
Par Laurent Denise


SCV AGROLOGIE • 1erSystème de semis direct sur couverture végétale permanente (SCV)-
Le Manque d’Expertise Terrain en Agronomie : Un Défi Croissant et les Solutions de SCV Agrologie
L’agriculture fait face à des défis majeurs liés à un retard agronomique et un manque d’expertise terrain. Ce déficit entraîne des sols appauvris, une dépendance accrue aux intrants chimiques et une faible résilience face aux changements climatiques. Pour remédier à ces enjeux, des approches innovantes comme celles développées par SCV Agrologie offrent des solutions durables et adaptées aux réalités locales.
Les Conséquences du Manque d’Expertise Terrain
Dégradation des sols : l’Approche et mode de gestion des sols actuels favorise une perte de matière organique (bilan carbone négatif), l’érosion et la compaction des sols, réduisant leur fertilité à long terme.
Dépendance aux intrants chimiques : L’absence d’une approche agroécologique préventive pousse à une utilisation excessive d’engrais et pesticides, augmentant les coûts et l’impact environnemental.
Faible adaptation aux conditions climatiques : Le manque d’innovation et de recherche-action limite la capacité des agriculteurs à adapter leurs pratiques aux aléas climatiques croissants.
Baisse de la rentabilité des exploitations : Sans accompagnement technique de qualité, les producteurs subissent des coûts élevés et une rentabilité de plus en plus précaire.
SCV Agrologie : Une Réponse Concrète à Ces Défis
Depuis 15 ans, SCV Agrologie accompagne les agriculteurs dans l’adoption des Systèmes de Semis Direct sur Couverture Végétale Permanente (SCV), une approche qui améliore la résilience des sols et la productivité agricole.
Implantation des mélanges multi-espèces : SCV Agrologie a mis en place des mélanges de 12 à 20 espèces adaptées aux conditions pédoclimatiques québécoises, permettant une meilleure couverture végétale et un enrichissement du sol.
Expérimentations en conditions réelles : Contrairement aux recommandations génériques, SCV Agrologie mise sur une approche recherche-action-diffusion, testant et ajustant les pratiques directement avec les agriculteurs.
Formation et accompagnement technique : Par des rencontres terrain et des échanges avec un réseau d’agriculteurs pionniers, SCV Agrologie assure un transfert efficace des connaissances et un suivi personnalisé.
Optimisation des systèmes de production : L’intégration des SCV en cultures de pommes de terre et en systèmes fourragers a démontré des bénéfices en termes de réduction des coûts et d’amélioration de la santé des sols.
Un Modèle d’Agriculture basé sur le stockage du carbone Pour l’Avenir
Le retard agronomique peut être rattrapé grâce à des initiatives comme celles de SCV Agrologie qui misent sur l’innovation, l’adaptation locale et la diffusion des savoirs. Pour garantir un avenir agricole durable, il est crucial que les acteurs du secteur reconnaissent l’importance de l’expertise terrain et adoptent des approches éprouvées comme le SCV.

