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Porteur scientifique : Francis Martin, Inra Nancy Financement Ademe - Ecoger
Résumé du projet et résultats attendus
Le projet de recherche Microger concerne l’écologie microbienne des sols agricoles et forestiers et les questions environnementales qui y sont liées. Les sols constituent l’un des plus grands réservoirs de la diversité microbienne. La composition et le fonctionnement de ces communautés microbiennes sont cependant mal connus. La qualité et la fertilité des sols, ainsi que la nutrition minérale des plantes, sont pourtant sous la dépendance des communautés bactérienne et fongique du sol. Les modes de gestion et d’aménagement agricoles et sylvicoles perturbent la structure, la diversité et l’activité des communautés microbiennes des sols et, de ce fait, modifient les équilibres microbiens et le fonctionnement biologique dans des proportions et avec des conséquences imprévisibles. Les fonctions remplies par ces micro-organismes in situ restent cependant largement inconnues. En d'autres termes, diversités génétique et fonctionnelle microbiennes des écosystèmes agricoles et forestiers n’ont jamais été associées. Le réseau de laboratoires impliqués dans le projet Microger caractérisera des communautés bactériennes et fongiques clés (structure, diversité, activité) en relation avec les cycles du carbone et de l’azote et l’altération des minéraux afin d’identifier les populations/communautés et les activités microbiennes impliquées dans les cycles biogéochimiques, la croissance et la santé des plantes, et la qualité des sols. Cette caractérisation des groupes fonctionnels microbiens (champignons symbiotiques & pathogènes, Pseudomonas, Sinorhizobium, Rhizoctonia, …) reposera sur des méthodologies novatrices, transcriptomique, métagénomique, puces à ADN taxonomiques, couplage isotope/marqueurs biochimiques & moléculaires. Les entrées de carbone et d’azote prises en compte seront la rhizodéposition, la MO dont les résidus de culture et la fixation biologique de l’azote. La composante agronomique est développée dans le sous projet Micagro sur le Domaine expérimental d’Époisses. La composante forestière est traitée dans le sous-projet Microfor sur le site ORE de Breuil-Morvan. Micagro étudiera l’impact de rotations culturales, d’amendements organiques et de composés xénobiotiques organiques et Microfor l’effet des substitutions d’essences sylvicoles. La comparaison des différents écosystèmes, agronomiques et forestiers, permettra de tester l’existence de mécanismes communs de structuration des communautés. Microger vise donc à :
(1) améliorer notre connaissance dans le domaine de l’écologie microbienne du sol des espaces agricoles et forestiers ;
(2) améliorer la compréhension des relations réciproques entre diversités taxonomique et fonctionnelle, et le fonctionnement biologique du sol ;
(3) identifier l’effet des perturbations des modes de gestion sur le fonctionnement microbien des écosystèmes et proposer des recommandations pour le maintien voire la restauration de la biodiversité fonctionnelle.
Résultats attendus :
Renforcer notre connaissance des fonctions biologiques du sol :
L’utilisation simultanée de différentes approches méthodologiques à différentes échelles spatiales et temporelles devrait contribuer à améliorer notre compréhension du fonctionnement biologique du sol et à développer une approche modélisée de ce fonctionnement. L’étude multidisciplinaire des couplages bactéries/champignons et la mise en évidence des interactions cycles du carbone, de l’azote et des cations sont particulièrement novatrices.
Développer les pratiques de gestion durable des espèces et de leurs habitats :
Microger doit permettre de répondre à deux types de questions : Dans quelle mesure les perturbations dans les modes de gestion modifient-elles la diversité et l'activité des micro-organismes bénéfiques (symbiotiques ou non), pathogènes et saprotrophes inféodées aux différentes espèces végétales ? Dans quelle mesure ces modifications de la composition et de l’activité microbiologiques affectent-elles des facteurs clefs du fonctionnement des cycles biogéochimiques et de la santé et croissance des plantes ? En retour, dans quelle mesure les modifications de structure génétique et des activités modifient-elles la fertilité et la qualité des sols et le transfert d’éléments vers la plante ?
De plus, les résultats acquis par Microger devraient permettre de
(1) développer la modélisation pour le test d'hypothèses et la prédiction des changements de la biodiversité microbienne en fonction des variables de forçage ;
(2) proposer des indicateurs d’état et d’évolution de la biodiversité microbienne et proposer des indicateurs indirects de cette biodiversité basés sur les facteurs clés de sa dynamique, directement influencés par les pratiques de gestion et d'aménagement ;
(3) renforcer à moyen terme les liens avec la profession et les gestionnaires.
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Voir aussi
