Les sols et la vie souterraine Des enjeux majeurs en agroécologie Coll. Synthèses

Cet ouvrage regroupe seize chapitres qui présentent et discutent les découvertes récentes sur les sols et les interactions entre plantes et organismes telluriques. L'étude physico-chimique des sols permet de comprendre comment certains de leurs horizons favorisent l'implantation de la faune souterraine (vers de terre, collemboles, acariens...) et, corollairement, comment celle-ci crée de nouveaux espaces, qui seront colonisés par d'autres organismes telluriques, notamment microbiens. La caractérisation des microorganismes des sols par des approches métagénomiques révèle que la présence et le type de populations microbiennes dépendent des conditions environnementales ou des types de cultures. Elle facilite la définition de bio-indicateurs, qui dans cet ouvrage sont particulièrement illustrés à l'échelle de la France. Enfin, des travaux de génétique moléculaire montrent que des exsudats de racines de plantes sont capables de sculpter le microbiote racinaire, inhibant ou activant la croissance de populations microbiennes spécifiques. De telles avancées scientifiques ouvrent de nouvelles voies pour orienter les interactions plantes-microorganismes. Faire connaître les effets bénéfiques des microbes du sol sur les plantes permettra d'instaurer des systèmes de culture plus durables et plus économes en intrants de synthèse. Ces recherches ont donc un énorme potentiel pour le développement de l'agroécologie. Ce livre pluridisciplinaire s'adresse aux agronomes, aux étudiants et enseignants du supérieur en agronomie, ainsi qu'à tout chercheur souhaitant accéder aux bases scientifiques d'une agriculture éco-responsable.

Chapitre 1. Le sol habitat : environnement physicochimique et conditions de développement des différents organismes présents dans le sol
. Le sol, genèse et évolution : création d’un habitat
. Implications au plan physicochimique
. La structure du sol, habitat pour les êtres vivants
. Conclusion

Chapitre 2. Localisation des matières organiques et des activités microbiennes : conséquences pour le fonctionnement du sol
. Biodégradation des matières organiques : de multiples facteurs
. Les processus à l’échelle microscopique affectent les flux à une échelle macroscopique, voire globale
. Conclusion

Chapitre 3. Couplages et contrôles des cycles du carbone et de l’azote par les communautés microbiennes dans les sols cultivés
. Les mécanismes mis en jeu
. Quelles options envisager pour l’évolution des systèmes cultivés ?
. Conclusion

Chapitre 4. La richesse des communautés microbiennes des sols, un trésor inestimable
. Les sols, réacteurs bio-physicochimiques
. Les sols, réservoirs de microorganismes aux activités multiples
. Les microorganismes des sols, clés des recyclages biogéochimiques, agents de fonctions essentielles des sols
. Les sols abritent des systèmes biologiques hautement régulés
. Les sols, habitats de biosystèmes adaptés
. Pourquoi nos connaissances des communautés microbiennes et des conditions de leur activité sont-elles encore si réduites ?
. Les connaissances à développer pour mieux valoriser les organismes du sol
. et leur potentiel génétique
. Conclusion

Chapitre 5. Modélisation de la croissance des cultures considérant l’hétérogénéité physique et spatiale du sol
. Expérimentations au champ
. Modélisation couplant sols-végétation-atmosphère
. Conclusion

Chapitre 6. Impact des invertébrés sur les fonctions des sols et leurs applications dans les systèmes sol-plante
. Les sols, milieux vivants
. Implications de la faune du sol pour la production primaire
. Piloter la biodiversité des sols ?

Chapitre 7. Les relations trophiques microfaune-bactéries rhizosphériques-mycorhizes : quel rôle dans le recyclage des nutriments (N et P) ?
. La plante et son environnement biologique dans le sol
. Cycle de l’azote et effet des composants biologiques sur la nutrition azotée des plantes
. Cycle du phosphore et effet des composants biologiques sur la nutrition phosphatée des plantes
. Conclusion

Chapitre 8. Effets en surface avec impacts sous surface : réponse de la rhizosphère d’arbres forestiers à une exposition élevée à l’ozone troposphérique
. Effets de l’O₃ dans le sol
. Interactions O₃/sécheresse
. Modèle expliquant les effets sols de l’O₃
. Nouvelles connaissances sur la réaction de l’arbre adulte à l’O₃
. Signification écologique et conclusions

Chapitre 9. Mise en place d’outils et de bio-indicateurs pertinents de la qualité des sols
. Un intérêt croissant pour les sols et leur composante biologique
. Des outils classiques complétés par de nouvelles approches
. Construction de référentiels d’interprétation
. De l’indicateur à la fonction et aux services écosystémiques potentiels
. Acceptabilité et compréhension des bio-indicateurs
. Sélection d’indicateurs pertinents pour évaluer la qualité des sols
. Conclusion

Chapitre 10. Compréhension et valorisation des interactions entre plantes et microorganismes telluriques : des enjeux majeurs en agroécologie
. Des progrès majeurs dans les stratégies et les méthodes d’analyse de la biodiversité tellurique et des interactions plantes-microorganismes
. Recrutement du microbiote rhizosphérique par la plante hôte
. Des interactions à bénéfices réciproques
. Les interactions plantes-microorganismes dans les agroécosystèmes
. Conclusions et perspectives

Chapitre 11. Les associations mycorhiziennes dans les sols : pour une meilleure maîtrise de la production végétale
. La symbiose mycorhizienne
. La valorisation de la symbiose mycorhizienne en agriculture
. Conclusion

Chapitre 12. Mécanismes cellulaires et moléculaires et ingénierie écologique des mycorhizes à arbuscules
. Introduction : mycorhizes à arbuscules et services écosystémiques
. Mécanismes sous-jacents aux échanges de nutriments dans la mycorhize à arbuscules
. Régulation des protéines de transport impliquées dans les échanges trophiques de la mycorhize à arbuscules
. Réseaux mycéliens communs
. Ingénierie écologique des mycorhizes à arbuscules
. Conclusion

Chapitre 13. Orienter les communautés et populations microbiennes telluriques via l’utilisation de plantes à exsudation modifiée
. La rhizosphère, lieu privilégié d’échanges entre microorganismes et végétaux
. Orienter les populations et les communautés microbiennes de la rhizosphère*
. Vers une nouvelle vision des interactions entre plantes et microorganismes associés

Chapitre 14. Orienter les communautés et les populations microbiennes telluriques via l’utilisation de biostimulants perturbant la communication moléculaire bactérienne
. La lutte biologique utilisant les microorganismes du sol
. De l’intérêt d’être à l’écoute des communications microbiennes
. Comment perturber la communication des bactéries pathogènes ?
. Biostimulation de la dégradation des signaux de quorum sensing
. Un agent bactérien capable d’une dégradation efficiente des signaux de quorum sensing
. Transfert d’échelle et application en sols
. Perspectives

Chapitre 15. Défis et perspectives pour l’utilisation de la fixation biologique de l’azote en agriculture
. L’addiction de l’agriculture à l’azote
. La fixation symbiotique de l’azote, pierre angulaire d’une future agriculture durable
. Utilisation d’endophytes diazotrophes comme bio-inoculant
. La production de la nitrogénase dans des organites végétaux : les « nitroplastes »
. L’organogenèse de nodosités chez des plantes de grande culture
. Conclusion

Chapitre 16. Communication entre les partenaires dans la symbiose mycorhizienne à arbuscules
. Les strigolactones : des molécules de signalisation aux multiples fonctions
. Émission de strigolactones et de Myc-LCO : monologues ou dialogue ?
. Conclusions et perspectives