Vous êtes ici

Chapitre 05.01 : Communication entre êtres vivants dans les sols

Présentation | Sommaire de l'encyclopédie | Table des matières | Mots clés

05.01.Q07 : Quels impacts des invertébrés sur les fonctions des sols ? Quelles applications dans les systèmes sol-plante ?

Ce qu'il faut retenir de la fiche :

La diversité biologique de la faune des sols représente un atout pour l'agriculture, en contribuant à des fonctions bénéfiques pour la production végétale.

Cette prise de conscience doit conduire à une évolution des pratiques agricoles et au développement de nouvelles formes d'agricultures, tant pour l'agroécologie que pour l'agriculture de conservation, en introduisant une meilleure connaissance des interactions biotiques et des régulations biologiques dans les processus de production.

Les perspectives visent à piloter la biodiversité afin de maintenir, voire d'améliorer, des services rendus grâce à ce pilotage. 

Fiche téléchargeable au format PDF, ci-dessous :

PDF icon final_05.01.q07_impacts_invertebres.pdf

05.01.Q05 : Quelle est l'importance des apports atmosphériques de nitrate ? Les nitrates naturels du Chili sont-ils (étaient-ils) préférables aux engrais de synthèse ?

Ce qu'il faut retenir de la fiche :

Visibles dans le désert d'Atacama, les processus d'oxydation de l'azote par des réactions photochimiques dans la haute atmosphère se produisent en fait partout, mais les nitrates, sédimentés par dépôt sec, sont généralement aussitôt absorbés par la végétation. Le flux est de l'ordre d'1 picomole /m2/s.

L'azote n'est pas le seul : le chlorure s'oxyde en perchlorate (il n'existe pas d'autre processus naturel qui le fasse), l'iode en iodate, s'il existe des apports, par des embruns et des aérosols marins.

L'utilisation massive des nitrates naturels du Chili dans l'agriculture la plus performante il y a plus de 30 ans (Bassin parisien) a légué une contamination des nappes par les perchlorates, donc un problème de santé publique ; cette contamination s'éliminera par dilution par la recharge actuelle, qui n'en contient plus, du fait du recours aux engrais azotés de synthèse. Mais il faudra des décennies. 

Fiche téléchargeable au format PDF, ci-dessous :

PDF icon final_05.01.q05_nitrates_chili.pdf

05.01.Q02 : Biocontrôle des communications moléculaires bactériennes

Ce qu'il faut retenir de la fiche :

Certaines bactéries phytopathogènes, telles que Pectobacterium et Dickeya, utilisent des systèmes de communication dit quorum sensing pour synchroniser leur virulence à l'échelle de la population. Il s'agit pour ces bactéries d'échanger des petites molécules diffusibles, dont la concentration dans l'environnement de la plante informera la population pathogène sur sa densité.

Pour lutter contre les dégâts engendrés à l'échelle mondiale, une stratégie de biocontrôle – initialement mise au point pour les cultures de pomme de terre – consiste à isoler des bactéries antagonistes capables de dégrader les molécules signalétiques échangées par les agents pathogènes, et donc de perturber leur communication et la virulence afférente.

Pour être efficace, cette stratégie doit être accompagnée de l'épandage à grande échelle de biostimulants inoffensifs et bon marché, dont la structure moléculaire est suffisamment proche de celle des signaux pour stimuler le catabolisme protecteur des bactéries auxiliaires, sans avoir les effets néfastes des molécules produites par les pathogènes. 

Fiche téléchargeable au format PDF, ci-dessous :

PDF icon final_05.01.q02_biocontrole_comm_moleculaire.pdf

05.01.Q06 : Relations trophiques microfaune-bactéries rhizosphériques-mycorhizes : quel rôle dans le recyclage des nutriments ?

Ce qu'il faut retenir de la fiche :

Les cycles des nutriments – en particulier azote et phosphore – sont sous la dépendance des populations microbiennes du sol, vivant dans l'environnement des racines (la rhizosphère), mais aussi dans les sites recevant des résidus végétaux.

Les associations entre les racines des plantes et les microorganismes peuvent être symbiotiques, comme dans les cas de la symbiose bactérienne fixatrice d'azote, ou de la symbiose fongique mycorhizienne, conduisant respectivement à une meilleure nutrition azotée et phosphatée de la plante.

D'autre part, en minéralisant les formes organiques, les populations microbiennes libèrent de l'azote et du phosphore minéral, qui peuvent être à leur tour immobilisés dans leur biomasse, créant une compétition avec les besoins des cultures.

La consommation de ces populations microbiennes – par la microfaune appelée aussi boucle microbienne – conditionne très fortement le recyclage des éléments minéraux qui, autrement, resteraient inaccessibles aux plantes.

Toutefois nous ne connaissons pas encore tous les leviers qui permettraient d'optimiser le fonctionnement des populations microbiennes et des boucles trophiques, pour contrôler la nutrition minérale des cultures en azote et en phosphore.

C'est sans aucun doute une voie de recherche à privilégier dans les années qui viennent, afin d'aller vers une agriculture plus agroécologique. 

Fiche téléchargeable au format PDF, ci-dessous :

PDF icon final_05.01.q06_recyclage_aliments.pdf

05.01.Q04 : Quels défis et perspectives pour l'utilisation de la fixation biologique de l'azote en agriculture ?

Ce qu'il faut retenir de la fiche :

L'agriculture moderne consomme de très grandes quantités d'engrais azotés de synthèse, dont le bilan écologique est alarmant.

Certaines familles de plantes mettent en place une symbiose fixatrice d'azote atmosphérique avec des bactéries du sol, ce qui les affranchit de tout besoin en engrais.

L'amélioration génétique des légumineuses et leur promotion dans les rotations agricoles sont des voies d'amélioration de la durabilité de l'agriculture.

