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Agro-Eco Sol :
Un diagnostic pour une gestion
agroécologique des sols
Christine Le Souder – ARVALIS
Matthieu Valé – Auréa Agrosciences
Biennales des conseillers fourragers – octobre 2023
Le projet Agro-Eco Sol
Sociétés
expertise conseil
Coopératives Laboratoires
privés
Laboratoires de
recherche
Ecole
d’ingénieurs
PRESTATAIRES
PARTENAIRES
PORTEUR
DU PROJET
Projet accompagné par l’ADEME dans le cadre du programme Industrie et
Agriculture éco-efficientes du programme des Investissements d’Avenir
Juillet 2017  mars 2023
Montant total du projet : 5,4 M€ dont 2 M€ d’aide PIA
2
Agro-Eco Sol : Contexte et objectifs
 Industrialiser des processus inédits d’analyse de terre (bioindicateurs de la qualité
des sols), visant à faciliter l’accès aux agriculteurs à un conseil de gestion globale des
sols agricoles
 Construire un conseil opérationnel à partir de ces bioindicateurs (référentiels
d’interprétation selon l’effet du pédoclimat et des pratiques culturales, définition de
niveaux souhaitables des fonctions renseignées par ces bioindicateurs, ainsi que des
leviers d’action possibles pour atteindre ces niveaux) sur grandes cultures et cultures
fourragères en rotation
Objectifs
Rôle central du sol dans l’Agroécologie
Besoin de doter l’ensemble des acteurs d’outils de routine pour évaluer l’état du sol
3
I) AGRO-ECO SOL : Indicateurs retenus
En complément des indicateurs de la fertilité chimique et physique (analyses de terre physico-
chimique et observations terrain), les bioindicateurs retenus caractérisent :
Les différents compartiments du carbone et de l’azote du sol
(carbone actif extrait au KMnO4, fractionnement granulométrique de
la MO, azote biologiquement minéralisable (ABM), carbone
microbien)
L’activité des micro-organismes du sol
(activités enzymatiques)
L’abondance et la diversité des organismes du sol : micro-
organismes (bactéries, champignons), microfaune (nématodes),
mésofaune (collemboles et acariens), macrofaune (carabidae et
vers de terre).
4
I) AGRO-ECO SOL : travaux sur les bioindicateurs
Type d’indicateur Méthode
Nature des travaux
dans le projet Agro-Eco Sol
Caractérisation de la
matière organique :
carbone et azote
labiles/stables
• Fractionnement granulométrique de la
matière organique
• Carbone microbien par fumigation-
extraction
Optimisation par Auréa AgroSciences
• Carbone labile KMnO4
• Azote Biologiquement Minéralisable
Transfert de technologie par SEMSE
Abondance microbienne
• ADN microbien total
• Abondance relative des champignons (ADNr
18S) et des bactéries (ADNr 16S) (ratio F/B)
Transfert de technologie par INRAE UMR
Agroécologie et acquisition de références
par INRAE UMR Agroécologie et Auréa
AgroSciences (ratio F/B)
Activité microbienne Activités enzymatiques (N, C, P, S)
Optimisation et acquisition de références
par INRAE UMR ECOSYS-Plateforme
Biochem-Env
Diversité des bactéries et
champignons
Diversité taxonomique par séquençage ADN
haut débit
Acquisition de références par INRAE UMR
Agroécologie (champignons), prestation de
séquençage réalisée par GenoScope
Abondance et diversité
des vers de terre,
carabidés et collemboles
Identification par analyse morphologique
Transfert de technologie par INRAE UMR
Eco&Sols et Université Montpellier CEFE et
proposition d’indices
Diversité moléculaire de la faune du sol Étude de faisabilité par INRAE UMR
Eco&Sols et Université Montpellier CEFE
Abondance et diversité
des nématodes Identification par analyse morphologique Prestataire analyse : ELISOL Environnement
5
II) L’interprétation Agro-Eco Sol
Parcelle
1- Le positionnement relatif
2- Le moteur d’interprétation fonctionnelle
 Combinaison des tous les indicateurs disponibles, chimiques, physiques et
biologiques, capables de renseigner de façon opérationnelle des fonctions du sol
 Interprétation de fonctions du sol, avec réalisation d’un diagnostic de satisfaction
des fonctions et la production d’un conseil agroécologique