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« L’objectif de la cohorte, c’est que les producteurs puissent adopter l’un des principes du système de semis directs sur couverture végétale permanente. Parmi les principes, c’est l’absence de travail de sol, la biodiversité et la couverture végétale », explique l’agronome Louis Pérusse.
PHOTO : RADIO-CANADA / VÉRONIQUE DUVAL
Publié le 26 juillet 2023 à 1 h 46 UTC+2
Des producteurs agricoles du Bas-Saint-Laurent et de la Gaspésie implantent une méthode de gestion durable des sols sur leurs terres agricoles depuis un an : le système de semis directs sur couverture végétale permanente (SCV).
L’agronome Louis Pérusse implante le système de semis directs sur couverture végétale permanente, aussi nommé la méthode SCV, depuis une quinzaine d’années au Québec.
J’ai amené des producteurs à réduire le travail de sol pour certains à 100 %. On a des réductions de pesticides jusqu’à 70 %. Des engrais, la même chose Une citation de Louis Pérusse, agronome
L’approche mise sur l’augmentation de la qualité des sols et du rendement des cultures en faisant une meilleure rotation et en privilégiant la diversité des plantes, ce qui réduit l’usage des engrais et pesticides.
On veut vraiment créer un écosystème à la ferme basé sur le concept du génie végétal, c’est-à-dire utiliser les fonctions des plantes qui vont rendre les nutriments du sol plus disponibles aux cultures de récoltes. C’est recopier l’image du système forestier, mais au niveau agricole
, explique l’agronome.
Ce n’est pas une approche qui exclut les engrais de synthèse ou les pesticides, mais l’objectif c’est de les réduire le plus possible
, ajoute-t-il.
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Leurs fermes bovines ou laitières sont situées entre Rivière-du-Loup, dans le Bas-Saint-Laurent, et Caplan, en Gaspésie, avec une majorité dans la vallée de la Matapédia.
PHOTO : RADIO-CANADA / VÉRONIQUE DUVAL
La méthode SCV a été mise au point en milieu tropical il y a 40 ans. Elle a gagné en popularité ailleurs dans le monde au cours des 20 dernières années.
Faire des associations, garder des sols verts en permanence, ce n’est pas une pratique que j’ai inventée. C’est une pratique que j’ai initiée. Puis j’ai eu la chance d’avoir un mentor, Lucien Séguy, qui a travaillé un peu partout sur la planète, qui m’a transmis son savoir-faire
, explique Louis Pérusse.
Son objectif depuis une quinzaine d’années est de former des producteurs dans cette approche globale d’agriculture durable.
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« On parle d’agir sur des enjeux comme l’érosion de sol, protéger le sol, nourrir le sol différemment que juste par des engrais de synthèse », explique l’agronome Louis Pérusse.
PHOTO : RADIO-CANADA / VÉRONIQUE DUVAL
L’idée de la méthode, c’est de ne plus labourer le sol.
Dans le fond, l’image, c’est que je veux avoir des champs verts le plus possible toute l’année. Je veux qu’au printemps ce soit vert. Je veux que ça soit vert à l’automne. Donc le SCV, c’est un peu l’image d’avoir une prairie en permanence, mais avec des cultures de récolte
, explique-t-il.
Agriculteur pendant 45 ans dans la vallée de la Matapédia, Gilles St-Laurent est à présent à la retraite, mais il est toujours passionné d’agriculture.
Il accompagne la cohorte d’agriculteurs de la vallée de la Matapédia, de Rivière-du-Loup, de Caplan et de Cap-Chat qui se sont engagés à intégrer ces nouvelles pratiques.
Les agriculteurs sont très préoccupés actuellement par l’environnement et ils cherchent des solutions. Quand on voit les feux de forêt, quand on voit les pluies torrentielles qu’on a, il serait temps qu’on se réveille
, déclare-t-il.
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« Il y a des changements climatiques. Qu’est-ce qu’on fait? Moi, je ne compte pas sur le gouvernement pour faire des changements, je pense que c’est dans chacune de nos entreprises, individuellement, qu’on peut faire des choses », affirme Gilles St-Laurent.
PHOTO : RADIO-CANADA / VÉRONIQUE DUVAL
Il explique qu’au cours des huit dernières années, même avec l’ajout de pesticides, d’engrais chimiques et d’herbicides, les rendements n’étaient plus au rendez-vous.
On se disait : il y a quelque chose qui se passe, il y a quelque chose qui se passe dans la terre, qui fait que même si on met plus d’engrais, ça n’augmente pas la production
, poursuit M. St-Laurent.
Il estime que la technique SCV ne règle pas tous les problèmes en agriculture, mais qu’il s’agit d’une solution applicable dans la vallée de la Matapédia.
Gilles St-Laurent souligne que les producteurs agricoles utilisant la méthode SCV sont passés de 4 à 17 entre 2021 et 2023.
Il estime à près de 1200 hectares les terres utilisant le SCV dans la vallée de la Matapédia depuis 2021.
Seul, on va loin, mais en équipe on va plus vite
, affirme l’agronome Louis Pérusse.
Il explique que le but de former des cohortes est de faciliter le transfert des connaissances et d’améliorer le réseautage entre les producteurs qui veulent implanter le SCV dans leurs pratiques.
Les participants à cette cohorte reçoivent un soutien financier provenant du Plan d’agriculture durable du ministère de l’Agriculture, des Pêcheries et de l’Alimentation (MAPAQ).
par Deneuville Noël
Élever notre sol maintenant, le nourrir pour se nourrir demain.
Notre ferme céréalière est en SCV depuis 25 années, je partage cette aventure avec mon épouse Lydie et maintenant ma fille Lucie lesquelles partagent avec moi la passion du SCV.
Cette ferme se situe dans le centre de la France près de la ville de Nevers. On y pratique donc l’Agriculture de Conservation des Sols (ACS)* (aucun travail mécanique du sol + rotations de cultures importantes + couverture permanente du sol avec résidus et plantes de services ) + apports de matières organiques exogènes .
Nous avons eu la chance de rencontrer M. Lucien SÉGUY , chercheur au Cirad, qui a travailler principalement au Brésil sur le SCV, mais aussi un peu partout dans le monde…..Avec Lucien, nous avons mis en place sur notre ferme, une plateforme d’essai spécifique consacrée principalement aux plantes de service .
Le reste de la ferme est donc dédiée aux SCV de M. Lucien Séguy, Notre objectif est aussi d’ élever le sol qui nous est confié….
M. Lucien Séguy :
Docteur en Agronomie, Scientifique du CIRAD, pédologue de l’ORSTOM, Lucien estimait que tous les outils sont connus pour produire intensivement, à peu de frais, de la nourriture de qualité sur des sols à fertilité améliorée. Lucien Séguy, est certainement l’Agronome qui, sous tous les climats,toute les latitudes, a sillonné, foulé de ses propres pieds, le plus de parcelles agricoles au monde et ce record n’est certainement pas prêt d’être battu !
Le CIRAD (*équipe Lucien.Séguy, ingénieur agronome, pédologue IRD, consultant international pour les systèmes de culture SCV, S. Bouzinac, S.Boulakia, F. Tivet, Hoa Tranquoc, R. Michellon, F. Jullien) et ses collaborateurs du Sud Asie ont créé au cours des 30 dernières années de nombreux scénarii diversifiés de développement durable en SCV de plus en plus performants.
L. Séguy et S. Bouzinac les ont créés/maîtrisés avec leurs partenaires au Brésil puis transférés/adaptés en France depuis le début des années 2000. Ces systèmes SCV, que l’on pratique en Bourgogne depuis 25 ans , sont issus de l’ingénierie écologique au service du développement et qui fonctionnent à l’image de l’écosystème forestier dont ils sont inspirés (biomimétisme), ils ont été continuellement perfectionnés au cours des 40 dernières années aux plans écologiques, agronomiques et technico-économiques.
Ils offrent, aujourd’hui, toutes les garanties de l’agriculture durable : De plus en plus productifs avec de moins en moins d’intrants chimiques, donc des coûts de production en baisse. Ils sont tous construits sur une reconquête de la biodiversité fonctionnelle : Rotations de cultures, intégration agriculture – élevage, sols toujours protégés sous couvertures mortes et/ou vivantes ; biologiquement très actifs, ils séquestrent efficacement le carbone :
Dans la plupart des fermes françaises qui les pratiquent depuis plus de 20 ans, le taux de séquestration annuel de carbone est compris entre 1 et 1,5 T/ha/an, soit 10 fois supérieur à la démarche « 4 pour 1 000 » ; de même, ils favorisent la rétention des nutriments (CEC plus élevée), réduisent l’incidence des maladies, des ravageurs en général, des nématodes phytophages, fonctionnent en circuit fermé comme la forêt et réduisent ainsi très fortement les pertes de nutriments (recyclage profond des bases et nitrates, injection de carbone en profondeur, hors des atteintes anthropiques) et garantissent la qualité biologique des sols, des eaux et des productions (système auto-épurateur , forte capacité de biorémédiation).
Tout comme Louis Pasteur, Lucien Séguy a passé une partie de sa jeunesse à peindre, exerçant et développant ses talents d’observateur. En grand scientifique, il interroge sans cesse la nature : « Mon maître, mon juge, mon centre d’inspiration principal, c’est la nature, sous sa complexité la plus grande. Vous avez une question à poser ? Posez-la à la nature. Et elle vous répondra ! Il faut simplement faire quelques manip’ pour qu’elle vous réponde. Et le faire de manière scientifique pour comprendre pourquoi cette réponse ; ce qu’elle veut dire exactement. »
Le but de Séguy est d’inventer une agriculture inspirée de la fertilité naturelle des forêts. Il fonde les principes de cette nouvelle agriculture sur quelques observations.
Les SCV (Semis sous Couverture Végétale) Vers du vert 365 jours / 365
Solution d’avenir pour une agriculture à très hautes performances économiques et environnementales …..et qui produit.
Les SCV, le génie végétal….. Qu’est que c’est…Qu’apporte t-il ?
Les SCV ouvrent maintenant la voie (et sont actuellement très proches) d’une gestion totalement biologique des agrosystèmes dans un environnement parfaitement protégé, avec ou sans apport de matière organique exogène. Nous savons aussi aujourd’hui, dans cette agriculture écologiquement intensive, comment supprimer le glyphosate et les pesticides, les intrants chimiques en général tout en maintenant de très hautes productivités plus stables dans le changement climatique. Cette reconquête de la biodiversité ramène l’évolution des systèmes cultivés vers celle des écosystèmes naturels originels (Résilience).
Ces dernières années, sur le réseau « SCV France informel » qui fonctionne sans aucun appui financier ou subvention, a été précisée/ajustée l’utilisation optimale du « génie végétal » au profit des performances des cultures, des sols et de la qualité biologique des productions : Les sojas conduits au Brésil avec ces techniques contiennent 3% de plus de protéines que les sojas conventionnels en semis direct. Le « génie végétal » est le pilier des systèmes SCV, et SCV BIO en construction .
Le SCV est matérialisé par des MIX de plantes de couverture installés ou entre les cultures ou en association avec elles, (en semis direct ou en semis à la volée qui réduit drastiquement l’incidence des adventices) dont la composition pluri-espèces est optimisée pour bénéficier d’un maximum de fonctions agronomiques gratuites au profit du système sol-type de culture ….
Ce génie végétal assure 90 à 95% des performances des systèmes : Productivités optimisées élevées et stables, contrôle naturel des adventices (système de double couverts successifs tournant dans la rotation , densité de semis élevée) recyclage très important de nutriments le + souvent supérieur aux besoins des cultures (excepté N sur céréales à compléter par faible doses de N organique) …. Perte minimum à nulle de nutriments dans le système sol-culture …forte capacité de biorémédiation (système épurateur des sols) …forte séquestration de Carbone (le sol devient maintenant un puits de carbone important…. Il devrait devenir un choix stratégique des gouvernements dans la lutte contre le réchauffement climatique … Le prix des terres devrait être fixé sur leur teneur en matière organique pour inciter les agriculteurs à pratiquer les SCV et SCV bio) … L’agriculture n’est plus un système de prédation mais devient un système de régénération de la fertilité globale des sols (optimisation de nombreuses fonctions agronomiques gratuites, services écosystémiques qui substituent la chimie intensive exogène et coûteuse)…
C’est la première fois dans l’histoire de l’agriculture que l’homme peut produire beaucoup, à peu de frais, tout en augmentant la fertilité organo-biologique de son sol …Ce mode de gestion écologiquement intensif permet ainsi de substituer progressivement l’utilisation massive actuelle d’énergie culturale d’origine industrielle par une énergie culturale d’origine biologique de plus en plus performante. Le patrimoine sol est cousu par les systèmes racinaires, l’érosion totalement contrôlée; nos sols, eaux, rivières et productions, sont « propres », nos paysages préservés.
La température est régulée comme sous forêt même au cours de canicules (régulation de l’ évaporation), infiltration maximum de l’eau de pluie (stockage) au détriment du ruissellement , d’où contrôle externalités, arrêt des coulées de terres , protection des infrastructures dont fossés de drainage, routes ….produits phyto, nitrates, non entraînés rapidement vers cours d’eau , la mer…
Cette approche, est obligatoirement intéressante pour les assureurs qui seraient très concernés par l’économie des catastrophes climatiques auxquelles ces compagnies sont maintenant confrontées. On pourrait même leur demander de participer financièrement à la diffusion de ces techniques plutôt que de payer des sommes astronomiques pour « tenter de réparer les dégâts »…qui se multiplient ….imprévisibles et croissants…
Cette nécessité de production totalement propre et de qualité constitue un élément de conviction puissant et démultiplicateur pour l’adoption/diffusion des systèmes SCV …C’est par l’adhésion, l’appui effectif des autorités (adhésion politique, promotion officielle , subventions) et de la société civile que l’appropriation des SCV pourra progresser le plus rapidement chez les agriculteurs .
Les SCV permettent de répondre à la demande sociétale actuelle d’amélioration de la qualité de l’alimentation et les SCV sont une solution à la problématique « eau » (érosion, ruissellement, qualité, efficience).. + Forte séquestration du C dans les sols (label bas carbone)
Et pour demain….En SCV, les sols accumulent les performances au fil des années, on peut donc encore améliorer fortement nos performances en SCV ….!
M.SÉGUY , nous ayant quittés le 25 Avril 2020 , nous tenons absolument à prolonger son œuvre , pour cela, un webinaire international a été organisé le 24 et 25 janvier 2023 :
Nous avons également créer un site en Hommage à Lucien Séguy : http://lucien-seguy.fr/
Nous avons constituer, avec un groupe d’agriculteurs en SCV, une association à but non lucratif dédiée à l’agriculture de conservation des sols et plus particulièrement au Semis sous plantes de Couvertures Vivantes (SCV)
Cette association (SCV LUCIEN SEGUY) a pour but de former les nouvelles générations d’agriculteurs à ces technologies de production agricole innovantes, de tester de nouvelles techniques d’associations de plantes de couverture, d’expérimenter de nouveaux matériels en cours d’élaboration sur notre ferme et qui concernent la problématique « glyphosate » de ces techniques ACS, nous pensons pouvoir déboucher rapidement sur une solution intéressante et innovante.…
L’objectif de cette association, étant aussi de fédérer les organismes français et européens existants dans cette approche pour une meilleure efficacité nationale…voir internationale ….
On pense qu’il y a une certaine urgence à développer ces méthodes innovantes : La qualité, la durabilité des sols de notre planète deviennent préoccupantes pour la sécurité alimentaire et notre climat…, les coûts afférents au maintien de notre production conventionnelle actuelle commencent à présenter de vives inquiétudes de la part de nos collègues agriculteurs.
Par contre, nos systèmes de cultures SCV sont plus productifs, plus stables, plus attractifs économiquement et de moindre risque. Ce sont aussi ceux qui séquestrent le plus de carbone. Dans ces systèmes, la part de la fertilité gratuite construite en Semis Direct par voies physiques et organo-biologiques prend de plus en plus d’importance au cours du temps dans la capacité de production du sol : La productivité augmente avec moins d’intrants chimiques (engrais, pesticides), le potentiel du sol s’accroît, les coûts de production baissent et les impacts de l’activité agricole sur l’environnement sont mieux contrôlés.
Le semis direct sur couverture permanente du sol (SCV) est probablement le paradigme le plus complet qui ait été construit à ce jour pour le développement planétaire d’une agriculture durable, préservatrice de l’environnement, gérée, de plus en plus, ”au plus près de l’écologie”.
Nous sommes à un tournant historique dans la vie de l’humanité, les coûts environnementaux du développement économique dus aux énergies fossiles faciles, ont été largement ignorés , il serait dangereux de continuer dans cette voie.
L’humanité est maintenant exposée à un risque extrême du fait de l’incapacité de l’économie à prendre en compte l’épuisement rapide du capital naturel et doit trouver de nouvelles mesures de succès pour éviter une catastrophe.
La planète est notre maison, une bonne économie exige que sa gestion soit complètement revue ou même révolutionnée.
Ce constat sur l’ampleur des changements climatiques implique de revoir en profondeur notre agriculture, mais pas que ….!!
Plusieurs thèmes incontournables : En préalable : la globalité
A ce niveau de la présentation, il est évident que je vais vous évoquer le sol, la priorité des sols vivants, mais en même on est obligé d’aborder l’aspect globale des choses et les interactions qui les constituent ….Chaque élément est important mais tous ont des rapports incontournables entre eux et seul, un élément n’est pas fonctionnel.
L’énergie.
Le reste de nos énergies fossiles encore disponible doit pour une part contribuer à mettre en place de nouvelles solutions sobres et efficaces pour nos économies, ainsi que d’autres techniques de production énergétique sans gaspillage.
La technique SCV, par exemple, permet une économie de carburant fossile de plus de moitié permis pas le Non Travail du sol mécanique, en comparaison avec les techniques conventionnelles
On se libère du travail mécanique du sol, car celui-ci retrouve une résilience avec les systèmes racinaires permanents ….En SCV , la structure du sol est continuellement performante grâce à la vie biologique, le travail mécanique du sol n’ a plus sa place, les structures grumeleuses sont maintenues en permanence……et c’est bien ce travail mécanique qui est le plus coûteux en matière d’énergie, ce travail mécanique mis en place historiquement par nos anciennes générations d’agriculteurs pour gérer les plantes adventices n’a pu lieu d’exister en SCV…. !!
L’énergie d’hier, ça a été le soleil
L’énergie d’aujourd’hui,c’est le soleil…
L’ÉNERGIE DE DEMAIN, CE SERA LE SOLEIL ….Il y a une usine qui est super performante pour capter cette énergie encore gratuite…c’est la végétation et son procédé breveté c’est la photosynthèse..…la Nature phénoménale est même capable de stocker cette énergie solaire dans la puissance du génie végétal et le carbone ….Les graines et autres plantes que nous consommons sont bien des stocks d’énergie provenant des rayons solaires …..
La suite arrive bientôt …..!!
https://www.terresinnovation2024.fr
Cher visiteur,
Nous aurons le plaisir de vous accueillir sur Terres INNOVATION, la plateforme qui mettra en avant les innovations et des solutions agricoles pour accompagner toutes les Agricultures (grandes cultures, élevage, arboriculture, légumes, viticulture etc.) dans la transition agroécologique, la préservation des Biens communs au service de la performance des exploitations agricoles et de la pérennité des filières présentes sur le territoire.

