Impacts of fertilizer types on the diversity and abundance of soil and sugarcane mulch macroinvertebrates

Jacquin Estelle. 2023. Impacts of fertilizer types on the diversity and abundance of soil and sugarcane mulch macroinvertebrates. Beauvais : UniLaSalle, 39 p. Mémoire de fin d'études : Agroécologie, Sols, Eaux et Territoires : Institut polytechnique UniLaSalle

Titre français : Effets des traitements de fertilisation sur la diversité et l’abondance des macro-invertébrés du sol et du paillis de canne à sucre

Encadrement : Bravin, Matthieu; Vermeire, Marie-Liesse; Houben, David

Résumé : Soil fertility, or more broadly, soil health, is a key aspect to achieve agricultural sustainability, especially for a high-potential crop such as sugarcane. Optimizing agricultural fertilization with partial substitution of synthetic fertilizers by organic fertilizers is one of the strategies to maximize agricultural production while reducing environmental damage. In addition to playing a central role in processes promoting soil fertility, macroinvertebrates are often used to highlight disturbances in space and time. This study aims at filling the knowledge gap on effect of partial substitution of imported synthetic fertilizers by locally produced organic fertilizers on soil and sugarcane mulch macroinvertebrates in a tropical island context. Fauna visible to the naked eye were sampled on the experimental plots of the SOERE PRO environmental research program on Reunion Island in 2013, 2016, 2019 and 2023 using the standardized TSBF method. These samples were accompanied by measurements of soil physicochemical properties. Despite the low response of macroinvertebrates to the fertilizer types, total macroinvertebrates abundance was increased over time. This effect can probably be explained by the modification of soil physicochemical properties induced by the sugarcane system. Isopods were the animals that benefited most from this system, particularly with the sugarcane mulch. The return of mulch to the soil surface after each harvest, and in particular its incorporation into the soil, enables soil fauna to develop even with replanting tillage. Mulching is therefore an important lever to consider for promoting macroinvertebrates in sugarcane systems. In addition, a more detailed analysis of ant and earthworm communities revealed a majority of introduced species in sugarcane, as well as three species not recorded in Réunion. Although Réunion is a biodiversity hotspot, macroinvertebrates are still largely unknown. Consequently, this study also contributes to improving our knowledge of earthworm and ant species in the Basse-Terre of Réunion island.

Résumé (autre langue) : La fertilité du sol ou plus largement la santé du sol est considérée comme un enjeu d'actualité pour atteindre une durabilité agricole et d'autant plus pour une culture à potentiel élevée comme la canne à sucre. L'optimisation de la fertilisation agricole à travers la substitution partielle des engrais de synthèse par des produits résiduaires organiques est une des stratégies permettant de maximiser la production agricole tout en réduisant les dommages environnementaux. En plus de jouer un rôle central dans les processus soutenant la fertilité du sol, les macro-invertébrés sont souvent utilisés pour souligner les perturbations dans l'espace et le temps. Cette étude a pour objectif de combler le manque de connaissances de l'effet d'une substitution partielle des engrais de synthèse par des produits résiduaires organiques sur l'ensemble des macro- invertébrés du sol et du paillis de canne à sucre en contexte insulaire tropicale. La faune visible à l'oeil nu a été collectée sur les parcelles expérimentale du programme de recherche environnemental SOERE PRO à la Réunion en 2013, 2016, 2019 et 2023 selon la méthode normalisée TSBF. Ces échantillons ont été accompagnés de mesures des propriétés physico-chimiques du sol. Malgré le peu de réponses des macro- invertébrés par rapport aux traitements de fertilisation, une augmentation de l'abondance totale des macro- invertébrés a été observée dans le temps. Cet effet s'explique probablement par la modification des propriétés physico-chimiques du sol induite par le système de canne à sucre. Les isopodes sont les animaux qui ont bénéficié le plus de ce système, notamment avec le paillis de canne à sucre. Le retour du mulch à la surface du sol après chaque récolte, et en particulier son incorporation dans le sol, permet à cette faune du sol de se développer même avec un travail du sol profond lors de la replantation d'un nouveau cycle de culture. Le paillage est donc un levier important à considérer pour favoriser les macro-invertébrés dans les systèmes canniers. De plus, une analyse plus détaillée des communautés de fourmis et de vers de terre a révélé une majorité d'espèces introduites dans la canne à sucre ainsi que trois espèces non recensées à la Réunion. Bien que la Réunion constitue un hotspot de biodiversité, les macro-invertébrés sont encore largement méconnus. Par conséquent, cette étude contribue également à améliorer nos connaissances sur les espèces de fourmis et de vers de terre dans les basses terres de l'île de la Réunion.

Mots-clés libres : Soil biodiversity, Macrofauna, Arthropoda, Annelida, Trophic group, Agroecosystem, Soil Quality, Litter, Biodiversité du sol, Macrofaune, Arthropode, Annélide, Groupes trophiques, Agroécosystème, Qualité du sol, Litière

Auteurs et affiliations

• Jacquin Estelle, UniLaSalle (FRA)

Source : Cirad-Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/613721/)

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