Détails Equiperecherche
MOST
Nom: Matières Organiques des Sols Tropicaux et Services Ecosystémiques
Laboratoire: Laboratoire Sols Matériaux et Environnement
Responsable: HIEN Edmond
Laboratoire: Laboratoire Sols Matériaux et Environnement
Responsable: HIEN Edmond
Contacts
Email: edmond.hien@ujkz.bf ou edmond.hien@ird.fr
Téléphone: (+226) 70 26 36 36
Adresse: Bâtiment des Ecoles Doctorales, Université Joseph KI-ZEBO
Pésentation
Les objectifs de l’équipe "Matières organiques des Sols Tropicaux et services écosystémiques" sont (i) d’appréhender les domaines fonctionnels du sol et d’évaluer comment ils interagissent entre eux, (ii) d’identifier, de quantifier et hiérarchiser les processus et facteurs biotiques et abiotiques régulant les flux de nutriments en particulier dans des agro-écosystèmes à bas niveaux d’intrants, et (iii) de maîtriser les déterminants du cycle du C et des flux de GES des agroécosystèmes.
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Axe de recherche
1.3. Thématiques de recherche :
1.3.1. Fonctionnement biologique des sols tropicaux
Le fonctionnement et la contribution des sols aux services écosystémiques reposent en grande partie sur les fonctions réalisées par les organismes du sol et les racines des végétaux dans les processus écologiques. Ces fonctions majeures, telles que la décomposition de la matière organique, la minéralisation/immobilisation des nutriments, la bioturbation, la modification des cycles hydrologiques, affectent en effet les services écosystémiques que sont le recyclage des nutriments, la production primaire, le stockage de C et la régulation du climat. Les domaines fonctionnels de régulation d’activité microbienne que sont la rhizosphère, la détritusphère, les tubes digestifs et déjections des invertébrés (structures biogéniques) seront particulièrement étudiés. L’originalité majeure au sein de ce thème consistera à confronter ces domaines fonctionnels et à évaluer comment ils interagissent entre eux et comment ils déterminent les flux à une échelle plus globale, i.e. le solum.
L’originalité de nos travaux réside aussi dans la prise en compte des interactions (i) entre organismes dans les processus de symbiose, de facilitation, de prédation et de compétition (réseaux multi-trophiques), et (ii) entre organismes et leur environnement physico-chimique à l’échelle des microsites.
Les expérimentations seront conduites en laboratoire (micro et mésocosme) et sur le terrain. Ces expérimentations différencient les populations d’organismes du sol afin d’étudier les processus liés à leur présence.
1.3.2. Cycle des nutriments dans les sols tropicaux
Les cycles des nutriments font partie des principaux services de support des agro-écosystèmes. Au cours des 50 dernières années, les hommes ont modifié l’environnement en vue de couvrir leurs besoins croissants en aliments, eau potable, bois, fibres et carburant. Ces changements ont contribué à améliorer le bien-être de l’humanité, au prix d’une dégradation de nombreux services écosystémiques, en particulier les cycles de l’eau et des nutriments, notamment N et P. Ces phénomènes sont la conséquence directe de l’accroissement considérable des intrants agricoles : au cours des 35 dernières années du 20ème siècle, le doublement de la production céréalière mondiale s’est accompagnée d’une augmentation d’un facteur 3,5 des fertilisants phosphatés et 6,9 des fertilisants azotés. Outre les effets sur l’eutrophisation, le coût énergétique considérable et croissant de la synthèse des engrais azotés, ainsi que les impacts en terme d’émission de gaz à effet de serre, rendent caduque la perspective de poursuivre cette augmentation effrénée du recours à la fertilisation azotée. Pour P, la limitation tient à l’épuisement rapide des ressources mondiales en gisements de phosphates naturels exploitables.
Pour répondre à cet enjeu d’intensification écologique des agro-écosystèmes, nos recherches visent à identifier, quantifier et hiérarchiser les processus et facteurs biotiques et abiotiques régulant les flux de nutriments en particulier dans des agro-écosystèmes à bas niveaux d’intrants, de l’échelle du domaine fonctionnel de régulation biologique (rhizosphère, détritusphère, structure biogénique).
Nos recherches ont pour objet de tester de nouvelles pratiques agronomiques pour gérer les flux de nutriments dans les agro-écosystèmes dans une optique d’intensification écologique.
1.3.3. Carbone et changements globaux
Depuis la révolution industrielle, les activités humaines, telle que la combustion des réserves fossiles ou la demande de produits agricoles et forestiers, ont augmenté considérablement. Emissions de gaz à effet de serre et pertes de C stocké dans les biomasses et dans les sols se sont ainsi accentuées. Il y a donc eu une injection massive de C sous forme de CO2 dans l’atmosphère.
Le CO2 est le principal gaz à effet de serre (GES) dans l’atmosphère après la vapeur d’eau, sans oublier le méthane (CH4) et l’oxyde nitreux (N2O). Ces deux derniers GES sont principalement émis par la déforestation et les activités agricoles, pastorales et sylvicoles. Les écosystèmes terrestres échangent naturellement du CO2 dans les deux sens avec l’atmosphère. La photosynthèse (de l’atmosphère vers l’écosystème) et la respiration-oxydation (de l’écosystème vers l’atmosphère) sont du même ordre de grandeur mais avec toutefois un bilan net en faveur de la photosynthèse ; la biosphère, au final, stocke ainsi du C dans les biomasses et les sols; c’est la fonction puits de carbone (C) des écosystèmes. Le C est le principal élément des biomasses (50%) et des matières organiques des sols (MOS). A l’échelle de la planète, les MOS stockent plus de C que les biomasses et deux fois plus que le compartiment atmosphérique.
Nos recherches ont pour objectif de maîtriser les déterminants du cycle du C et des flux de GES des agroécosystèmes en intégrant les compartiments sol et plante ainsi que leurs interactions dans les approches expérimentales et les modèles.