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Les thèmes travaillés……!!
https://centre-national-agroecologie.fr/wp-content/uploads/2023/10/Livre-Blanc-CNA.pdf
Le Centre National d’Agroécologie (CNA) est un projet porté par des
acteurs de l’agroécologie qui y fédèrent leurs compétences et expertises :
diffusion et échanges de savoirs, formation et accompagnement
technique, outils d’évaluation et de mesure pour concevoir et piloter les
systèmes agroécologiques.
La raison d’être du CNA est de faire émerger des innovations basées sur
les principes de l’agroécologie, au service de l’agriculture et des
agriculteurs, pour aider à l’évolution et à la diffusion de leurs pratiques.
Produire durablement une nourriture de qualité
Copier la nature
Toujours couvert/jamais travaillé
Recherche et formation …..sont des bases solides pour l’avenir
d’un pays…..!!

Produire et redonner du pouvoir aux agriculteurs ? C’est le pari de Lucien Séguy, « agronome », mais surtout « paysan ». Lucien Séguy dédiera sa vie à la fertilité et au « génie végétale ». Sans dogmatisme, il associera la plus grande diversité biologique possible et les techniques agro-industrielles de pointes, créant lui-même plusieurs variétés de semences de riz à haut-rendements.
Les militants de Solidarité & Progrès ont dénoncé une politique de la famine depuis la fin des accords de Bretton Woods (1971) et la publication du rapport « Halte à la croissance » (1972). Depuis lors, la dérégulation met tous les agriculteurs en compétition, accroissant les inégalités ; et l’idéologie décroissante des institutions financières s’oppose à l’équipement de l’agriculture, même là où elle est la seule ressource.
Est-il encore possible (écologiquement ? ) d’augmenter la productivité agricole ? Dans ce dossier, nous vous proposons de suivre le chercheur Lucien Séguy, à la découverte d’un monde longtemps passé inaperçu, celui des sols vivants. Nous verrons comment l’alliance des sols et des agriculteurs peut vaincre la pauvreté et la faim.
Biographie : Une vie au service de la science ; la science au service des paysans

Né en 1944 dans une famille paysanne de Dordogne, il est le seul de sa fratrie à poursuivre des études supérieures. Diplômé de l’Ecole Nationale Supérieur d’Agronomie de Toulouse, il se spécialise dans la science des sols (pédologie), puis part en service civique au Sénégal en 1967, développer la riziculture paysanne dans la région de la Casamance. Le Centre de coopération internationale en recherche en agronomique pour le développement (Cirad) lui confie sa première affectation professionnelle au Cameroun. Il y met en évidence l’importance de la gestion du sol pour lutter contre la pyriculariose, un champignon qui détruit les feuilles du riz.
1977 : repéré pour ses travaux sur les cultures de riz, il est appelé au Brésil. Débute sa véritable aventure scientifique. Il y travaillera jusqu’à sa retraite en 2009. En parallèle, il lance des missions d’appui aux paysans dans une dizaine de pays, dont Madagascar, la Côte d’Ivoire, le Gabon, le Cameroun, le Sénégal, la Tunisie, le Viêtnam, le Laos, le Cambodge, le Canada, la France métropolitaine et d’outre-mer, jusque dans les mois qui précèdent son décès en avril 2020.
Le texte qui suit est adapté librement du rapport de Lucien Séguy, son ami Serge Bouzinac, et leurs collègues de la recherche brésilienne : « La symphonie inachevée du Semis Direct dans le Brésil central », rédigé en 2008 pour le Cirad et l’Embrapa (la Société Brésilienne de Recherche Agricole).
Sommaire

Lorsque Lucien Séguy arrive au Brésil, il rencontre des paysans ruinés par la dégradation du sol. En cause, le labour.
Le labour est pourtant une méthode qui a fait ses preuves en agriculture. Depuis sa découverte dans le croissant fertile, il y a 10 000 ans, plusieurs civilisations agraires y ont eu recours, de la Mésopotamie à l’Europe et l’Asie. Le labour a permis à des centaines de générations de se nourrir, jusqu’à nous.
Il empêche l’installation des mauvaises herbes et des maladies du sol. Mais exige d’énormes quantités de labeur des paysans. Avec un risque de désertification, particulièrement rapide sous les tropiques.
En climat tropical, les sols ont un aspect minéral, comme la terre de remblai peu fertile de nos terrains vagues. Seuls les cinq premiers centimètres de surface sont noirs et fertiles, comme le terreau ou le compost.
Cette mince couche ne peut s’épaissir, car l’humidité et la température tropicale accélèrent tous les processus du vivant : la croissance des plantes cultivées, comme la décomposition de la matière morte au sol. La « matière organique », noire et fertile, est donc fragile sous ces latitudes.
Dans ce contexte, la technique du labour, qui apporte beaucoup d’oxygène au sol, accélère la décomposition de la matière organique, par les microorganismes du sol. C’est « l’érosion invisible ». De plus, mis à nu et cassé en mottes, le sol est emporté dans les fleuves par les puissantes pluies tropicales. C’est « l’érosion visible ».
Tout comme Louis Pasteur, Lucien Séguy a passé une partie de sa jeunesse à peindre, exerçant et développant ses talents d’observateur. En grand scientifique, il interroge sans cesse la nature : « Mon maître, mon juge, mon centre d’inspiration principal, c’est la nature, sous sa complexité la plus grande. Vous avez une question à poser ? Posez-la à la nature. Et elle vous répondra ! Il faut simplement faire quelques manip’ pour qu’elle vous réponde. Et le faire de manière scientifique pour comprendre pourquoi cette réponse ; ce qu’elle veut dire exactement. »
Le but de Séguy est d’inventer une agriculture inspirée de la fertilité naturelle des forêts. Il fonde les principes de cette nouvelle agriculture sur quelques observations.

– Une première observation : Le sol forestier n’a pas besoin d’être labouré pour être meuble. Les organismes du sol forestier et les racines des plantes brassent la matière et produisent la porosité nécessaire à la présence raisonnable d’oxygène et d’eau dans le sol forestier.
1er principe : Lucien Séguy propose donc de semer directement les graines dans le sol, sans labour. L’idée n’est pas nouvelle. Ce semis dit « direct » avait permis aux civilisations précolombiennes de prospérer. La méthode en fut oublié, avec leur effondrement. Cette technique est redécouverte aux Etats-Unis dans les années 60, pour parer aux tempêtes de sable ; suite au « Dust Bowl » des années 30, lors de la grande dépression, qui a profondément meurtri le pays, comme l’illustre le film Les raisins de la colère.
C’est le glyphosate, bêtement diabolisé par des écologistes radicaux, qui a permis aux Etats-Unis d’abandonner le labour, donc d’éviter le désert… Le glyphosate agit en bloquant la photosynthèse des mauvaises herbes, rendant caduc l’archaïque labour. À ce titre, Lucien Séguy propose avec humour que soit décerné « le prix Nobel de la paix à Monsanto, pour sa contribution à la préservation des sols ».
Mais – attention – Lucien Séguy est lucide quant au risque de destruction de l’agriculture par les biotechnologies, quand elles sont développées dans un but mercantile. Au sujet de l’herbicide de Monsanto et des OGM, il nous dit : « la productivité n’a pas augmenté depuis leur adoption massive [alors] que les doses d’herbicide sont plutôt en croissance pour contrôler les [plantes] devenues résistantes au glyphosate. » Avoir recours à de plus grands volumes, inutilement… le contraire de l’écologie !

