Understanding and managing soil biodiversity: a major challenge in agroecology

International audienceSoils are living environments in which particularly abundant and diverse microbiome and fauna are evolving. The resulting biological functioning has a direct impact not only on soil fertility but also on a series of ecosystems services. Thus, microbial communities are involved in geochemical cycles in which microbial enzymes catalyse the different steps. Modulation of the corresponding activities is essential as these affect plant growth and environmental quality. In general, biodiversity affects both the productivity and stability of agroecosystems. It is therefore of paramount importance to take soil biodiversity and biological functioning into account when designing cropping systems and evaluating their impacts. The progress achieved in soil microbiology in recent years now makes it possible to propose analyses of soil biology, as has been feasible for many years for soil physicochemistry. These analyses obviously require the use of standardized procedures for soil sampling, measuring the abundance and diversity of the microbial communities, as well as the identification of bioindicators. Similarly, referential systems need to be established to interpret these analyses and diagnose the biological status of soils, and, more especially, to determine whether the obtained values are within the range of variations normal for a given soil type and land use. Great progress to standardize such procedures and establish referential systems has been achieved during large-scale research programmes carried out to characterize biodiversity on national and European scales. These diagnostic elements need to be accompanied by recommendations. The aim of ongoing research is thus to propose aids for decision-making, based on the results of biological analyses, so attempts can be made to monitor and manage biodiversity to satisfy soil fertility requirements and ensure the ecosystem services expected of soils

Qu’attendre des recherches en microbiologie du sol ?

SPE EA EcolDur GenoSol MERS IPM Résumé du livre : La fertilité des sols est au carrefour des enjeux de sécurité alimentaire, de protection de l’environnement et de rentabilité économique de l’activité agricole. Cet ouvrage présente les résultats d’une réflexion prospective sur le contexte de la fertilisation dans les 5-10 ans à venir. Il définit les besoins en termes de méthodes et d'outils pour la gestion des cycles biogéochimiques et le raisonnement de la fertilisation en agriculture. Mots clés du livre : agriculture - agronomie - eau - effluent - engrais - environnement - fertilisation - pollution - prévention - production végétale - prospective - sol Description du chapitre 10 (partie 3) : "Qu’attendre des recherches en microbiologie du sol ?" Introduction Diagnostic de l’état microbiologique des sols Ingénierie écologique ConclusionNational audienc

Un premier pas vers la compréhension des données biologiques.

National audienceAlthough the quality of soils has to be managed, knowledge about soil functioning remains incomplete particularly because the biological components at the center of the whole transformation process of the organic matter remains to be described. The objective of this essay is to demonstrate the interest of a multi-parameter approach in order to utilise the micro-organisms as indicators of the state of soils. Cellular, molecular and membrane markers of the microbial communities (bacteria and fungi) have been proposed in order to determine the abundance of these organisms under different natural (climate, soil status) and anthropogenic (grassland, cultivated land) constraints. The measurement of these structural markers was completed by measuring the enzymatic activities with the aim of understanding the eventual links between structure and function. Multiway analysis of variance (ANOVA) has allowed the quantification of the impact of environmental factors studied on the measured markers. Coupled with correlation analysis between the different markers, this work proposes elements for reflection concerning the choice of pertinent indicators of the state of the soil.Si está indispensable controlar la calidad de los suelos, los conocimientos sobre su funcionamiento quedan lacunarios en particular puesto que el componente biológico que está al origen del conjunto de los procesos de transformación de la materia orgánica queda describir. En este ensayo, el objetivo esta mostrar el interés del enfoque multiparamétrico para prever el uso de los microorganismos como indicadores del estado de los suelos. Se propusieron marcadores celulares, moleculares y membranarios de las comunidades microbianas (bacterias y hongos) para determinar las abundancias de estos organismos bajo diferentes limitantes naturales (abril, junio, octubre) y antrópicos (pradera / grandes cultivos ; aporte de contaminante - el cobre 200 ppm -). Se completo la medida de estos marcadores estructurales por la medida de las actividades enzimáticas con el objetivo de aprehender eventuales vínculos entre estructura y función. Análisis multivariados (ANOVA) permitieron cuantificar el impacto de factores ambientales estudiados sobre los marcadores medidos. Acoplados a análisis de correlaciones entre los diferentes marcadores, este trabajo permite proponer elementos de reflexión para la elección de indicadores pertinentes del estado de los suelos.S’il est indispensable de maîtriser la qualité des sols, les connaissances sur son fonctionnement demeurent lacunaires, notamment parce que la composante biologique à l’origine de l’ensemble des processus de transformation de la matière organique reste à décrire. Dans cet essai, l’objectif est de montrer l’intérêt d’une approche multiparamétrique pour envisager d’utiliser les microorganismes comme indicateurs de l’état des sols. Des marqueurs cellulaires, moléculaires et membranaires des communautés microbiennes (bactéries et champignons) ont été proposés afin de déterminer les abondances de ces organismes sous différentes contraintes naturelles (incluant le climat, le cycle cultural…) et anthropiques (prairie / grande culture). La mesure de ces marqueurs structurels a été complétée par la mesure des activités enzymatiques dans l’objectif d’appréhender d’éventuels liens entre structure et fonction. Des analyses de la variance à plusieurs facteurs ont permis de quantifier l’impact des facteurs environnementaux étudiés sur les marqueurs mesurés. Couplé aux analyses des corrélations entre les différents marqueurs, ce travail permet de proposer des éléments de réflexion pour le choix d’indicateurs pertinents de l’état des sols

Interest in the development of a soil composite indicator to establish risk models

Interest in the development of a soil composite indicator to establish risk models. Meeting on Soil and Wetland Ecotoxicology (SOWETOX 2007

A rapid flow cytometry method to assess bacterial abundance in agricultural soil

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