Facteurs influençant la symbiose mycorhizienne

L’Unité SAD-Paysage et l’équipe BCRP «

Les recherches de l’unité SAD-Paysage (Sciences pour l’Action et le Développement – Paysage) visent à produire des connaissances sur les relations entre activités agricoles, dynamiques du paysage et de la biodiversité. Ces recherches sont orientées vers la construction de méthodes d’aide à la décision, pour des acteurs de la gestion des paysages et de la biodiversité (agriculteurs, agents du développement agricole et territorial, acteurs de l’action publique). » (source : site internet de l’Unité) L’unité s’est organisée en 3 équipes travaillant sur différents domaines : Ecologie du paysage et des communautés, Agronomie et zootechnie systémique et Biodiversité cultivée et recherche participative (BCRP).

C’est au sein de cette dernière que j’effectue mon stage. Cette équipe, axée sur l’agroécologie et le développement de la biodiversité cultivée est la seule de l’unité à avoir ses locaux au Rheu. Les autres locaux de SAD-Paysage sont sur le site de Rennes au sein de l’école d’Agrocampus Ouest. L’équipe BCRP est coordonnée par Véronique Chable qui est ingénieur de recherche INRA. On y trouve aussi Estelle Serpolay-Besson, ingénieur d’étude de l’ITAB (Institut Technique de l’Agriculture Biologique) mise à la disposition de l’INRA. La composition de l’équipe est disponible en Annexe. Que se cache-t-il derrière le nom Biodiversité Cultivée et Recherche Participative ? La recherche participative « se caractérise par un processus de production des connaissances effectué de concert avec les acteurs de terrain » (définition donnée par la Presse de l’Université du Québec). C’est-à-dire que dans le cas de BCRP, des fermes participent aux différents projets qui sont établis en collaboration avec tous les partenaires.

Les agriculteurs comme les autres partenaires établissent les objectifs et discutent les orientations des recherches. En pratique, ils sont libres d’une grande partie des itinéraires techniques culturaux empruntés dans le cadre fixé en commun. Il en résulte des résultats diversifiés puisque les expérimentations n’ont pas lieu dans des conditions environnementales contrôlées. S’ils sont parfois plus durs à interpréter du fait du nombre de variables mises en jeu (diversité des sols, climats, et techniques des fermes partenaires), les résultats viennent en revanche directement du terrain dans des conditions réelles de production, pour une valorisation rapide des expérimentations par les professionnels. L’équipe BCRP est engagée dans différents projets portant principalement sur les variétés populations et la diversité cultivée (intra et inter-spécifique) en grandes cultures et cultures potagères dans différentes régions en France. C’est donc la diversité végétale qui est étudiée dans l’équipe BCRP, mais celle-ci a un effet sur la diversité animale (ravageurs et auxiliaires des cultures notamment) et sur l’environnement dans sa globalité. source : www6.rennes.inra.fr/sad/ + équipe.

L’intérêt de la biodiversité cultivée

La biodiversité cultivée est un thème de recherche récent et en développement. On constate une dangereuse chute de la biodiversité depuis quelques décennies, l’agriculture moderne est en partie responsable mais aussi victime. Les remembrements de la seconde partie du XXe siècle ont en effet entraîné la destruction de milliers de kilomètres de haies bocagères, barrières physiques contre les maladies et ravageurs, mais aussi refuges de faunes auxiliaires, zones humides et au sol biologiquement actif. Dans ces conditions, nombre d’espèces ne pouvaient plus être cultivées sans recours aux controversés et coûteux produits phytosanitaires et engrais de synthèse. En outre, la diversité dans les cultures permet d’assurer un certain revenu à l’agriculteur, d’autant plus dans un contexte d’instabilité climatique récente un peu plus marquée chaque année.

Un grand nombre d’espèces animales et végétales ont disparu ou sont menacées par le recours quasisystématique aux cultures pures de variétés dites « améliorées » (ou variétés modernes ou commerciales). La commercialisation des semences nécessite l’inscription des variétés au catalogue officiel imposant à celles-ci trois critères : « distinction, stabilité, homogénéité », notamment en Europe, entrainant une chute de la diversité génétique des cultures. Ces variétés modernes sont utilisées de manière très majoritaire. Leur homogénéité facilite la stabilité des caractères d’une variété choisie, et l’assurance de critères recherchés pour l’exploitant qui achète des semences. En revanche, cette homogénéité peut avoir des conséquences importantes : si la variété se révèle sensible à un nouveau paramètre environnemental, l’ensemble des champs qu’elle compose risque d’importantes pertes. De plus cette baisse de biodiversité est préjudiciable aux agro-éco-systèmes qui trouvent leur équilibre dans la diversité.