– Lucien Séguy fait une deuxième observation : Les sols forestiers sont couverts en permanence d’une litière végétale. Sous cette litière, les premiers centimètres du sol sont le siège de la fertilité de la forêt tropicale. En profondeur, les éléments nutritifs se font beaucoup plus rares !
2nd principe : Pour avoir un sol aéré, riche en nutriments et protégé contre les pluies diluviennes, Lucien Séguy comprend qu’il doit restituer une partie de la culture au sol. L’enjeu est notamment de nourrir les vers de terre et leur cortège d’êtres vivants. Il choisit de recourir à de « puissantes biomasses » pour couvrir le sol et le régénérer en matière organique, qui confère sa fertilité au sol.

– Une ultime observation permet à cet « ingénieur du végétal » d’identifier la complémentarité des plantes dans les systèmes forestiers : toutes ne prospectent pas l’eau aux mêmes profondeurs ; et certaines plantes peuvent arracher des éléments minéraux au sol, pour les mettre à disposition des plantes de la culture suivante.
3ème principe : Lucien Séguy commence donc un travail qui est au cœur de ce qu’il nomme sa « symphonie inachevée » : Il recherche les meilleures successions et associations végétales, permettant de réduire les dépendances aux fertilisants et aux pesticides, et de maximiser les revenus des agriculteurs.
En rupture avec la monoculture, il propose : « L’incorporation de biomasses de couverture encore plus puissantes et plus diversifiées pour que les couverts végétaux des SCV gagnent en multifonctionnalité gratuite. »

Lucien Séguy appelle sa méthode : « Semis sous Couvert Végétal » (SCV).
Avec son binôme Serge Bouzinac et ses partenaires de la recherche et développement brésiliens, Séguy met en place une méthodologie de « recherche-action » sur « système de cultures pérennes » : le chercheur fait ses essais avec, pour et chez les agriculteurs, sur plusieurs années, pour adapter ses travaux aux contraintes de la production.
Pour ces travaux, Lucien Séguy est nommé docteur « Honoris causa » de l’université de Ponta Grossa, une des meilleures universités agricoles du monde, et “Grand Citoyen” par l’Assemblée Législative de l’Etat du Mato Grosso. Mais le paysan-chercheur tient à rendre hommage aux efforts des agriculteurs brésiliens et des acteurs institutionnels :
« Le Brésil a montré au monde sa capacité à développer en moins de 30 ans une agriculture de conservation que le monde entier admire et lui envie, même si elle est largement encore perfectible comme l’ont démontré nos travaux sur les innovations SCV inspirées du fonctionnement de l’écosystème forestier. »
Le grand agronome Norman Borlaug, père de la première révolution verte et prix nobel de la paix, en visite au Brésil sur la fin de sa vie, dira en découvrant les travaux de Séguy : “La deuxième révolution verte est en marche dans les savanes du Brésil !”
Ajoutons que, bien que fortement mécanisés, les agricultures du Brésil, de l’Argentine et des Etats-Unis restent peu productives, car peu irriguées : dans la région du Mato Grosso entre 2001 et 2007, les rendements par hectare sont en moyenne : de 3,5 tonnes pour le coton, 2,9 tonnes pour le soja et 3,4 tonnes pour le maïs. En France, le blé produit 7 tonnes par hectare et le maïs 9 tonnes. Un ami et disciple de Lucien Séguy, Christian Abadie, produit même 14 tonnes de maïs dans le sud-ouest de la France !
Pourquoi les agriculteurs des Etats-Unis, de l’Argentine et du Brésil acceptent-ils de produire si peu par hectare ? La réponse est en partie économique.
Regardons plutôt, pour le moment, les résultats de la méthode du « Semis sous Couvert Végétal » de Lucien Séguy.
Amélioration du statut social des paysans, accomplissements économiques et environnementaux divers ; les résultats présentés ci-dessous sont non exhaustifs, mais sont l’occasion d’illustrer les problématiques de l’agriculture.
Résultats du groupe agro-industriel MAEDA : Augmentation de la productivité du soja de 25%, et du coton de 45%. Soit une productivité respectable de près de 4 tonnes de soja par hectare et 5 tonnes de coton. Passage à 3 cultures sur 2 ans au lieu de 2. Les marges ont été multipliées par 3. Le nombre de machines agricoles a été réduit de moitié. Le nombre de prestataires de services a chuté de 71%. Et la consommation de carburant a diminué de 70%. Produire plus avec moins !
Des engrais renouvelables : Le manque d’azote et de phosphore dans le sol est ce qui limite le plus la productivité des champs. L’azote constitue 78% de l’air que nous respirons. Il est obtenu industriellement par la réaction du gaz naturel avec l’air. Quant au phosphore, il est aujourd’hui extrait des carrières de « guano », sites de déjections des oiseaux marins, ressource peu renouvelable.
A titre d’exemple, Lucien Séguy introduit la plante sauvage Stylosanthes, pour sa capacité à fixer l’azote atmosphérique et à mobiliser le phosphore du sol. Cet exploit naturel est dû à des symbioses racinaires, avec des bactéries pour l’azote, et avec des champignons pour le phosphore.
En plus de la Stylosanthes, il choisit la Brachiaria, pour ses racines profondes qui récupèrent les nutriments perdus, de même que pour la densité de son couvert au sol et pour sa forte productivité. Lucien Séguy sème ces deux plantes entre les pieds du maïs qui précède la culture de soja. Il en tire une hausse de productivité pour le maïs et le soja, et s’en sert comme fourrage pour l’élevage.
Une réduction des dégâts : Sur soja, cette fertilité organique permet de réduire le nombre de traitements fongicides des 2/3, voire totalement, et d’obtenir des grains de 1 à 3% plus riches en protéines.
Sur coton, en réduisant de 30 à 50% les apports chimiques d’azote et de potassium, en simple complément de la fertilité naturelle du sol, les dégâts liés au ravageur sont nettement plus faibles. Les passages de pesticides peuvent alors être réduits d’1/3.
Une auto-épuration naturelle : Le sol vivant est un « biodigesteur » des résidus végétaux, mais aussi des pesticides, qu’il réduit en molécules de plus en plus simples. Plus il y a de matière végétale au sol, plus les pesticides restent piégés longtemps dans ce biodigesteur, et donc meilleure est la destruction de ces polluants.
En culture de coton, qui exige souvent de nombreux traitements chimiques, les Semis sous Couvert Végétal (SCV) permettent de réduire le volume d’insecticides de près d’un tiers et le nombre de molécules différentes de 18 à 5. Le volume de fongicides (contre les champignons) est réduit de moitié. La fonction auto-épuratrice des sols vivants permet de réduire sous le seuil de détection l’ensemble des 150 molécules et sous-produits polluants recherchés.
Une valorisation du territoire : Vous voulez sauver la forêt amazonienne ? 1/5ème des surfaces déboisées de l’Amazonie sont à l’abandon, car dégradés par le travail du sol. Les SCV peuvent régénérer ces 16,5 millions d’hectares :
« Les SCV les plus puissants permettent, en 3 à 5 ans, de retrouver les teneurs en matière organique et les caractéristiques de distribution des tailles d’agrégats des sols originels sous forêt. »
Autres sols valorisables : les savanes arbustives du Brésil, appelées Cerrados, réputés incultes. Ces terres, qui rappellent nos garrigues méditerranéennes, offrent plus de 50 millions d’hectares faciles à cultiver en SCV.
Avec la régénération des sols forestiers détruits et la valorisation des sols de savane incultes, Lucien Séguy se réjouit que le Brésil puisse doubler ses surfaces de production sans détruire la forêt amazonienne !