 Tous les indicateurs biologiques et de caractérisation de la MO
 valeurs mesurées simples et indices calculés
 Positionnés dans une distribution, issue d’un référentiel descriptif
transféré par les scientifiques
 Résultats de modèles prédictifs
 Accompagnement d’un commentaire
6
1) Le positionnement relatif des bioindicateurs
Visualisation des résultats de chaque indicateur
et premier niveau d’interprétation
Parcelle
Courbe de distribution selon
l’usage, dans les référentiels
disponibles
Plage de variation selon les
différents types d’usage
Modèle prédictif selon le
pédoclimat
7
2) Moteur d’interprétation fonctionnelle
8
Diagnostic fonctionnel
et Conseil
Agriculteur
Menu : Choix des
Observations/Analyses/Indicateurs
Fiche de renseignements
(SdC, pratiques, variables descriptives)
Résultats
bioindicateurs
Laboratoire
Résultats
autres indicateurs
Observations
(type de sol,…)
Observations au champ
Mesures
(Test bêche,…)
Diagnostic de satisfaction du/des processus/fonction
Conseil :  suffisant : oui / non
Sinon :  leviers déclenchés
- Mesures -
Niveau atteint de chaque Processus/Fonction
- Typologie -
Niveau souhaitable des processus/Fonctions
2) Niveau atteint :
Arborescence entre indicateurs et fonctions
Minéralisation C du sol
Décomposition des
résidus
Dynamique du C
Stockage de C
Régulation de la
qualité de l’air (GES)
Minéralisation N du sol
Lixiviation du NO3
Dénitrification Emission de N20
Fourniture de
nutriments (N)
Production de
biomasse
Régulation de la
qualité de l’eau
Disponibilité en S
Disponibilité du P
Fourniture des
autres nutriments
(PKMgS)
Structuration du sol
Création de
micro-macro-porosité
Circulation,
infiltration en eau
Patrimoine
organismes du sol
Stabilité structurale
Assurance
écologique
Régulation des
pathogènes et
espèces invasives
Maintien
Biodiversité
Processus/Propriété Fonctions
Services
Ecosystémiques
Indicateurs
% MO
Indice de battance
. . .
. . .
Test bêche : classe
Niveau de diversité
microbienne
(Extrait)
Issu de :
- EFESE 2017
- Séminaire
INRAE-ADEME
juin 2019
et adapté à
Agro-Eco Sol
Avec élaboration
d’un système de
notations et
pondérations
(niveaux
confiance)
hiérarchisant les
indicateurs, puis
les processus
9
10
Cas de la
décomposition
des MOF
(Matières
organiques
fraiches)
Données d’entrée
Données affinées
Processus intermédiaires
Processus final
DAG (Directed Acyclic Graph) :
Niveau de processus défini par agrégation d’indicateurs construit par élicitation d’expert
2) Niveau atteint :
Arborescence entre indicateurs et fonctions
Diagnostic et conseil restitué
11
Illustration sur l’interface
Diagnostic fonctionnel à partir des mesures des indicateurs du sol
Diagnostic et conseil restitué
12
Illustration sur l’interface (extrait)
Diagnostic et conseil restitué
13
Illustration sur l’interface
Proposition de leviers agroécologiques à partir du diagnostic fonctionnel
Conclusion et perspectives
Intérêts de la structuration du schéma d’interprétation fonctionnelle d’Agro-Eco Sol :
• Schéma d’interprétation qui valorise la richesse des données d’entrée et résultats des
indicateurs au laboratoire
• Structure souple qui va permettre d’intégrer des nouvelles avancées : de nouveaux
indicateurs, de nouveaux acquis sur les liens entre des indicateurs et des processus
Mise en lumière des besoins de meilleure caractérisation et formalisation des liens
Indicateurs  Fonction
Elargissement à terme à d’autres systèmes de production
14
Lancement du service Agro-Eco Sol réalisé le 9 mars 2023 par AUREA
Contacts
• Christine LE SOUDER, ARVALIS, c.lesouder@arvalis.fr
• Matthieu VALE, AUREA Agrosciences, m.vale@aurea.eu
Pour plus d’informations :
• Brochure Auréa (4 Pages) :
https://www.aurea.eu/wp-content/uploads/2023/01/BROCHURE_AgroEcoSol-BR.pdf
• Vidéos :
https://youtube.com/playlist?list=PL9rBbIRXolb3lQ08imSmzL6-Mokur5BLh&si=hOF4JNQpECsfmkHn
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[Biennales 23] Agro-Eco sol : Un diagnostic pour une gestion agroécologique des sols

