Résultats intermédiaires
Pour rappel, les parcelles étudiées sont (dans l’ordre montré sur les graphiques ci-dessous):
- En conventionnel avec couverts végétaux (Conv_avec_couv)
- En conventionnel sans couverts végétaux (Conv_sans_couv)
- En agroforesterie avec du blé ou du mais (AF_ble, AF_mais, AF_noyer)
- En Agriculture Biologique avec couverts végétaux (AB_avec_couv)
- En Agriculture Biologique sans couverts végétaux (AB_sans_couv)
Fertilité des sols des parcelles
Statut acido-basique
La majorité des parcelles du projet MycoAgra ont un pH supérieur ou proche de 7, ce qui est cohérent avec des sols argilo-calcaires (Fig. 1). Toutefois, le potentiel d’acidification est élevé pour la parcelle AF_maïs même si les autres parcelles agroforestières présentent des pH en accord avec la pédologie.
Figure 1 : pH de la parcelle selon la modalité
Statut organique
Les résultats montrent que le statut organique est plus marqué chez la modalité Conventionnel avec couvert et les teneurs les plus faibles sont observées chez les modalités AF (Fig. 2 et 3). En effet, la modalité Conventionnel avec couvert présente la meilleure abondance en carbone organique. Ceci est dû à la présence des couverts intermédiaires qui constituent une source non négligeable de restitution de carbone au sol et donc un apport de matière organique fraîche.
La même observation est faite pour l’azote total, qui doit aussi être restitué par les couverts intermédiaires.
Figure 2 : Teneur en matière organique (gauche) et en carbone organique (droite) selon la modalité
Figure 3 : Azote total en % (gauche) et rapport C/N (droite) selon la modalité
État biologique des sols
Indicateurs d’abondance :
Biomasse microbienne
La biomasse microbienne totale (fig. 4) et la biomasse bactérienne suivent la teneur en glomaline des parcelles. La biomasse bactérienne montre une différence significative entre les parcelles de noyer et celles en AF. Elle est plus importante dans les noyeraies en Conventionnel avec couvert (Fig. 5). De même pour la biomasse fongique sauf qu’il n y a pas de différence significative entre les noyeraies et les parcelles AF.
Figure 4 : Biomasse microbienne totale selon la modalité
Figure 5 : Biomasses bactérienne (gauche) et fongique (droite) selon la modalité
Teneur en Ergostérol :
La quantification des champignons par la mesure de la teneur en ergostérol du sol ne peut rendre compte de l’action qu’exercent encore des hyphes de champignons morts, qui eux ne sont pas quantifiés par cette méthode.
Les résultats ne montrent pas de différence significative entre les modalités quelle que soit la méthode utilisée (Fig. 610). Toutefois, les teneurs en ergostérol sont meilleures dans les noyeraies comparées en AF, peut-être à cause du travail du sol important dans ces parcelles.
Figure 6 : Ergostérol libre (gauche) et total (droite)
Teneur en Glomaline :
Les teneurs en glomaline suivent le statut organique des parcelles où la teneur en carbone organique est meilleure dans les noyeraies particulièrement en Conventionnel avec couvert comparé aux parcelles agroforestières ( Fig. 7). Ces dernières étant labourées, ce qui pourrait influencer l’activité et la structure microbienne du sol en modifiant l’habitat des microbes du sol, telles que la texture du sol et les substrats microbiens affectant ainsi la quantité de glomaline libérée dans le sol par les CMA. Globalement les résultats montrent une tendance positive de l’effet du couvert végétal sur la teneur en glomaline mais cette variation de la quantité de glomaline entre les noyeraies et les parcelles agroforestières serait fonction de la conduite des parcelles et potentiellement proportionnelle au taux de colonisation racinaire des espèces végétales peuplant chaque système.
Figure 7 : Teneur du sol en Glomaline selon la modalité
Taux de mycorhization
Les résultats montrent que l’intensité arbusculaire est 4 fois plus élevée chez les modalités avec couvert végétal que chez les modalités sans couvert (Fig. 8). Toutefois, les taux de mycorhization les plus élevés ont été retrouvés dans les parcelles agroforestières avec culture de maïs intercalaire (M=69,12% et A=33,77%).