Enfin, l’eau étant un élément essentiel à la vie, Lucien Séguy recommande de maintenir un maillage continu de végétation native de 20 à 50 mètres autour des parcelles, plutôt que des îlots forestiers. Cette « forme géométrique du défrichement » permet d’éviter l’ « effet de poêle surchauffée qui engendre des courants ascendants d’air chaud qui rejettent les pluies vers les forêts galeries à la périphérie ».
Comme expliqué précédemment, les agricultures de hautes technologies du Brésil, de l’Argentine et des Etats-Unis pourraient assez facilement produire 1 tonne de plus par hectare. Lucien Séguy déplore le manque de formation technique et pointe aussi des raisons économiques.
À l’image des agriculteurs des Etats-Unis, les agriculteurs du Brésil ont adopté le non-labour, poussés par l’érosion des sols et par les prix très bas payés aux productions agricoles. Le non-labour leur permet de réduire leurs dépenses en matériel et essence, et apporte de la durabilité à leurs exploitations.
Au Brésil Central, où 95% des agriculteurs pratiquent le Semis Direct (1er principe : non-labour), le Semis sous Couvert Végétal (2ème & 3ème principes : une végétation puissante et diversifiée) n’est en réalité pratiqué que sur 30% des champs de soja et 15% des champs de maïs.
Ainsi, depuis les années 2000, étant insuffisamment régénérés, les sols du Brésil Central se compactent et un travail superficiel du sol redevient nécessaire. La méthode alors utilisée est le « discage » des 5 premiers centimètres, ce qui constitue une régression vers le labour et la chimie, des surcoûts et une perte de durabilité.
C’est que produire les couverts à aussi un coût ! Les systèmes de SCV nécessitent des investissements de 11% à 29% supérieurs aux simples systèmes sans labour. Hélas, en plus des aléas naturels, le libéralisme rend les prix payés aux producteurs extrêmement fluctuants et généralement plutôt bas. Ainsi, il est probable que les lendemains incertains découragent l’épargne dans le sol.
La formation professionnelle et des marchés organisés apparaissent comme les deux leviers pour qui veut bâtir une politique du sol vivant.
A la frontière des travaux de Séguy, plusieurs disciplines peuvent être convoquées :
La plus inattendue est sans doute l’archéologie ! Les pratiques agricoles des civilisations précolombiennes sont de mieux en mieux documentés : culture sans labour ni chimie de synthèse ; sélection des plantes sauvages et associations végétales au champ ; et certains sols amazoniens, qui sont entièrement façonnés par l’homme, possèdent une des meilleures fertilités du monde !
Une myriade de naturalistes (dont les spécialisations sont en proportion de la créativité de la Nature) et d’écologues (spécialisés, eux, dans l’étude des interactions naturels) : mobilisés auprès des agronomes (à recruter également !) pour rechercher de nouvelles plantes de couvertures et de nouvelles stratégies d’assemblage du vivant.
Encore une question de moyen ! L’étude des systèmes naturels nécessite des moyens logistiques que l’approche statistique et la modélisation informatique, généralement privilégiées aujourd’hui en écologie scientifique car moins onéreuses, ne devrait qu’appuyer !
Comme pour les plantes que nous mangeons et qui ont été sélectionnées pour être productives, les sélectionneurs peuvent améliorer les caractéristiques des plantes de couverture : Le sorgho blanc sans tanins à haute teneur en protéines, pour farines, bière, papier et amylose ; le sésame qui contient de 50 à 55% d’huile de qualité supérieure, pour les cosmétiques et l’aviation ; le sarrasin, pour les farines sans gluten, …
L’acclimatation de nouvelles plantes de cultures est aussi un moyen d’améliorer la santé du sol. Par exemple, l’intégration du riz pluvial dans les rotations avec les cultures de soja et coton permettrait de lutter contre les maladies à champignon. Pour rendre cette culture de riz pluvial attractive, le défi est actuellement de mettre au point des variétés à hauts rendements.
Quant aux biologistes et aux généticiens, leurs connaissances à l’échelle cellulaire et moléculaire est une aubaine pour l’étude du sol vivant :
Le séquençage génomique, d’abord, pour l’étude de la diversité microbienne. Champignons et bactéries cachent d’innombrables possibilités de symbioses et d’effets antibiotiques naturels. Il s’agit de tirer parti du haut potentiel des sols vivants !
La recherche dans les OGM aussi, à condition d’être au service de l’agronomie, seule discipline globale des champs : « Les SCV offrent une biodiversité fonctionnelle très efficace […] dans un tel contexte, les OGM pourraient être des auxiliaires précieux, légitimes et incontestablement valorisés pour seulement compléter les services écosystémiques majeurs des SCV. »
Lucien Séguy, qui dénonce volontiers le conservatisme français, ne s’étend pas sur la politique du Brésil. Tentons, par nous-même, de comprendre cette très jeune puissance agricole :
Le programme social « Famo Zéro » (faim zéro) lancé en 2003, sous la présidence de Lula, puis de Roussef, a permis de réduire la part de la population sous-alimentée de 28% à 10%.
L’Embrapa, entreprise d’Etat, a acclimaté le blé, le soja, le maïs et le coton, aux sols et aux climats brésiliens. Son existence depuis 1972 inscrit le Brésil dans une démarche scientifique à long terme et ouvre la possibilité de transferts de compétences avec l’Afrique.

Bien que le Brésil ait su défendre ses intérêts agricoles devant l’Organisation Mondiale du Commerce, le pays tente dès 2003 de remettre en cause les règles arbitraires imposées par les institutions dévoyées de Bretton Woods. En 2014, au sommet de Fortaleza, est lancée la Nouvelle Banque de Développement des BRICS (Brésil, Russie, Inde, Chine et Afrique du Sud).
Il s’agit pour les pays émergents de réduire leurs coûts de production, non par le dumping, mais par l’apport technologique et l’aménagement du territoire. Cette politique est aussi connue sous le nom de « Nouvelles Routes de la Soie ». Un exemple de coopération agricole entre la Chine et le Brésil : la construction de la voie ferrée bi-océanique, traversant l’Amérique latine d’Est en Ouest. Projet gagnant/gagnant, puisqu’il désenclave l’Amazonie et évite le passage par le canal de Panama pour fournir la Chine en denrées agricoles.
Mais cette coopération « sud-sud » est interrompue par le coup, orchestré par le département de la justice américaine, contre Dilma Roussef et Lula.
En France, les réseaux de Lucien Séguy ont débuté 30 ans après le bio, mais 15% des surfaces agricoles françaises sont déjà cultivées en Semis-direct, soit le double de l’agriculture biologique. En dehors des radars de la plupart des médias.
Bien sûr, le bio nourrit aussi les gens et doit être soutenu à ce titre. Notons seulement ses limites pour mieux nous détacher de l’agribashing : Une productivité moindre et un sol moins riche en vie.
Apprécions aussi les vrais mérites du bio : une production fraîche, car locale, et des circuits-courts, pour que la valeur aille aux producteurs.

Les réseaux français de Lucien Séguy tentent toutes les dénominations pour se faire connaître du public : agriculture de conservation, agriculture de régénération, agriculture sur sol vivant. Et le ver de terre comme symbole de la méthode.
Ces agriculteurs sont présents dans tous les syndicats. Et la Coordination Rurale, second syndicat agricole de France, entre la FNSEA et la Confédération Paysanne, organise depuis 25 ans des festivals de non-labour.
Un ministre, le socialiste Stéphane Le Foll, a rencontré les leaders de ces mouvements en France, mais son cabinet n’a rien trouvé de mieux à leur proposer qu’une tribune à la COP21. Car la priorité du ministère est d’atteindre la neutralité carbone de notre agriculture, d’ici à 2050. Notre article « Ces milliardaires « écolos » qui veulent nous affamer » dénonce cette politique agricole malthusienne.
Une rencontre fortuite nous avait d’ailleurs permis d’interroger le ministre sur la détresse des agriculteurs et les prix trop bas. Nous lui demandions de mettre en place une limitation des importations et un stockage des surplus pour hausser les prix. Réponse du ministre : « Nous ne sommes pas communistes ! » Ce fut l’occasion pour nous d’évoquer la méthode des trente glorieuses : « Monsieur le ministre, De Gaulle non plus ; pourtant, c’était sa politique ».
Stéphane Le Foll a tout de même soutenu la création de « ver de terre production ». Cette chaîne de diffusion de contenus sur Youtube est animée par des agriculteurs. Mais les médias traditionnels restent en roue libre… et le public avec eux. Le pays a-t-il besoin d’une chaîne de télévision publique, qui soit dirigée par les instituts scientifiques ?
Parmi les mesures pour encourager l’agriculture sur sol vivant, rappelons l’importance d’autoriser le glyphosate pour maîtriser les couverts végétaux.
Enfin, l’hexagone gagnerait beaucoup à mettre en place une taxe sur les importations de soja. Elle inciterait le retour de la production de légumineuses en France, comme durant l’année 1973 (lorsque les Américains ont organisé un embargo du soja contre l’Europe).
Qu’est-ce qu’une légumineuse ? Une légumineuse est une plante qui, comme le pois, la lentille ou le soja, est capable de fixer l’azote présent dans l’air. Elles permettent de fertiliser un champ pour la culture suivante. Les légumineuses servent à diversifier les cultures pour limiter l’installation de maladies du sol. Et leurs graines, riches en protéines, augmentent l’autonomie de l’élevage. Cette taxe est donc une mesure de « protectionnisme éducateur », dans la tradition de l’économiste Friedrich List.
Le Brésil a prouvé qu’il est capable d’entendre cet argument, à condition que son droit au développement soit pris en compte. Retrouvons l’état d’esprit des coopérants, comme Lucien Séguy.
Antoine Beils, mai 2021
L’économiste et homme politique américain Lyndon Larouche a montré la relation entre d’une part, la productivité par travailleur, unité de surface et volume de matières utilisées (les 3 paramètres de la productivité physique) contraints par les handicaps naturels d’un territoire ; et d’autre part, le potentiel démographique de ce même territoire. Dit autrement : Le nombre d’humains que la Terre peut porter n’est pas déterminé par les ressources naturelles, mais par l’efficacité de leur utilisation.
Examinons la productivité physique de l’agriculture.
L’agriculture raisonnée, l’agriculture de précision et l’agroécologie permettent toutes trois de produire autant, avec de moindres volumes de produits chimiques. Ce qui n’est pas forcément le cas du bio, qui a globalement recours à de grands volumes de pesticides « naturels ».
Même constat, avec la faible production du bio par hectare et par travailleur ; bien que l’émergence de pratiques agroécologiques (lorsqu’elles sont compatibles avec le cahier des charges du bio) permettent quelques améliorations.
L’Organisation des Nations Unies (ONU) et sa branche pour l’Alimentation et l’Agriculture (FAO) soutiennent cette productivité physique. Elles parlent d’ailleurs d‘ « agriculture écologiquement intensive » ; mais sans moyens financiers à long terme pour promouvoir les semences à hauts rendements, la mécanisation et les autres moyens logistiques du stockage, du transport et de la chaîne du froid. D’ailleurs, le Programme Alimentaire Mondial des Nations Unies cherche encore 5,5 milliards de dollars, pour l’aide alimentaire d’urgence en 2021.
L’écologie, c’est quand les gros mangent les petits ?
En 1992, conformément au souhait du gouvernement britannique, les prix garantis par la Politique Agricole Commune sont abandonnés. Pour retrouver un équilibre comptable, les agriculteurs cherchent alors à réduire leurs dépenses en engrais et pesticides. Ils adoptent l’agriculture raisonnée, l’agriculture de précision, ainsi que l’agroécologie.
Mais si les prix tombent trop, les agriculteurs renoncent à lutter contre les maladies. Au risque de perdre la production…
C’est aussi le risque pris par le bio, qui, en renonçant à la chimie de synthèse, produit globalement un tiers moins de nourriture que l’agriculture conventionnelle à l’hectare, mais est mieux valorisé commercialement.
La page du productivisme, tant décrié encore, a donc été tournée de force ; bien que les extrémistes verts ne s’en satisfassent pas et exigent l’abandon total des équipements motorisés et de la chimie.
Et le pouvoir de nourrir change de main :
1/ Dépossession des agriculteurs. Puisqu’il faut acquérir du foncier, il faut s’endetter au-delà de ce qui est remboursable. Un problème pour la transmission aux jeunes, mais pas un problème pour le rachat par des fonds financiers.
2/ Concentration de l’agro-industrie. À l’image des abattoirs géants, qui imposent leurs conditions commerciales aux éleveurs.
En climat tropical, le Semis Direct sous puissante biomasse permet de produire de 23 à 32 tonnes de matière sèche, aérienne et racinaire, par hectare. Or, cette matière sèche est faite pour moitié de carbone. Si l’intégralité de cette biomasse est restituée au sol, alors 900 kilos à 2 tonnes de carbone sont séquestrés dans ce sol chaque année, et jusqu’à une dizaine d’années de suite.
L’industrie cherchant à compenser ses émissions de carbones, la tonne de carbone non émise ou stockée se négocie actuellement entre 25€ et 50€. Le Groupe international d’experts pour le changement climatique (Giec) demande que ce prix soit haussé à 180 € la tonne.
Comme développé dans le dossier « Le New Deal vert : sortir du piège de la finance verte », la finance verte tente de mettre les États sous tutelle au nom du climat. Pour l’agriculture, aussi, accepter l’agenda “zéro carbone” est dangereux, car cet agenda mène à l’abandon des énergies fossiles, de la fertilisation azotée et de l’élevage, pourtant nécessaires pour nourrir correctement 9 milliards d’êtres humains en 2050.
Merci à s’unir pour nourrir le monde ….!!
Il s’agit d’une glycoprotéine hydrophobe tolérant la chaleur que l’on retrouve à la surface des spores et des mycéliums mycorhiziens. La production de cette substance atteint son maximum chez les mycéliums sénescents. Cette substance à décomposition lente comporterait le tiers du carbone séquestré dans les sols de planète. Sa principale fonction porte sur la stabilisation des agrégats, à la façon d’une colle regroupant l’argile, le limon et le sable fin, avec des effets majeurs sur les propriétés physiques des sols. Ce grumelage assure une meilleure pénétration de l’eau, réduisant les écoulements de surface, de meilleurs échanges gazeux et une rétention de l’eau et des minéraux, notamment le potassium. On peut dire que la glomaline est très étroitement liée à la fertilité des sols.
On peut observer la glomaline par immunofluorescence sur les mycéliums, les spores et les agrégats de sol.