  • 1. Agro-Eco Sol : Un diagnostic pour une gestion agroécologique des sols Christine Le Souder – ARVALIS Matthieu Valé – Auréa Agrosciences Biennales des conseillers fourragers – octobre 2023
  • 2. Le projet Agro-Eco Sol Sociétés expertise conseil Coopératives Laboratoires privés Laboratoires de recherche Ecole d’ingénieurs PRESTATAIRES PARTENAIRES PORTEUR DU PROJET Projet accompagné par l’ADEME dans le cadre du programme Industrie et Agriculture éco-efficientes du programme des Investissements d’Avenir Juillet 2017  mars 2023 Montant total du projet : 5,4 M€ dont 2 M€ d’aide PIA 2
  • 3. Agro-Eco Sol : Contexte et objectifs  Industrialiser des processus inédits d’analyse de terre (bioindicateurs de la qualité des sols), visant à faciliter l’accès aux agriculteurs à un conseil de gestion globale des sols agricoles  Construire un conseil opérationnel à partir de ces bioindicateurs (référentiels d’interprétation selon l’effet du pédoclimat et des pratiques culturales, définition de niveaux souhaitables des fonctions renseignées par ces bioindicateurs, ainsi que des leviers d’action possibles pour atteindre ces niveaux) sur grandes cultures et cultures fourragères en rotation Objectifs Rôle central du sol dans l’Agroécologie Besoin de doter l’ensemble des acteurs d’outils de routine pour évaluer l’état du sol 3
  • 4. I) AGRO-ECO SOL : Indicateurs retenus En complément des indicateurs de la fertilité chimique et physique (analyses de terre physico- chimique et observations terrain), les bioindicateurs retenus caractérisent : Les différents compartiments du carbone et de l’azote du sol (carbone actif extrait au KMnO4, fractionnement granulométrique de la MO, azote biologiquement minéralisable (ABM), carbone microbien) L’activité des micro-organismes du sol (activités enzymatiques) L’abondance et la diversité des organismes du sol : micro- organismes (bactéries, champignons), microfaune (nématodes), mésofaune (collemboles et acariens), macrofaune (carabidae et vers de terre). 4
  • 5. I) AGRO-ECO SOL : travaux sur les bioindicateurs Type d’indicateur Méthode Nature des travaux dans le projet Agro-Eco Sol Caractérisation de la matière organique : carbone et azote labiles/stables • Fractionnement granulométrique de la matière organique • Carbone microbien par fumigation- extraction Optimisation par Auréa AgroSciences • Carbone labile KMnO4 • Azote Biologiquement Minéralisable Transfert de technologie par SEMSE Abondance microbienne • ADN microbien total • Abondance relative des champignons (ADNr 18S) et des bactéries (ADNr 16S) (ratio F/B) Transfert de technologie par INRAE UMR Agroécologie et acquisition de références par INRAE UMR Agroécologie et Auréa AgroSciences (ratio F/B) Activité microbienne Activités enzymatiques (N, C, P, S) Optimisation et acquisition de références par INRAE UMR ECOSYS-Plateforme Biochem-Env Diversité des bactéries et champignons Diversité taxonomique par séquençage ADN haut débit Acquisition de références par INRAE UMR Agroécologie (champignons), prestation de séquençage réalisée par GenoScope Abondance et diversité des vers de terre, carabidés et collemboles Identification par analyse morphologique Transfert de technologie par INRAE UMR Eco&Sols et Université Montpellier CEFE et proposition d’indices Diversité moléculaire de la faune du sol Étude de faisabilité par INRAE UMR Eco&Sols et Université Montpellier CEFE Abondance et diversité des nématodes Identification par analyse morphologique Prestataire analyse : ELISOL Environnement 5
  • 6. II) L’interprétation Agro-Eco Sol Parcelle 1- Le positionnement relatif 2- Le moteur d’interprétation fonctionnelle  Combinaison des tous les indicateurs disponibles, chimiques, physiques et biologiques, capables de renseigner de façon opérationnelle des fonctions du sol  Interprétation de fonctions du sol, avec réalisation d’un diagnostic de satisfaction des fonctions et la production d’un conseil agroécologique  Tous les indicateurs biologiques et de caractérisation de la MO  valeurs mesurées simples et indices calculés  Positionnés dans une distribution, issue d’un référentiel descriptif transféré par les scientifiques  Résultats de modèles prédictifs  Accompagnement d’un commentaire 6
