Cosentino; F. Darboux; O. Duval; L. Fourrié; C. Francou; S. Houot; C. Jolivet; K. Laval; Y. Le Bissonnais; L. Lemée; S. Menasseri; J-P. Pétraud; B. Verbèque Mise au point d'outils de prévision de l’évolution de la stabilité de la structure de sols sous léffet de la gestion organique des sols Article de journal Dans: Étude et Gestion des Sols, 18 (3), p. 161-174, 2011. @article{c_Chenu2011,La stabilité structurale est une propriété physique des sols importante, indicatrice de leur sensibilité à la battance et à ‘érosion. Les sols limoneux, qui couvrent des surfaces importantes en Frances et dans le Nord de l’Europe ont, du fait de leur texture et de leur faible teneur en matières organiques, une stabilité structurale faible. Dans un contexte où l’on se préoccupe de la diminution de la teneur en matière organique des sols, où se développe l’apport de produits résiduaires organiques au sol et où se diversifient les pratiques culturales et les systèmes de culture, il apparaît nécessaire de développer des outils de prédiction de la stabilité structurale en fonction de la quantité et de la qualité des matières organiques. Nous avons développé une relation statistique qui relie la stabilité structurale à la constitution des sols, en particulier à leur teneur en carbone organique (C), à partir d’une base de données AGRESTA de 480 sols assemblée pendant cette étude. Cependant sa faible capacité prédictive ne permet pas de l’utiliser comme fonction de pédotransfet. L’examen de 7 essais de longue durée ou réseaux de parcelles dur sols limoneux a montré des améliorations de la stabilité structurale en quelques années avec des pratiques qui permettent une augmentation de la teneur en C dans l’horizon de surface (non labour, prairies temporaires, semis direct sous couvert végétal (SCV), apport répétés de compost). La teneur en C totale de l’Horizon est souvent un meilleur prédicateur de la stabilité structurale que des fractions organiques (carbohydrates solubles à l’eau chaude, matière organiques particulaires) ou que la biomasse des microorganismes. Des expérimentations réalisées en laboratoire d’apport de matières organiques (résidus de culture, composts) à des sols limoneux, nous ont permis de confirmer que le rôle de ces apports était essentiellement indirect, par la stimulation des microorganismes du sol que leur décomposition entraîne. Les microorganismes agrégent les particules de sols par leur sécrétions ou mécaniquement. Nous avons proposé un model prédictif de la stabilité structurale suite à des apports organiques dont on connaît la qualité biochimique : CANTIS-STAB, qui couple un modèle de décomposition des matières organiques à une fonction statistique. Comme la gestion des matières organiques constitue un volant d’action majeur pour agir sur la sensibilité de sols limoneux à la battance et à l’érosion, les outils proposés doivent être développés, afin de servir de base à des préconisations agronomiques ou à l’apport raisonné de produits résiduaires exogènes. Mots clés : Sol, matière organique, stabilité structurale, battance, modélisation fonction de pédotransfert, microorganismes du sol, matières organiques exogènes. |
E. Doelsch; I. Basile Doelsch; J.Y. Bottero; P. Cazevieille; C. Chevassus-Rosset; F. Feder; J-M. Garnier; J-P. Gaudet; S. Legros; C. Levard; A. Masion; G. Moussard; J. Rose; H. Saint Macary Recyclage agricole des déchets organiques dans les sols tropicaux (île de La Réunion) : quel impact sur les transferts d’éléments traces métalliques ? Article de journal Dans: Étude et Gestion des Sols, 18 (3), p. 175-185, 2011. @article{d_Doelsch2011,Face à l’augmentation de la production de déchets dans les régions ultra périphériques insulaire comme La Réunion, il est demandé aux décideurs politiques et aux scientifiques de proposer des solutions de valorisation pérennes. Le recyclage agricole est