Cet article a été corrigé.
Auteurs : Ryan M. Kepler , Dietrich J. Epp Schmidt , Stephanie A. Yarwood , Michel A. Cavigelli , Krishna N. Reddy , Stephen O. Duke , Carl A. Bradley , Martin M. Williams Jr. , Jeffrey S. Buyer , Jude E. Maul https://orcid.org/0000-0003-1441-1137 INFORMATIONS SUR LES AUTEURS ET AFFILIATIONS
DOI :
https://doi.org/10.1128/AEM.01744-19
Malgré l’utilisation généralisée du glyphosate pour lutter contre les mauvaises herbes en agriculture, des questions demeurent quant à l’effet de l’herbicide sur les communautés microbiennes du sol. La littérature scientifique existante contient des résultats contradictoires, allant de l’absence d’effet observable du glyphosate à l’enrichissement en agents pathogènes agricoles tels que
Fusarium spp. Nous avons mené une étude approfondie sur le terrain pour comparer les communautés microbiennes présentes sur les racines des plantes ayant reçu une application foliaire de glyphosate avec celles des plantes adjacentes qui n’en ont pas reçu. L’étude de deux ans a été menée à Beltsville, MD, et Stoneville, MS, avec des cultures de maïs et de soja cultivées dans divers systèmes agricoles biologiques et conventionnels. En séquençant des amplicons de métabarcodes environnementaux, les communautés procaryotes et fongiques ont été décrites, ainsi que les propriétés chimiques et physiques du sol. Des sections de racines de maïs et de soja ont été étalées pour détecter la présence d’agents pathogènes végétaux. La géographie, le système agricole et la saison étaient des facteurs importants déterminant la composition des communautés fongiques et procaryotes. Les parcelles traitées au glyphosate ne différaient pas des parcelles non traitées en termes de composition globale de la communauté microbienne après contrôle des autres facteurs. Nous n’avons pas détecté d’effet du traitement au glyphosate sur l’abondance relative d’organismes tels que
Fusarium spp.
IMPORTANCE Accroître l’efficacité des systèmes de production alimentaire tout en réduisant les effets négatifs sur l’environnement reste un défi sociétal clé pour répondre avec succès aux besoins d’une population mondiale croissante. L’herbicide glyphosate est devenu un composant presque omniprésent de la production agricole à travers le monde, permettant une adoption croissante de l’agriculture sans labour. Malgré cette utilisation généralisée, de nombreux débats subsistent sur les conséquences de l’exposition au glyphosate. Dans cet article, nous examinons l’effet du glyphosate sur les communautés microbiennes du sol associées aux racines des cultures résistantes au glyphosate. À l’aide de techniques de métabarcoding, nous avons évalué les communautés procaryotes et fongiques à partir d’échantillons de sols agricoles (
n = 768). Aucun effet du glyphosate n’a été constaté sur les communautés microbiennes du sol associées aux variétés de maïs et de soja résistantes au glyphosate dans divers systèmes agricoles.
Les microbes associés aux cultures agricoles affectent de multiples dimensions de la santé des plantes. Ils peuvent jouer des rôles importants liés à la physiologie des plantes, tels que l’acquisition de nutriments (
1 ,
2 ) et la modulation hormonale (
3 ), en plus d’aider à la défense contre les facteurs de stress biotiques (
4 ) ou d’agir en tant qu’agents pathogènes importants. Malgré cette importance pour la santé des plantes, ce n’est que récemment que la gestion de la diversité microbienne est considérée comme une possibilité réaliste d’augmentation durable de la productivité des cultures nécessaire pour répondre à la demande alimentaire face à la croissance de la population humaine et au changement climatique (
5 – 7 ). L’intensification de l’agriculture moderne a été motivée par l’utilisation de pesticides, d’engrais et d’autres amendements connus pour affecter les communautés microbiennes du sol (
8 ). Cependant, de nombreuses études ne disposent pas de la réplication spatiale et temporelle nécessaire à la rigueur statistique (
9 ). Une meilleure compréhension de la façon dont les systèmes agricoles (y compris les cultures) et la géographie interagissent pour façonner les communautés microbiennes est nécessaire afin de tirer parti des microbiomes agricoles pour la sécurité alimentaire (
10 ).L’introduction de cultures génétiquement modifiées résistantes au glyphosate (GR) a transformé les agroécosystèmes dans une grande partie du monde en augmentant l’adoption d’une agriculture sans labour et avec un labour réduit où les mauvaises herbes sont contrôlées chimiquement (
11 ,
12 ). Les systèmes agricoles sans labour améliorent la structure du sol et la rétention des éléments nutritifs en réduisant l’érosion tout en réduisant les dépenses et la consommation de combustibles fossiles associés au fonctionnement des machines. Les communautés microbiennes dans les sols sans labour sont généralement plus diversifiées que celles dans les systèmes labourés en raison de l’augmentation de l’hétérogénéité des niches (
13 ,
14 ).Le glyphosate interrompt la voie de biosynthèse du shikimate (
15 ), responsable de la production d’acides aminés aromatiques et d’autres composants clés du métabolisme cellulaire. La voie shikimate se retrouve chez les bactéries, les champignons, les algues, les plantes et certains protozoaires, mais pas chez les animaux. Le glyphosate se lie de manière compétitive à l’enzyme 5-énolpyruvylshikimate 3-phosphate synthase (EPSPS) par rapport au phosphoénolpyruvate, et il est mortel pour la plupart des espèces de plantes et une grande proportion de champignons (
16 ). Cependant, certains microbes sont résistants au glyphosate en raison du métabolisme rapide du glyphosate ou d’une forme GR du gène codant pour l’EPSPS (
16 ,
17 ). Une fois cette voie de biosynthèse bloquée, les plantes meurent à cause d’une perturbation métabolique. Même à des taux d’application sublétaux, le glyphosate peut affaiblir suffisamment les défenses pathogènes d’une plante pour que les agents pathogènes puissent infecter et tuer la plante (
18 ,
19 ). En l’absence d’agent pathogène, la plante peut avoir un aspect rabougri pendant quelques semaines, puis se rétablir.Le glyphosate est un herbicide appliqué foliaire qui se déplace rapidement du feuillage vers le reste de la plante, y compris les racines (
20 ). Les plantes peuvent exsuder du glyphosate de leurs racines dans les 24 heures suivant l’application foliaire (
21 ,
22 ). Le glyphosate se lie fortement à certains composants du sol, étant presque immobilisé dans la plupart des types de sol (
23 ). Sa liaison étroite avec le sol contribue à sa faible phytotoxicité pour les plantes en tant qu’herbicide appliqué au sol. L’exsudation épisodique de glyphosate par les racines peut avoir des effets indirects sur la communauté microbienne du sol, et ces changements peuvent être importants pour la durabilité à long terme des agroécosystèmes. Cependant, les changements dans la communauté microbienne sont difficiles à détecter étant donné les effets simultanés de la saisonnalité, de l’évolution des espèces cultivées et du type de sol.Bien que l’agriculture sans labour présente des avantages évidents, les rapports diffèrent quant à l’effet du glyphosate sur la diversité microbienne. Des inquiétudes ont été soulevées concernant l’augmentation des charges pathogènes et la suppression des organismes bénéfiques associées à l’utilisation du glyphosate (
24 ,
25 ). Il existe plusieurs mécanismes par lesquels le glyphosate pourrait enrichir le sol en agents pathogènes des plantes, comme suit : (i) les agents pathogènes pourraient attaquer les mauvaises herbes sensibles au glyphosate qui succombent à l’herbicide, dont la biomasse mourante agit alors comme refuge pour une infestation ultérieure des cultures (pont vert ); (ii) les agents pathogènes pourraient « prendre pied » dans une plante résistante au glyphosate en raison d’une réponse immunitaire réduite due à des altérations de la voie du shikimate, entraînant une infection non mortelle tout en permettant à l’agent pathogène de se propager ; et (iii) l’élimination des taxons microbiens sensibles pourrait également entraîner une réduction de la concurrence pour l’espace des niches racinaires, permettant ainsi aux agents pathogènes d’accéder aux tissus végétaux. Un examen de toutes les cultures GR par Hammerschmidt (
19 ) a déterminé qu’il n’existe aucune preuve concluante que le glyphosate augmente la sensibilité des cultures GR aux maladies. Une autre étude (
26 ) remet en question cette évaluation. Plusieurs études ont observé que les betteraves GR et le soja présentent une sensibilité accrue aux agents pathogènes lorsque le glyphosate est appliqué aux doses recommandées (
26 – 28 ). Une étude n’a révélé aucun effet du glyphosate sur l’induction de maladies chez les betteraves GR jusqu’à ce que les taux d’application normaux au champ soient dépassés d’un ordre de grandeur (
29 ). Cependant, d’autres études sur les cultures GR n’ont trouvé aucune influence du glyphosate sur la maladie (
30 ) et même quelques cas d’activité fongicide du glyphosate contre certains agents pathogènes des plantes, en particulier les rouilles (examiné par Duke [
31 ]).Deux études clés ont soutenu l’hypothèse de l’enrichissement en agents pathogènes en glyphosate, révélant sur de longues périodes d’étude que le glyphosate augmente de manière répétée le taux de colonisation des cultures par
Fusarium spp. (présumées être des souches pathogènes) tout en diminuant l’abondance de bactéries fluorescentes
Pseudomonas (considérées comme des organismes bénéfiques putatifs) dans le sol (
24 ,
28 ). Ces études sont souvent citées comme preuve concluante que l’utilisation à long terme du glyphosate augmente la charge pathogène et diminue l’abondance des bactéries favorisant la croissance dans les sols. Les deux études ont appliqué une méthodologie basée sur la culture pour quantifier ces groupes microbiens, avec une analyse moléculaire de la région d’espacement transcrite interne (ITS) ribosomale pour les champignons. Les études utilisant une méthodologie sans culture pour caractériser les communautés microbiennes n’ont pas réussi à détecter des effets substantiels du glyphosate sur l’abondance des agents pathogènes (
32 ,
33 ). Les systèmes agricoles, les facteurs pédologiques, les variétés de cultures et l’historique d’utilisation du glyphosate peuvent tous avoir un impact sur le comportement du glyphosate et son interaction avec les microbiomes des cultures et du sol (
34 ) et doivent être inclus dans la conception expérimentale.Nous avons mené deux études à l’échelle du terrain pour déterminer les effets du glyphosate sur le microbiome du sol et la santé des plantes pour les variétés de maïs et de soja GR, testant l’hypothèse selon laquelle le glyphosate modifie la composition du microbiome du sol selon différents types de sol, cultures, moments d’échantillonnage, et les systèmes agricoles. De plus, nous avons testé l’hypothèse selon laquelle
Fusarium sp. l’abondance des séquences ou les nombres cultivables augmenteraient en raison du traitement au glyphosate. Notre étude comprenait six systèmes agricoles étudiés sur deux ans, représentant diverses pratiques agricoles mises en œuvre dans des fermes en activité. Notre étude a ciblé à la fois les microbiomes naïfs du sol qui n’avaient pas été exposés au glyphosate et ceux exposés au glyphosate chaque année. Le séquençage à haut débit a été utilisé pour générer des profils génétiques d’ARNr 16S bactériens et archéens et des profils ITS ribosomiques nucléaires fongiques.
À partir de l’analyse de séquençage, un total de 68 964 variantes uniques de séquence d’amplicons fongiques et 72 454 procaryotes uniques (ASV) ont été identifiées dans tous les échantillons. Beltsville, MD, et Stoneville, MS, partageaient 13 964 taxons procaryotes et 5 740 taxons fongiques. Stoneville présentait respectivement 62 985 et 29 780 ASV procaryotes et fongiques. Beltsville présentait respectivement 41 538 et 44 924 ASV procaryotes et fongiques uniques. La diversité fongique était plus élevée à Beltsville qu’à Stoneville, à l’exception des mesures de diversité de Shannon et Simpson pour Org3 (voir la description des rotations sur le terrain dans Matériels et méthodes) (
Fig. 1A ). À l’inverse, la diversité procaryote était plus grande à Stoneville qu’à Beltsville dans toutes les mesures (
Fig. 1B ).FIG. 1