En outre, ces variétés ont été en partie sélectionnées sur leur capacité à valoriser les intrants chimiques (engrais et produits phytopharmaceutiques). Or, les interdictions de produits phytopharmaceutiques se multiplient au fur et à mesure de découvertes d’effets nocifs sur l’Homme et/ou l’environnement. De surcroit, le changement climatique est menaçant, la prise de conscience de l’urgence est grandissante et les engrais chimiques contribuent grandement aux émissions de gaz à effet de serre. Ainsi l’épandage de 100 kg d’azote de synthèse sur 1 ha contribue autant à l’effet de serre qu’une voiture parcourant 10 000 kilomètres. En cause : les grandes quantités d’énergie fossile nécessaire à la synthèse des molécules et le dégagement au champ de protoxyde d’azote lors de l’épandage, qui a un effet de serre 298 fois supérieur au CO2 (Caplat, 2014). On constate aussi que les ressources en phosphore minier diminuent à une vitesse inquiétante, le pic d’extraction est prévu entre 2040 et 2050. Ces variétés ne semblent donc pas parfaitement adaptées aux besoins de l’agriculture de demain qui ne pourra pas autant compter sur les intrants que celle d’aujourd’hui. Cultiver la même variété, constituée de génotypes identiques, sous des climats et sur des sols très différents relève d’ailleurs d’une incohérence avec ce que nous enseignent les sciences du vivant. Enfin, la situation économique catastrophique de nombreux agriculteurs les pousse à diminuer les charges de leurs entreprises et la volatilité des prix des intrants peut amplifier une mauvaise conjoncture.

La diversité intra-variétale

Ce début de siècle a été marqué par la renaissance de la sélection paysanne dynamique, qui assure une adaptation continue des variétés aux terroirs dans lesquels elles sont cultivées. En effet, les variétés populations sont des variétés hétérogènes génétiquement, et elles peuvent être re-semées d’une année sur l’autre avec un travail de sélection pour maintenir les caractères d’intérêt et un soin particulier pour obtenir et conserver la qualité germinative des semences. Une fois la variété choisie, c’est donc l’agriculteur qui choisit ces caractères en orientant sa sélection et en ne re-semant que les graines issues d’individus répondant aux critères choisis (ou en éliminant les plantes qui ne correspondent pas aux critères recherchés). On peut ainsi sélectionner en fonction de la hauteur, de la taille de l’épi, de la résistance au désherbage mécanique, du comportement en association avec une autre espèce etc…

Elles sont donc adaptatives et évolutives, et s’adaptent au terroir dans lequel elles sont cultivées. Si le rendement en grains est généralement inférieur à celui des variétés modernes, le rendement en paille est souvent très nettement supérieur. Ce critère peut se révéler très intéressant pour les polyculteurs-éleveurs, notamment en bio, qui ont souvent du mal à atteindre l’autonomie en paille. Les variétés populations sont également beaucoup plus rustiques que les variétés issues de la sélection moderne. Si les variétés population ont en général un rendement régulier en quantité (les forces et faiblesses des différents génotypes s’équilibrent communément), la régularité de la qualité des grains est plus problématique, notamment pour la transformation. On note cependant qu’elles sont généralement plus riches en protéines que les variétés modernes. sources : (CAB Pays de Loire, 2011) + (Doré, Varoquaux, 2006) + journée autour des blés populations du 4 juillet 2016 organisée par le GABB Anjou (Groupement des Agriculteurs Biologistes et Biodynamistes d’Anjou)

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Table des matières

INTRODUCTION
CONTEXTE DE L’ETUDE
1.Présentation de la structure d’accueil
1.1. L’INRA, un institut national d’envergure mondiale
1.2. Le centre de Rennes Bretagne-Normandie
1.3. L’Unité SAD-Paysage et l’équipe BCRP
2.Le projet SAFARI
2.1. Présentation
2.2. Problématique
SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
1.L’intérêt de la biodiversité cultivée
1.1. La diversité intra-variétale
1.2. Les diversités intra et inter-spécifiques
2.La symbiose mycorhizienne
2.1. Histoire
2.2. Généralités
2.3. Description des EA
2.4. Facteurs influençant la symbiose mycorhizienne
3.Intérêts agronomiques des mycorhizes
3.1. Prise de nutriments
3.2. Gestion hydrique de la plante
3.3. Protection des plantes
3.4. Fertilité du sol
MATERIELS ET METHODES :
1.Dispositif expérimental
1.1. Le contexte géo-climatique
1.2. Semis et choix des variétés
2.Planification des travaux du stage
3.Échantillonnage
4.Protocole pour observer les racines
4.1. Préparation des racines
4.2. Méthode
4.3. Adaptation aux racines de blé par l’équipe BCRP
4.4. Observation et quantification de la colonisation racinaire mycorhizienne
5.Analyses de données
5.1. Représentations graphiques
5.2. Tests statistiques
RESULTATS
Impact de la diversité intra-variétale
Impact de la diversité inter-variétale
Impact de la diversité inter-spécifique
Impact du lieu
Effet année
DISCUSSION
1.Pertinence du protocole
1.1. 2016
1.2. Evolution du dispositif
2.Des hypothèses aux résultats
2.1. Impact de la diversité génétique
2.2. Effet lieu
2.3. Effet année
CONCLUSION
Bilan de l’étude
Bilan personnel
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
Articles et ouvrages
Webographie