une de ces solutions. Elle suppose, cependant, une bonne appréciation des impacts environnementaux de cette pratique. La présence en quantité élevée à l’état naturel d’éléments traces métalliques (ETM) dans les sols de La Réunion soulève un problème spécifique : l’épandage de déchets organiques ne risquent-ils pas de conduire à des transferts des ETM des sols vers les nappes et les cultures ? En milieu tropical, les éléments pour répondre à cette question manquent. Dans le cadre de ce projet, nous avons évalué l’impact de l’épandage de déchets organiques sur la spéciation et le transfert des ETM présents dans les sols réunionnais. Il s’est agit de : (i) déterminer la spéciation des ETM des sols de La Réunion et son évolution suite à l’apport de déchets organiques puis (ii) de quantifier la mobilité des ETM entre les différents compartiments : sol, plante et eau. Pour cela, trois sols, naturellement riches en ETM, ont été sélectionnés afin de représenter la diversité des conditions pédologiques rencontrées à l’échelle de l’île de La Réunion ainsi que deux déchets organiques (compost de déchets vert et lisier de porc) avec des teneurs en ETM contrastées. L’ensemble des résultats qui concerne la spéciation des ETM dans les sols sont cohérents quelle que soit la méthode utilisée (chimique ou spectroscopique). En effet, ils permettent de montrer que malgré les concentrations élevées en ETM des sols étudiés, les ETM ne sont pas ou peu mobiles et biodisponibles. Malgré des évolutions importantes des propriétés physico-chimiques liées à l’apport de déchets organiques (acidification et augmentation de la salinité), nous n’avons pas détecté d’augmentation de la fraction échangeable des ETM au cours des incubations. Autrement dit, la minéralisation de la MO des déchets organiques ne se traduit pas par le relargage d’une quantité d’ETM significative, ou, si ce phénomène a lieu, les ETM sont rapidement piégés par les phases minérales ou organiques présentes dans le sol. Les expériences conduites en colonne de sol in situ sur des parcelles expérimentales donnent des résultats concordants : l’épandage de lise de parc se traduit par une accumulation de Cu et Zn dans les premiers centimètres du sol et nous n’avons enregistré aucune mobilité des ETM présents dans les sols. Mots clés : Eléments traces métalliques, sol, déchets organiques, recyclage agricole. |
J. Roger-Estrade; V. Adamiade; D. Arrouays; E. Baranger; M. Bartoli; H. Boizard; A. Brêthes; N. Brisson; Y. Capowiez; A. Chanzy; V. Chaplain; I. Cousin; P. Cosenza; K. Cui; Y-J. Cui; S. Debuisson; P. Défossez; F. Gérard; P-A. Jayet; J. Labreuche; C. Le Bas; Y. Lefèvre; J. Léonard; E. Lévêque; F. Lévêque; B. Mary; M. Mumen; J. Ranger; A. Tabbagh; J. Tabbagh; A-M. Tang; D. Tessier; G. Richard Dégradation physique des sols agricoles et forestiers liée au tassement : principaux résultats du projet GESSOL-ADD DST Article de journal Dans: Étude et Gestion des Sols, 18 (3), p. 187-199, 2011. @article{e_Roger-Estrade2011,La dégradation physique des sols agricoles et forestiers liées au tassement lors des passages d’engins est une préoccupation importante des acteurs de l’agriculture et de la forêt. Mais au-delà de ce cercle, elle concerne également tous ceux qui se préoccupent des conséquences environnementales de l’agriculture et de la gestion forestière. En effet, le tassement des sols modifie a des conséquences lourdes sur plusieurs processus tels que l’érosion hydrique, la dénitrification, le stockage du carbone, la préservation de la biodiversité, la production. Dans ce cadre, le projet DST (Dégradation physique des Sols agricoles et forestiers liée eu Tassement) proposait cinq volets de recherche : impact, prévision, prévention, suivi et cartographie du tassement en France métropolitaine. Il a reposé sur l’utilisation de modèles de tassement des sols et de fonctionnement