Actualités scientifiques

Deux soutenances de thèse en 10 jours !

4 décembre 2018

Le 29 novembre dernier, Daniel Iñurreta soutenait sa thèse de doctorat réalisée au sein de l'UMR System, à Montpellier. Cette semaine, le 8 décembre, c'est Esther Guillot qui soutiendra sa thèse réalisée à l'UMR Eco&Sols à Montpellier également. Tous deux ont travaillé sur des systèmes agroforestiers mâtures, associant des arbres d'essences forestières et des grandes cultures, plantés il y a plus de vingt ans sur le Domaine de Restinclières (Prades-le-Lez, Hérault).

 

Les arbres peuvent-ils réduire le stress hydrique et thermique terminal des céréales d'hiver dans le climat méditerranéen ?

Daniel Iñurreta - thèse dirigée par Pierre-Eric Lauri et Marie Gosme (UMR System, INRA Montpellier)

L'agroforesterie est souvent proposée comme un moyen de créer un microclimat favorable aux cultures, et en particulier d'éviter les stress thermiques et hydriques de fin de cycle pour les céréales d'hiver cultivées en climat méditerranéen. L'objectif de cette thèse était de mieux caractériser l'effet de l'agroforesterie intra-parcellaire sur les différentes composantes du rendement des céréales afin d'identifier les composantes sur lesquelles l'effet de la compétition avec les arbres était contrebalancé par l'effet positif du microclimat agroforestier, dans différentes situations (essence d'arbre, orientation des lignes d'arbres, conduite des arbres, date de semis). Les résultats de 3 années d'expérimentation conduites au domaine départemental de Restinclières (région de Montpellier) montrent que, dans les conditions de l'étude, les arbres ont bien créé un microclimat plus favorable (réduction de la température les jours les plus chauds, et plus forte teneur en eau du sol) mais cela ne s'est traduit par une amélioration du remplissage des grains (mesuré par le poids de 1000 grains) qu'une année sur trois. Au contraire, un effet négatif de la culture en agroforesterie sur le tallage et surtout sur la fertilité des épis a été observé systématiquement. La perte de rendement observée était en général supérieure à la réduction du rayonnement incident, indiquant l’existence d'autres effets négatifs (par exemple la compétition pour l'eau et l'azote). Le cernage racinaire réalisé pour limiter ces compétitions a bien permis une augmentation de la teneur en eau du sol dans la zone cultivée, mais n'a pas permis d'améliorer le rendement, sauf pour l'orge semé tardivement. Une expérimentation in silico a montré que l'élagage d'une partie du houppier des arbres avait un effet bien plus important sur la teneur en eau du sol et le rendement des cultures que le cernage racinaire, l'année de l'élagage. Ces travaux ouvrent des perspectives pour mieux comprendre et gérer l’impact de systèmes agroforestiers sur des céréales d’hiver.

Contact: marie.gosme(a)inra.fr

 

Gradient spatial de fonctionnement et de stabilité écologique d’un sol en système agroforestier méditerranéen

Esther Guillot - thèse dirigée par Philippe Hinsinger et Isabelle Bertrand (UMR Eco&Sols, INRA Montpellier)

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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