La vie du sol sort de l’ombre¶

Se limiter à une analyse physico-chimique pour mesurer l’état d’un sol, c’est apprécier son fonctionnement par le petit bout de la lorgnette. On ne peut pas passer à côté de la connaissance des organismes vivants qui habitent sous terre. De leur santé découle la bonne nutrition des plantes de même que la dépollution, l’infiltration de l’eau vers les nappes, la résistance à l’érosion… Les organismes du sol ne se limitent pas aux vers de terre, loin s’en faut. Des plus petits (bactéries) aux plus gros (lombrics, voire taupes…) en passant par des vers divers et variés (nématodes, enchytréides…), des arthropodes (insectes diploures et collemboles, acariens…), la terre regorge d’une étonnante diversité biologique. "Le sol renferme la plus grande densité et diversité d’organismes vivants de notre planète. Cette immense diversité est le support de fonctions biologiques qui permettent au sol de rendre de nombreux services pour les activités humaines", communique l’Observatoire français des sols vivants (OFSV). Tout le monde perçoit l’importance de ces organismes dans le bon fonctionnement d’un sol où les plantes plongent leurs racines. Quant à diagnostiquer véritablement leur état de santé, c’est une autre paire de manche.¶

Des laboratoires proposent des analyses simples de la biomasse microbienne des sols. Des experts auscultent l’état de la matière organique d’un sol comme l’on prend la température d’un corps. Mais ces diagnostics rendent compte de façon partielle de l’activité des organismes. "Nous avons cherché ce qui existait comme outils de mesure de leur qualité. Il y a bien les mesures physico-chimiques, utiles mais qui ne permettent pas de dire si l’on est en présence d’un sol de bonne ou de mauvaise qualité car elles ne prennent pas en compte la vie biologique du sol, indique Élisabeth Vérame, secrétaire générale de l’OFSV et agricultrice dans le Maine-et-Loire. En fait, pour apprécier l’état d’un sol par rapport à la manière dont on veut l’utiliser, il n’existe pas d’outil de diagnostic accessible."
De là a germé l’idée de mettre au point ces outils. L’Ademe a initié des projets visant à évaluer divers outils d’analyse du sol centrés sur la vie biologique. Le projet Casdar Agrinnov en a ensuite retenu et testé certains sur le terrain. Près de 250 agriculteurs ont joué le jeu, participant à l’évaluation de leur praticité. Pour recevoir leur adhésion, les outils se devaient de ne pas être trop lourds à mettre en œuvre, d’être facilement interprétables, pas trop chers et fiables quant aux mesures effectuées et à l’analyse des résultats. Le projet AgrInnov a également précisé les trois groupes de bio-indicateurs sur lesquels les mettre en œuvre, à savoir les micro-organismes (bactéries et champignons), les nématodes et les lombrics.

Les micro-organismes sont les plus importants en quantité et en biomasse. Ils représentent plusieurs tonnes de carbone à l’hectare dans le sol. On ne peut pas passer à côté en matière de diagnostic. Or les mesures de micro-organismes, déjà proposées par certains laboratoires, reposent sur la biomasse microbienne (technique de la fumigation extraction par exemple) et ne rendent pas compte de la diversité d’espèces. Ce que permet une analyse microbiologique basée sur l’extraction de leur ADN ⁽¹⁾. "C’est une technique 'routinisable' en pratique puisque nous partons d’échantillons de sols classiques pour en faire des analyses en laboratoire", présente Anne-Laure Blieux, animatrice de Wellience Agro environnement qui propose ce type d’étude. La technique avec extraction d’ADN se base sur les technologies les plus récentes et apporte plus de précision en la matière.
La biomasse moléculaire microbienne d’un champ est comparée à une gamme de variation normale, prédite sur un type de sol grâce à un référentiel national existant. Le rapport champignons/bactéries est calculé et doit se situer entre 1 et 5 %. En dehors de cette fourchette, on est en présence d’un déséquilibre aux répercussions négatives sur le fonctionnement biologique du sol et notamment la minéralisation de la matière organique. La diversité microbienne renseigne sur le potentiel de fonctionnement biologique du sol et sa stabilité (résilience du système).

Ces microvers, surtout connus au travers d’espèces nuisibles aux cultures, ont également été retenus comme bio-indicateurs. Un gramme de sol peut en contenir plus d’un millier dont beaucoup présentent un rôle bénéfique. "Ces nématodes dits 'libres' sont bactérivores ou fongivores et témoignent de l’activité biologique du sol. D’autres espèces, plus omnivores, sont sensibles aux perturbations du sol. La structure de la communauté des nématodes renseigne sur le fonctionnement du sol, résume Cécile Villenave, responsable scientifique d’Elisol Environnement, une start-up qui s’est créée sur les analyses nématologiques. Ce sont de bons candidats parmi les bio-indicateurs et les prélèvements d’échantillon de sol sont du même type que ceux pour les analyses physico-chimiques." Réalisé visuellement en laboratoire, le diagnostic de cette nématofaune demande peu de temps sur le terrain tout en apportant des renseignements complémentaires aux micro-organismes et aux vers de terre.

Il en existe diverses espèces selon la profondeur du sol. Ils sont classés en quatre groupes : épigés, épi-acéniques, anéciques, endogés qui tiennent des rôles variés. Leur abondance et leur composition taxonomique donnent une indication sur la qualité biologique du sol et son fonctionnement. Mais comment diagnostiquer leurs présence et diversité dans un sol "sans trop se casser la tête" ? "Ce sont des tests physiques qui prennent forcément du temps pour bien caractériser un sol", admet Daniel Cluzeau, enseignant chercheur à l’université de Rennes et directeur de la station biologique de Paimpont.
Pour une mise en pratique facile sur le terrain, deux diagnostics ont été mis au point : le test moutarde et le test bêche structure vers de terre (TBSVT). "Le test moutarde est simple. On applique un mélange de moutarde et d’eau sur le sol que l’on l’arrose abondamment. Le mélange fait ressortir les vers de terre. Mais le test nécessite une attente assez longue, le temps que ces lombrics fassent surface, explique Daniel Cluzeau. Les agriculteurs qui ont eu à le tester dans le cadre du projet AgrInnov n’ont pas été convaincus de son efficacité." Le second test a mieux répondu à leurs besoins même s’il prend également du temps et qu’il peut générer de la fatigue physique. Avec le prélèvement d’un bloc de terre de la dimension d’une bêche, le TBSVT a le mérite de servir à étudier la structure du sol en plus de la présence des vers de terre.

Le diagnostic de la vie du sol ne se limite pas à déceler les petites bêtes. Le tableau de bord des outils testés dans le cadre d’AgrInnov comporte un test de structure physique ainsi qu’une analyse physico-chimique pour connaître le statut trophique du sol, voire son niveau de pollution.¶

L’efficacité de minéralisation de la matière organique par les organismes du sol est aussi analysée au travers d’une méthode simple, dite du " Litterbag". "On introduit de la matière organique (paille par exemple) dans un petit sac de nylon avec une maille assez lâche pour laisser passer les organismes. On la met dans le sol et on la récupère trois ou quatre mois plus tard, décrit Lionel Ranjard, de l’UMR Agroécologie à l’Inra de Dijon. On mesure la perte de masse de cette MO qui indique la capacité du sol à dégrader cette MO."
De leur présence à leurs fonctions dans le sol, les lombrics et autres organismes vivants de la terre ont de moins en moins de secrets pour chercheurs et agriculteurs.