L’analyse des correspondances sans tendance a montré que les communautés de Beltsville et de Stoneville étaient distinctes (
Fig. 1C et
D ). L’analyse de variance multivariée permutationnelle (PERMANOVA) de l’abondance relative des champignons et des procaryotes a révélé que l’emplacement était le facteur le plus significatif expliquant les différences dans les communautés fongiques et procaryotes du sol (
P = 0,001 dans les deux cas ;
R 2 fongique = 0,19,
R 2 procaryote = 0,16 ; voir le tableau S1 dans le matériel supplémentaire). Les différences entre les communautés microbiennes de Stoneville et de Beltsville étaient dues à des différences dans les facteurs édaphiques. Les caractéristiques chimiques du sol différaient entre les deux emplacements (analyse de discrimination canonique,
P < 0,001,
R 2 = 0,99) et entre les systèmes agricoles (analyse de discrimination canonique,
P < 0,001,
R 2 = 0,99). Le sol de Stoneville avait un pH et des cations As et Sr significativement plus élevés (analyse de variance [ANOVA],
P < 0,001), tandis que le sol de Beltsville contenait significativement plus de P, Pb, S, Fe et de matière organique (MO) (ANOVA ,
P < 0,001). Les ordinations d’échelle multidimensionnelle non métrique (NMDS) de la dissimilarité de Bray-Curtis pour la chimie du sol entre les emplacements et les systèmes agricoles sont présentées à la
Fig . Pour augmenter la puissance de détection des effets locaux du traitement au glyphosate, nous avons analysé les cultures (maïs par rapport au soja) séparément au sein de chaque emplacement (Beltsville par rapport à Stoneville).FIGURE 2

Le système agricole était le principal facteur de structure de la communauté fongique, quelle que soit la culture (
Fig. 3 ) à Beltsville (PERMANOVA ; maïs,
P = 0,001,
R 2 = 0,16 ; soja,
P = 0,001,
R 2 = 0,16) et à Stoneville (PERMANOVA). ; maïs,
P = 0,001,
R 2 = 0,24 ; soja,
P = 0,001,
R 2 = 0,23). L’année d’échantillonnage était également significative mais expliquait moins de variance que le système agricole de Beltsville (maïs,
P = 0,001,
R 2 = 0,046 ; soja,
P = 0,001,
R 2 = 0,043) et de Stoneville (maïs,
P = 0,001 ). ,
R 2 = 0,051 ; soja,
P = 0,001,
R 2 = 0,052). L’identité taxonomique de la diversité fongique est résumée au niveau de l’ordre sur
la figure 4 (voir également les figures S1 et S5 dans le matériel supplémentaire). Les différences entre les systèmes sont réparties le long de l’axe 1 des graphiques d’analyse des correspondances canoniques (ACC), et les différences liées à l’année sont reflétées dans la répartition le long de l’axe 2 sur
la figure 3 . Aucune interaction significative n’a été notée entre la date d’échantillonnage et le traitement au glyphosate (
P = 0,488 et 0,296 pour le maïs et le soja, respectivement). Les partitions de la rhizosphère (proches et lointaines) n’étaient pas non plus significativement différentes (tableau S1) pour n’importe quelle culture ou emplacement. Les tests de rapport de vraisemblance de l’abondance des taxons dans DESeq2 n’ont également révélé aucune augmentation significative du pouvoir explicatif d’un modèle contenant l’interaction date d’échantillonnage-traitement au glyphosate pour tout taxon, quelle que soit la culture ou le système agricole (Tableaux S4 et S5).FIGURE 3


Le système agricole était également significatif pour la structure de la communauté procaryote (
Fig. 5 ) à Beltsville (PERMANOVA ; maïs,
P = 0,001,
R 2 = 0,096 ; soja,
P = 0,001,
R 2 = 0,09) et Stoneville (PERMANOVA ; maïs,
P = 0,001,
R 2 = 0,21 ; soja,
P = 0,001,
R 2 = 0,16). Le terme annuel expliquait une variance plus faible que le système agricole de Beltsville (maïs,
P = 0,001,
R 2 = 0,096 ; soja,
P = 0,001,
R 2 = 0,086) et de Stoneville (maïs,
P = 0,001,
R 2 = 0,051 ; soja,
P = 0,001,
R 2 = 0,069). Les différences entre les systèmes sont réparties le long de l’axe 1 des parcelles CCA, et les différences liées à l’année sont reflétées dans la répartition le long de l’axe 2 de
la figure 5 . L’identité taxonomique de la diversité procaryote est résumée au niveau de l’ordre sur
les figures 6 , S6 et S10. L’interaction entre le glyphosate et la date d’échantillonnage n’était significative pour aucune des deux cultures (tableau S1). Les tests de rapport de vraisemblance de l’abondance des taxons dans DESeq2 indiquent que l’interaction date d’échantillonnage-traitement au glyphosate n’a pas augmenté de manière significative le pouvoir explicatif du modèle pour aucun taxon, quel que soit la culture ou le système agricole (Tableaux S6 et S7).FIGURE 5


