Evaluation agroécologique de systèmes de culture en zone tropicale humide : Cas de la mise en valeur agricole d'une savane herbacée acide (Plaine des Jarres, Laos)

Lienhard Pascal. 2013. Evaluation agroécologique de systèmes de culture en zone tropicale humide : Cas de la mise en valeur agricole d'une savane herbacée acide (Plaine des Jarres, Laos). Dijon : Université de Bourgogne, 197 p. Thèse de doctorat : Agroécologie. Ecologie microbienne : Université de Bourgogne

Thèse

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Encadrement : Ranjard, Lionel

Résumé : Dans les régions tropicales humides, concilier intensification agricole et protection des ressources naturelles est un défi majeur et difficile à relever. Dans les savanes acides du nord-est laotien, des systèmes de culture de semis direct sur couverture végétale (SCV), basés sur les trois principes du non-labour, d'une couverture permanente du sol, et sur la pratique de rotations culturales diversifiées, sont proposés comme alternative technique à l'intensification agricole conventionnelle basée sur le labour. Si ces systèmes ont connu une diffusion importante et rapide dans les grandes agricultures mécanisées, leur diffusion reste néanmoins à ce jour limitée en contexte de petite agriculture familiale, aves de fait peu d'études relatives à leurs impacts agronomiques, économiques et écologiques. Par ailleurs, malgré le rôle essentiel des microorganismes telluriques dans le fonctionnement biologique et les services écosystémiques fournis par les sols, l'effet de ces systèmes sur les communautés microbiennes des sols reste encore largement méconnu. Dans ce contexte, cette thèse a pour objectif d'évaluer, à l'échelle de la parcelle agricole et à partir d'expérimentations menées au champ et en conditions contrôlées en laboratoire, l'impact de systèmes SCV vs. labour sur les propriétés des sols, leur fonctionnement biologique et les services écosystémiques qu'ils fournissent. Dans un premier chapitre, nous proposons une évaluation agronomique et économique de ces systèmes. Après trois années de culture, les résultats techniques sont favorables aux systèmes SCV avec des rendements grain, des marges brutes à l'hectare, des productivités du travail et des rendements paille similaires à supérieurs à ceux du labour. Les systèmes SCV nécessitent cependant un investissement financier initial et une maîtrise technique plus importants par rapport au système conventionnel basé sur le labour, ce qui les rend économiquement plus risqués à court terme. Dans un deuxième chapitre, nous analysons l'impact de ces systèmes agricoles sur les propriétés physico-chimiques et le fonctionnement microbiologique des sols par le biais d'outils issus de l'écologie moléculaire (extraction et caractérisation de l'ADN du sol) et de l'écologie fonctionnelle (mesure des activités microbiennes). Après deux ans de culture, nos résultats montrent que, contrairement au labour, les systèmes SCV permettent d'améliorer les propriétés physico-chimiques des sols (stabilité des agrégats, teneurs en carbone et en azote, disponibilité en éléments minéraux) tout en maintenant l'abondance et la diversité des communautés microbiennes des sols (bactéries et champignons). En parallèle, l'incubation de sols et la mesure d'activité de minéralisation après ajout de résidus végétaux marqués au 13C met en évidence un lien positif entre la minéralisation des résidus de culture et la diversité bactérienne sous le traitement labour. Elle montre par ailleurs un lien positif entre la minéralisation du carbone des sols, le priming effect (sur-minéralisation du carbone organique natif du sol suite à l'apport de substrats riches en énergie) et la diversité fongique sous le témoin (prairie naturelle). Les systèmes SCV se positionnent comme des situations écologiques intermédiaires entre labour et pâturage naturel, et représentent, de fait, un bon compromis entre le besoin d'intensifier la production agricole, et celui de préserver l'intégrité patrimoniale et fonctionnelle des sols. Dans un troisième chapitre, la spectroscopie dans le proche infra rouge (NIRS) est évaluée comme indicateur potentiel synthétique de la qualité des sols. L'analyse en composante principale des spectres bruts montre une différenciation nette des terroirs et des modes d'usage. L'utilisation de la NIRS pour prédire les caractéristiques des sols se montre par ailleurs très satisfaisante pour la texture, et les teneurs en carbone et azote du sol, mais moyennement à peu satisfaisante pour les autres caractéristiques du s

Mots-clés Agrovoc : système de culture, agroécologie, culture sous couvert végétal, semis direct, non-travail du sol, structure agraire, spectroscopie infrarouge, propriété physicochimique du sol, sol acide, savane, analyse économique, analyse coût avantage, écologie, biologie du sol, micro-organisme du sol, plante de culture, petite agriculture, exploitation agricole familiale, évaluation de l'impact, pratique culturale, taxonomie, Bacteria, Champignon, matière organique du sol, cycle du carbone, performance de culture, productivité des terres, zone tropicale