du système sol/plante pour étudier les conséquences sur les cultures et l’environnement, via la modification des propriétés (stockage, transfert, mécaniques) des sols. Ce projet transversal, associant des laboratoires de recherches travaillant en agriculture, en géophysique ou en génie civil et des organismes professionnels, s’est aussi appuyé sur des expérimentations variées, en laboratoire et sur le terrain. Les principaux résultats sont présentés dans cet article. Ils concernent : (i) l’impact du tassement, avec la mise en évidence d’un seuil d’indice de vides en sol limoneux (0,15mm3.m 3 dans les sols limoneux), au-delà duquel les performances des cultures et les propriétés hydrodynamiques sont à coup sûr affectées, (ii) la modélisation, le projet ayant débouché sur la mise au point d’un modèle 2-D de prévision de la déformation des sols, (iii) le suivi, avec l’évaluation de méthode géophysiques, non destructrices, permettant la cartographie des zones tassées, (iv) la prévention, à travers le développement d’un outil de prévision de l’humidité du sol et des jours disponibles et, (v) la cartographie des zones à risques en France. Mots clés : Sol, tassement, modélisation, prévention, cartographie, conséquences agri-environnementales, méthodes géophysiques. |
J. Balesdent, D. Derrien, S. Fontaine, S. Kirman, K. Klumpp, P. Loiseau, C. Marol, C. Nguyen, M. Péan, E. Personi et C. Robin Contribution de la rhizodéposition aux matières organiques du sol, quelques implications pour la modélisation de la dynamique du carbone Article de journal Dans: Étude et Gestion des Sols, 18 (3), p. 201-216, 2011. @article{f_Balesdent2011,La connaissance de la rhizodéposition, transfert de carbone des racines vivantes des plantes vers le sol, est un verrou pour la prévision et la modélisation du stockage de carbone dans les sols. D’une part les flux souterrains entrant dans le sol sont difficiles à quantifier, d’autre part le devenir à long terme du carbone rhizodéposé est peu connu. Notre analyse des données bibliographiques obtenue par traçages isotopiques par le 14C indique que le flux de rhizodéposition s’élève en moyenne à 0,57 x la production nette de racines, avec une grande variabilité et une part d’incertitude assez élevée. Nous avons quantifié le flux de rhizodéposition dans quelques systèmes sols-plantes (sur des systèmes en blé, colza, maïs, tournesol, ray-grass, fétuque) au moyen de traçage isotopiques par le 13C des photo-assimilats et enregistré des flux du même ordre, entre0,30 et 0,55 x la production racinaire nette. Dans le cas du blé, les rhizodépôts sont en majorité des sucres, où prédomine le glucose. Ces sucres sont principalement engagés dans des polymères excrétés ou pariétaux. Les sucres simples (exsudats) libérés dans le sol sont biodégradés très vite, avec un rendement de conversion en carbone microbien est élevé. In fine, les rhizodépôts ont une rémanence à long terme dans les sols au moins égale à celle des autres produits végétaux. L’expression du priming effect (stimulation de la biodégradation des matières organiques du sol par l’apport de carbone dégradable) par les exsudats d’une part et par les litières racinaires d’autre part a été évaluée par des expériences de double marquage 13C 14C. Les composés complexes comme la cellulose induisent un « priming effect », au contraire des exsudats de bas poids moléculaire ? Ce priming par les apports racinaires concerne les matières organiques profondes, dont la dégradation est limitée par la faible densité de microorganismes. Concernant la modélisation du carbone à long terme, la stratégie de modélisation proposée est, en l’absence d’informations plus précises, d’estimer le flux de rhizodéposition entre 0,30 et 0,60 (0,45 ± 0,15) x la production racinaire nette telle que mesurée par extraction et lavage des racines, et de l’allouer aux compartiments