Les connaissances fondamentales acquises sur cette symbiose permettent d'envisager le transfert de la fixation biologique de l'azote à des plantes de grandes cultures comme les céréales. 

Fiche téléchargeable au format PDF, ci-dessous :

PDF icon final_05.01.q04_fixation_bio_azote.pdf

05.01.Q01 : Les associations mycorhiziennes dans les sols : une meilleure maîtrise de la production végétale ?

Ce qu'il faut retenir de la fiche :

La symbiose mycorhizienne – entre des champignons et la majorité des plantes – est un processus biologique ubiquiste régissant l'évolution spatio-temporelle des éco-agrosystèmes.

Cette symbiose, entre des champignons et les racines, offre de multiples services qu'il convient de valoriser et optimiser dans la définition d'itinéraires culturaux facilitant l'établissement et le fonctionnement de ces interactions plantes/microorganismes

  • soit par une gestion de type holistique, via l'établissement de couverts végétaux diversifiés tant au niveau spécifique que fonctionnel (ex : association céréales/légumineuses) visant à promouvoir la multiplication des communautés mycorhiziennes telluriques,
  • ou de type réductionniste, par l'introduction en masse dans le sol d'un symbiote fongique préalablement sélectionné pour un paramètre donné (ex : promotion de la croissance des plantes dans un environnement sous contraintes abiotique, type salinité ou carences minérales).

Cette gestion de la symbiose mycorhizienne constituera une des stratégies agroécologiques susceptibles d'être mise en oeuvre afin d'assurer la productivité et la stabilité des agroécosystèmes, dans le cadre d'une gestion durable des ressources naturelles terrestres. 

Fiche téléchargeable au format PDF, ci-dessous :

PDF icon final_05.01.q01_assoc_micorhyzienne_sol.pdf

05.01.R01 : Nombre d’espèces d’insectes potentiellement nuisibles aux cultures introduites en France métropolitaine pour 3 périodes de référence

L'opinion répandue...

« Les ravageurs des cultures sont bien connus et il ne faut utiliser contre eux que des moyens de contrôle à faible impact environnemental. »

L'analyse de l'Académie :

« Si l’on peut s’accorder sur le choix de moyens de contrôle à faible impact (lorsqu’ils existent), si les ravageurs traditionnels sont assez bien connus, le rythme des introductions d’insectes nouveaux, dont certains sont potentiellement nuisibles ou nuisibles prouvés, s’accroit de façon inquiétante, directement corrélé avec la fréquence des échanges internationaux et leur origine géographique. Ces introductions remettent en cause les stratégies de protection des cultures et nécessitent de reconsidérer les différents moyens à mettre en œuvre. C’est ainsi que la protection biologique contre les ravageurs mise au point sous serre a été remise en cause par les introductions successives de Frankliniella occidentalis, de Bemisia tabaci et plus récemment de Tuta absoluta. La mise au point d’un moyen de contrôle quelconque (biologique, chimique, mécanique...) étant généralement longue et couteuse, il conviendrait de conserver disponible une palette de moyens suffisamment large afin de pouvoir parer aux fréquentes situations d’urgence. Les difficultés à endiguer certains ravageurs d’introduction récente en témoignent : Le lépidoptère Paysandisia archon (introduit vers 1995) et le charançon Rhynchophorus ferrugineus (2006), destructeur des palmiers ; La chenille mineuse Tuta absoluta dommageable aux Solanacées (2007) ; La mouche polyphage Drosophila suzukii (2010)…. »

Source documentaire :

MARTINEZ M., GERMAIN J.F., STREITO J.C., (2014)

Actualités entomologiques. Nouveaux insectes ravageurs introduits en France métropolitaine

Date de rédaction :

Novembre 2017 

Fiche téléchargeable au format PDF, ci-dessous :

PDF icon 05.01.r01_nombre_despeces_dinsectes_potentiellement_nuisibles.pdf

05.01.R03 : Evolution du nombre d’espèces d’arthropodes terrestres introduites par an en Europe de 1500 à 2008

L'opinion répandue...

« L’introduction d’espèces est un phénomène rare et connu de longue date. Les moyens modernes de traçabilité permettent aujourd’hui de bien le maîtriser. »

L'analyse de l'Académie :

« La dispersion à longue distance d’espèces vivantes – arthropodes en particulier – sous influence humaine est un phénomène très ancien. Cependant, la dynamique de ce mouvement a été considérablement modifiée au cours des dernières décennies par l’expansion des échanges de marchandises à l’échelon international. La fréquence des introductions qui en résulte augmente le risque de voir apparaître des organismes nuisibles dangereux pour les plantes cultivées et pour l’environnement. De longue date, les administrations des différents pays impliqués dans les échanges commerciaux ont entrepris de juguler ces introductions indésirables en mettant en place des structures d’inspection des marchandises (denrées agricoles principalement), de mise en quarantaine ou de destruction des lots suspects. Malgré ces précautions, force est de reconnaître que le rythme des introductions d’espèces potentiellement dommageables s’est accru. Ce qui augmente la probabilité de dégâts résultant de nouveaux ravageurs. Et encourage à maintenir en activité une palette étendue de moyens de défense afin d’être en mesure de maîtriser les futures pullulations dommageables. »

Source documentaire :

LESIEUR V., Invasion de la punaise américaine Leptoglossus occidentalis en Europe : une contribution à la compréhension des invasions fulgurantes. Thèse Université d’Orléans. 2014. après Lesieur, 2014, modifié d’après Roques, 2010.

Date de rédaction :

Janvier 2018

Fiche téléchargeable au format PDF, ci-dessous :

PDF icon 05.01.r03_evolution_nombre_especes_arthropodes_terrestres_introduites.pdf