La diversité végétale améliore la rétention du carbone dans le sol

Alors que l’expansion agricole et l’agriculture intensive continuent de dégrader les sols et à libérer du carbone dans l’atmosphère, il est indispensable de trouver des moyens d’accroître le stockage du carbone dans le sol. Sachant que plus de 40 pour cent des terres de la planète sont utilisées pour l’agriculture, les agroécosystèmes doivent jouer un rôle majeur dans les stratégies d’atténuation du changement climatique.

Toutefois, la connaissance limitée que nous avons des interactions plante-microbe a, pour l’instant, freiné nos efforts d’optimisation du stockage du carbone dans le sol. Une équipe internationale de chercheurs conduite par Luiz Domeignoz-Horta, de l’université de Zurich, en Suisse, a acquis de nouvelles connaissances sur la façon dont l’accroissement de la diversité végétale dans l’agriculture peut considérablement améliorer la rétention du carbone dans le sol.

Culture intercalaire de l’orge avec jusqu’à huit autres espèces végétales
 

Les chercheurs ont mené leur étude en faisant appel à l’expérience TwinWin qui, en Finlande, cherche à savoir comment différents niveaux de diversité végétale associés à de l’orge ont une incidence sur les processus microbiens dans le sol. L’orge était cultivée seule ou en intercalaire avec jusqu’à huit espèces végétales différentes, y compris des variétés connues pour fixer l’azote et avoir des racines profondes, choisies pour leur potentiel d’amélioration de la santé du sol.

Comme moyen de savoir avec quel niveau d’efficacité les microbes convertissent les apports de carbone en nouvelle biomasse au lieu de les libérer sous forme de CO₂, les chercheurs ont mesuré l’utilité du carbone dans la croissance microbienne. En analysant la prolifération microbienne, la respiration du sol et la dynamique communautaire grâce au séquençage moléculaire et au suivi de la stabilité des isotopes, ils ont identifié la circulation du carbone dans les communautés microbiennes du sol.

« Nous avons constaté qu’une plus forte diversité végétale favorisait des interactions positives plus fortes entre les microbes et la rhizosphère – partie du sol voisine des racines des plantes – et améliorait en fin de compte l’efficacité d’utilisation du carbone par les communautés microbiennes, » explique l’auteur Luiz Domeignoz-Horta.

Amélioration de la biomasse végétale grâce à la biodiversité
 

Il a été constaté que la diversité végétale améliorait également la production globale de biomasse végétale sans réduire les rendements d’orge, ce qui a permis de considérer que cette pratique permettait de préserver la production agricole tout en améliorant la rétention du carbone dans le sol. Les résultats de l’étude soulignent le rôle essentiel que joue la diversité végétale en influençant la physiologie microbienne du sol. L’accroissement de la diversité améliore la santé et la résilience des écosystèmes, mais elle offre également une approche durable de la séquestration du carbone dans les sols agricoles.

« La mise en œuvre de la diversité végétale dans les systèmes agricoles est gourmande en main-d’œuvre, notamment pour les petits exploitants agricoles qui sont la clé de la durabilité, » concède Luiz Domeignoz-Horta. « Néanmoins, nos résultats donnent à penser qu’avec un soutien stratégique adéquat, encourager des combinaisons agricoles variées pourrait devenir un élément clé du ‘carbon farming’ en aidant à stocker plus de carbone dans les sols tout en préservant la productivité agricole. Cela pourrait préparer le terrain à de nouvelles pratiques agricoles résilientes au changement climatique et bénéfiques à l’environnement et aux agriculteurs. »

(UZH/wi)

Reference

Domeignoz-Horta, L.A., Cappelli, S.L., Shrestha, R. et al. Plant diversity drives positive microbial associations in the rhizosphere enhancing carbon use efficiency in agricultural soils. Nature Communications. 14 septembre 2024. DOI: 10.1038/s41467-024-52449-5