  • 7. 1) Le positionnement relatif des bioindicateurs Visualisation des résultats de chaque indicateur et premier niveau d’interprétation Parcelle Courbe de distribution selon l’usage, dans les référentiels disponibles Plage de variation selon les différents types d’usage Modèle prédictif selon le pédoclimat 7
  • 8. 2) Moteur d’interprétation fonctionnelle 8 Diagnostic fonctionnel et Conseil Agriculteur Menu : Choix des Observations/Analyses/Indicateurs Fiche de renseignements (SdC, pratiques, variables descriptives) Résultats bioindicateurs Laboratoire Résultats autres indicateurs Observations (type de sol,…) Observations au champ Mesures (Test bêche,…) Diagnostic de satisfaction du/des processus/fonction Conseil :  suffisant : oui / non Sinon :  leviers déclenchés - Mesures - Niveau atteint de chaque Processus/Fonction - Typologie - Niveau souhaitable des processus/Fonctions
  • 9. 2) Niveau atteint : Arborescence entre indicateurs et fonctions Minéralisation C du sol Décomposition des résidus Dynamique du C Stockage de C Régulation de la qualité de l’air (GES) Minéralisation N du sol Lixiviation du NO3 Dénitrification Emission de N20 Fourniture de nutriments (N) Production de biomasse Régulation de la qualité de l’eau Disponibilité en S Disponibilité du P Fourniture des autres nutriments (PKMgS) Structuration du sol Création de micro-macro-porosité Circulation, infiltration en eau Patrimoine organismes du sol Stabilité structurale Assurance écologique Régulation des pathogènes et espèces invasives Maintien Biodiversité Processus/Propriété Fonctions Services Ecosystémiques Indicateurs % MO Indice de battance . . . . . . Test bêche : classe Niveau de diversité microbienne (Extrait) Issu de : - EFESE 2017 - Séminaire INRAE-ADEME juin 2019 et adapté à Agro-Eco Sol Avec élaboration d’un système de notations et pondérations (niveaux confiance) hiérarchisant les indicateurs, puis les processus 9
  • 10. 10 Cas de la décomposition des MOF (Matières organiques fraiches) Données d’entrée Données affinées Processus intermédiaires Processus final DAG (Directed Acyclic Graph) : Niveau de processus défini par agrégation d’indicateurs construit par élicitation d’expert 2) Niveau atteint : Arborescence entre indicateurs et fonctions
  • 11. Diagnostic et conseil restitué 11 Illustration sur l’interface Diagnostic fonctionnel à partir des mesures des indicateurs du sol
  • 12. Diagnostic et conseil restitué 12 Illustration sur l’interface (extrait)
  • 13. Diagnostic et conseil restitué 13 Illustration sur l’interface Proposition de leviers agroécologiques à partir du diagnostic fonctionnel
  • 14. Conclusion et perspectives Intérêts de la structuration du schéma d’interprétation fonctionnelle d’Agro-Eco Sol : • Schéma d’interprétation qui valorise la richesse des données d’entrée et résultats des indicateurs au laboratoire • Structure souple qui va permettre d’intégrer des nouvelles avancées : de nouveaux indicateurs, de nouveaux acquis sur les liens entre des indicateurs et des processus Mise en lumière des besoins de meilleure caractérisation et formalisation des liens Indicateurs  Fonction Elargissement à terme à d’autres systèmes de production 14 Lancement du service Agro-Eco Sol réalisé le 9 mars 2023 par AUREA
  • 15. Contacts • Christine LE SOUDER, ARVALIS, c.lesouder@arvalis.fr • Matthieu VALE, AUREA Agrosciences, m.vale@aurea.eu Pour plus d’informations : • Brochure Auréa (4 Pages) : https://www.aurea.eu/wp-content/uploads/2023/01/BROCHURE_AgroEcoSol-BR.pdf • Vidéos : https://youtube.com/playlist?list=PL9rBbIRXolb3lQ08imSmzL6-Mokur5BLh&si=hOF4JNQpECsfmkHn 15