Par ailleurs, l’intensité arbusculaire révèle des différences significatives entre les parcelles AB et Conventionnel avec la féverole comme couvert végétal même si l’intensité de mycorhization reste la même (Fig. 8). En effet, la conduite biologique des parcelles de noyers associée à la féverole favorise une forte colonisation endomycorhizienne. Ces différences, observées dans la réponse à la colonisation racinaire, résulteraient des différences dans le développement du réseau d’hyphes extra-matriciels beaucoup plus faible en Conventionnel qui implique un usage excessif de pesticides, d’engrais et de travail du sol.
Figure 8 : Taux de mycorhization en fonction des modalités : Intensité arbusculaire (A%) et Intensité de mycorhization (M%)
Indicateurs d’activité :
Les enzymes ?-glucosidase (?-GLU) et N-acétyl glucosaminidase (NAG) sont toutes les deux impliquées dans le cycle du carbone et les phosphatases acide (PAC) et alcaline (PAK) sont impliquées dans le cycle du phosphore.
?-GLU et NAG montrent des profils assez similaires au niveau des modalités sauf en AF-maïs où la teneur en NAG est relativement importante (Fig. 9). Les sols des parcelles en Conventionnel avec couvert présentent une activité enzymatique plus importante que les sols des autres modalités.
Figure 9 : Activités enzymatiques NAG (gauche) et ?-GLU (droite)
Pour ce qui est des enzymes du cycle du phosphore, les résultats montrent une activité « PAC » plus importante dans les parcelles AB et Conventionnel alors que c’est uniquement le cas avec l’activité de la phosphatase alcaline « PAK » pour les parcelles Conventionnel avec couvert (f Fig. 107). Les activités phosphatases présentent presque les mêmes tendances que celles des activités ?-GLU lu et NAG, avec une activité enzymatique plus faible dans les parcelles agroforestières.
Figure 10 : Activités enzymatiques des enzymes PAC (gauche) et PAK (droite)
Analyse moléculaire des communautés de champignons mycorhiziens à arbuscules
L’analyse de l’ADN présent dans le sol rhizosphérique a montré une diversité inattendue de champignons endomycorhiziens à arbuscules : sur l’ensemble des parcelles du projet, à la fois en maïs et en noyer, 543 OTU (Unités taxonomiques opérationnelles) différentes ont été identifiées dont 265 OTU retrouvées sur toutes les modalités (Figure 11). Ces 265 OTU appartenant à 12 genres différents se retrouvent de manière systématique malgré des caractéristiques hétérogènes d’un sol à l’autre et des pratiques variées. Ceci laisse supposer qu’il s’agit d’espèces assez universelles pour les cultures de noyer et/ou de maïs, capables de se développer quelles que soient les conditions.
Figure 11 : Diagramme de Venn représentant le nombre d’OTU de CMA relevées dans le sol rhizosphérique de l’ensemble des parcelles du projet Mycoagra. Les OTU appartiennent à 12 genres différents dont la proportion est indiquée dans le diagramme à secteurs.
Certains genres de champignons sont dominants (par exemple Glomus et Rhizophagus) tandis que d’autres se retrouvent en proportion plus faible, mais tous ont un rôle à jouer dans la nutrition des plantes. Par exemple, selon les groupes de CMA les flux de nutriments échangés entre plante et champignon peuvent être plus ou moins intensifs, ce qui va conditionner la production de biomasse végétale. Il est possible que certains soient spécialisés dans le prélèvement de phosphore, d’autres dans la nutrition hydrique, etc. Au-delà de l’impact sur l’apport de nutriments, l’évolution des communautés fongiques dans les sols est étroitement liée à des phénomènes de compétition pour les ressources entre espèces de champignons, les mycorhiziens pouvant prendre la place de certains pathogènes.
Le même constat est fait pour les racines de la couverture végétale (semée ou spontanée) : la diversité des champignons mycorhiziens est supérieure en présence de couverts végétaux dédiés, que ce soit sur les racines de noyer (RAN3) ou sur les racines du couvert (RAC3) où on observe une cinquantaine d’OTU supplémentaires. L’utilisation de couverts représente donc un réel intérêt du point de vue de la biodiversité.
Figure 12 : Diagrammes de Venn représentant le nombre d’OTU de CMA relevées dans les racines de noyers (RAN) et des couverts (RAC). Les modalités sont celles de la campagne de 2017 : M1 Noyer conventionnel, M2 Noyer AB et M3 Noyer avec couverts végétaux. RAC1 et RAC2 correspondent donc à la flore spontanée en inter-rang.