végétaux les plus biodégradables des modèles (compartiment DPM pour le Roth C et META pour Century). La stratégie de modélisation de l’impact de second ordre des apports de carbone souterrain sur les matières organiques est plus complexe, non linéaire et nécessitera une modélisation plus prospective, de nouvelle génération, sur la base de stratégie écologiques. La contribution quantitative importante des racines aux matières organiques du sol nous amènes à vivement déconseiller la récolte des parties souterraines des cultures, qui réduirait considérablement la qualité des sols à terme. Mots clés : Carbone du sol, rhizodéposition, exsudats, exudation, racines. |
J-M. Dorioz; P. Quetin; C. Prigent-Combaret; D. Trevisan Rôle des facteurs édaphiques et hydrométéorologiques dans la survie et le transfert de bactéries fécales bovines, à l’échelle bassin versant : cas de pâturages d’altitude Article de journal Dans: Étude et Gestion des Sols, 18 (3), p. 217-236, 2011. @article{g_Dorioz2011,L’objectif de ce projet mené dans le cadre du programme GESSOL 2 est de comprendre et modéliser la survie et la dynamique de transfert dans les déjections, les sols et les eaux, de contaminants fécaux bovins, en relation avec les pratiques pastorales et la variabilité des milieux. Le suivis sont centrés sur Escherichia coli et incluent des données sur les souches pathogènes STEC (Shiga-toxin producing E. coli). Des suivis complémentaires portant sur Pseudomonas spp fluorescents, population typiques des sols, fournissent des éléments de comparaison importants. Les recherches sont réalisée dans un alpage des Alpes du nord, à ‘échelle station-parcelle et bassin versant. L’article présente une vue d’ensemble de la démarche d’étude, des méthodologies et des résultats obtenus, puis se focalise sur les acquis concernant le comportement de E. coli dans les sols et sur les apports de la modélisation des transferts du bassin versant. Les résultats sont discutés dans une double perspective, celle d’une synthèse présentant le fonctionnement du bassin versant pâturé comme un système de transfert de contaminants fécaux et celle de réflexions opérationnelles relatives à la gestion pastorale. Mots clés : Bactérie fécale, Escherichia coli, Bassin versant-Alpages. |
Revue Étude et Gestion des Sols – Volume 18, Numéro 3
Le programme GESSOL 2 : Impact des pratiques agricoles sur les matières organiques et les fonctions des sols Article de journal Dans: Étude et Gestion des Sols, 18 (3), p. 137-145, 2011. |
Impacts de changements d’occupation et de gestion des sols sur la dynamique des matières organiques, les communautés microbiennes et les flux de carbone et d’azote Article de journal Dans: Étude et Gestion des Sols, 18 (3), p. 147-159, 2011. |
Mise au point d'outils de prévision de l’évolution de la stabilité de la structure de sols sous léffet de la gestion organique des sols Article de journal Dans: Étude et Gestion des Sols, 18 (3), p. 161-174, 2011. |
Recyclage agricole des déchets organiques dans les sols tropicaux (île de La Réunion) : quel impact sur les transferts d’éléments traces métalliques ? Article de journal Dans: Étude et Gestion des Sols, 18 (3), p. 175-185, 2011. |
Dégradation physique des sols agricoles et forestiers liée au tassement : principaux résultats du projet GESSOL-ADD DST Article de journal Dans: Étude et Gestion des Sols, 18 (3), p. 187-199, 2011. |
Contribution de la rhizodéposition aux matières organiques du sol, quelques implications pour la modélisation de la dynamique du carbone Article de journal Dans: Étude et Gestion des Sols, 18 (3), p. 201-216, 2011. |
Rôle des facteurs édaphiques et hydrométéorologiques dans la survie et le transfert de bactéries fécales bovines, à l’échelle bassin versant : cas de pâturages d’altitude Article de journal Dans: Étude et Gestion des Sols, 18 (3), p. 217-236, 2011. |