Les tests de classement signés de Wilcoxon ont montré plusieurs cas où la diversité des espèces différait de manière significative entre les dates d’échantillonnage avant et après pulvérisation (
Fig. 7 et tableaux S2 et S3); cependant, des différences ont été observées dans les traitements par pulvérisation et sans pulvérisation pour la plupart des combinaisons de systèmes de culture, ce qui indique qu’il s’agit d’un effet saisonnier et non dû à l’exposition au glyphosate. À Beltsville, la réponse du maïs et du soja différait selon les deux dates. La diversité des procaryotes pour le maïs dans chaque système agricole de Beltsville était significativement différente entre les deux dates. Cette tendance a également été observée, mais dans une moindre mesure, dans les communautés fongiques. La moitié des traitements différaient significativement pour les traitements par pulvérisation et sans pulvérisation. Les communautés fongiques ne différaient pas selon les saisons dans les parcelles de soja de Beltsville, et la diversité des espèces fongiques n’était pas affectée par la date d’échantillonnage du maïs et du soja dans les échantillons de Stoneville.FIGURE 7

Le criblage des endophytes racinaires a nécessité l’analyse de plus de 6 100 segments de racines et a identifié plus de 2 400 colonies fongiques. Un nombre significativement plus élevé d’UFC ont été observés en 2013 qu’en 2014 à l’emplacement de Beltsville (
P < 0,0003), mais aucune différence dans le nombre d’UFC n’a été observée entre les années à l’emplacement de Stoneville. Un total de 384 morphotypes typiques ont été séquencés par amplicon ITS, ce qui a donné les 8 taxons dominants identifiés suivants :
Fusarium ,
Macrophomina ,
Alternaria ,
Cladosporium ,
Penicillium ,
Zygomycota ,
Trichoderma et
Epicoccum . Il n’y a aucune différence significative dans les UFC
de Fusarium observées entre les traitements par pulvérisation et sans pulvérisation de glyphosate pour le maïs ou le soja (ANOVA,
P < 0,07). Bien que la valeur
P soit proche du seuil de signification, la variance autour des moyennes ne montre aucune tendance détectable dans les données (
Fig. 8 ).FIGURE 8

Il n’y avait aucune différence significative dans le rendement du maïs selon les systèmes ou entre les traitements d’application de glyphosate pour 2013 ou 2014 (
Tableau 1 ). Les rendements du maïs et du soja dans cette étude ont déjà été publiés (
35 ,
36 ). Les rendements du maïs n’étaient pas significativement différents des moyennes du comté du MD pour tous les systèmes, avec une moyenne parmi les systèmes de 9 339 kg ha
−1 . En 2013, une erreur s’est produite lors de l’utilisation de la moissonneuse-batteuse pour petites parcelles et les haricots récoltés à partir de différentes répétitions ont été mélangés, rendant les données inutilisables. En 2014, les rendements du soja étaient similaires aux moyennes du comté avec une moyenne de 2 327 kg ha
−1 . Il n’y avait pas de différence significative de rendement entre les systèmes agricoles et aucun effet du traitement au glyphosate sur le rendement (
Tableau 1 ).TABLEAU 1TABLEAU 1 Rendement du maïs et du soja Maryland pour les parcelles traitées ou non au glyphosate en culture ciselée, sans labour, en rotation biologique de 3 ans ou en rotation biologique de 6 ans a
| Année | Recadrer | Philosophie de gestion | Travail du sol primaire | Rendement en traitement au glyphosate (kg ha −1 ) b | |
|---|---|---|---|---|---|
| Vaporisateur | Pas de pulvérisation | ||||
| 2013 | Maïs | Conventionnel | Ciseau jusqu’à | 8 848 | 9 536 |
| Conventionnel | Non jusqu’à | 9 141 | 9 780 | ||
| Biologique 3 ans | Charrue à versoir | 7 634 | 9 210 | ||
| Biologique 6 ans | Charrue à versoir | 8 510 | 8 832 | ||
| Soja | Conventionnel | Ciseau jusqu’à | – | – | |
| Conventionnel | Non jusqu’à | – | – | ||
| Biologique 3 ans | Charrue à versoir | – | – | ||
| Biologique 6 ans | Charrue à versoir | – | – | ||
| 2014 | Maïs | Conventionnel | Ciseau jusqu’à | 8 967 | 9 798 |
| Conventionnel | Non jusqu’à | 11 123 | 10 757 | ||
| Biologique 3 ans | Charrue à versoir | 9 497 | 10 225 | ||
| Biologique 6 ans | Charrue à versoir | 8 185 | 7 627 | ||
| Soja | Conventionnel | Ciseau jusqu’à | 2 160 | 2 438 | |
| Conventionnel | Non jusqu’à | 2 016 | 2 264 | ||
| Biologique 3 ans | Charrue à versoir | 2 907 | 2 315 | ||
| Biologique 6 ans | Charrue à versoir | 2 733 | 2 290 | ||
unLa comparaison des moyennes a été calculée au sein de chaque système pour le génotype résistant au glyphosate, traité ou non avec le glyphosate.
bAucune différence significative n’a été constatée entre les parcelles traitées ou non au glyphosate au sein de chaque système en 2014. –, en 2013, une erreur de récolte des parcelles a entraîné un mélange de parcelles traitées et non traitées, rendant ainsi les données de rendement inutilisables.
Les structures des communautés procaryotes et fongiques entre les systèmes agricoles et entre les dates d’échantillonnage n’étaient pas influencées par l’utilisation du glyphosate. Au lieu de cela, le travail du sol et d’autres différences entre les systèmes agricoles semblent être les principaux facteurs déterminants de la structure du microbiome du sol (
Fig. 1C et
D ,
3 et
5 ). Par exemple, même si tous les champs de Beltsville étaient sous gestion sans labour jusqu’en 1996, les différences de gestion depuis lors sont des indicateurs importants de la structure actuelle de la communauté microbienne. Les systèmes biologiques ont montré une augmentation des champignons de l’ordre des Pezizales (
Fig. 4A et
B ), probablement une réponse des taxons saprobes à l’ajout de litière de volaille dans ces parcelles. L’histoire de l’utilisation des terres à Stoneville différait considérablement d’un système à l’autre, un système étant soumis à une gestion agricole sans labour avec un historique d’application de glyphosate depuis 15 ans et l’autre étant une monoculture de cogongrass sans historique d’exposition au glyphosate. Les différences entre les communautés fongiques dans les parcelles de Stoneville semblent être dues à des proportions changeantes, avec quelques ordres d’abondance supérieure à 5 % présents dans un système alors qu’ils sont absents dans l’autre (
Fig. 4C et
D ).L’héritage de la gestion agricole a déplacé les communautés procaryotes entre les systèmes du Maryland et du Mississippi. L’histoire de la gestion sans labour semble avoir modifié la structure de la communauté microbienne par rapport au labour conventionnel et aux traitements biologiques. Par exemple, les acidobactéries ont été détectées, bien qu’à des niveaux relatifs faibles, dans les proportions les plus élevées dans les systèmes de culture sans labour ayant au moins 15 ans d’expérience. Les acidobactéries réagissent positivement aux nitrates présents dans le sol et il a été démontré qu’elles produisent l’hormone de croissance des plantes, l’acide indole acétique (IAA), qui peut favoriser la croissance des racines des plantes (
37 ). De plus,
le chloroflexi avait tendance à être en abondance relative plus faible dans les systèmes de culture sans labour du Maryland. Ishaq et coll. (
38 ) ont découvert que le
Chloroflexi était l’un des taxons les plus réactifs aux changements dans les systèmes agricoles. Un taxon peu connu, les
Ktedonobacteria , a également montré une réponse différentielle aux traitements au niveau du système. Les membres de ce groupe semblent être sensibles au pH, occupent un large éventail d’environnements et sont génétiquement similaires aux
Chloroflexi (
39 ). Les résultats pour les taxons procaryotes et fongiques étudiés dans cette étude sont cohérents avec les différences de systèmes agricoles observées dans d’autres dimensions des écosystèmes du sol à Beltsville, y compris les communautés de nématodes du sol (
40 ), les concentrations de MO et de P dans le sol, les émissions de gaz à effet de serre et les coûts énergétiques totaux. du système agricole (
41 – 43 ).L’absence d’effets du glyphosate dans des communautés de sol auparavant naïves suggère que les taux d’application typiques de glyphosate ne modifient pas la communauté microbienne globale lors de la résolution des taxons récupérés dans notre étude. La littérature existante suggère que la plupart des communautés microbiennes sont susceptibles d’être perturbées, bien que les préjugés contre la déclaration de l’absence d’effets du traitement pourraient affecter ce point de vue (
44 ). Dans la présente étude, la résilience au glyphosate pourrait être liée à plusieurs facteurs. Certaines espèces procaryotes et fongiques sont connues pour métaboliser le glyphosate, et la présence de ces organismes peut protéger les espèces sensibles (
16 ,
17 ,
45 ,
46 ). Les études rapportant les effets du glyphosate sur les microbes du sol utilisent souvent des concentrations d’herbicide plus élevées que le taux approuvé, ce qui peut submerger le tampon des membres résistants. Le glyphosate est fortement lié aux composants du sol (
17 ,
23 ), mais on ne sait pas comment cela affecte sa biodisponibilité pour les microbes du sol. Néanmoins, sa demi-vie dans les sols à climat tempéré est en moyenne d’environ 30 jours (
47 ). Des effets dépendants de la concentration du glyphosate sur la respiration microbienne et la biomasse du sol ont été rapportés et sont cohérents avec les rapports sur d’autres produits agrochimiques, ne montrant que des effets transitoires aux taux d’application recommandés (
48 ).Des études en serre avec du blé GR cultivé dans des sols de tout le nord-ouest du Pacifique n’ont révélé que des effets mineurs du glyphosate sur les communautés microbiennes, et l’emplacement déterminé était un facteur majeur de la structure de la communauté microbienne du sol (
32 ,
33 ). Bien que ces études aient détecté de légers effets du glyphosate sur les communautés microbiennes, le glyphosate a été appliqué à deux fois la dose recommandée, augmentant ainsi la probabilité que la communauté microbienne subisse un effet détectable. Cette différence méthodologique peut expliquer la détection d’un effet sur l’abondance de certains taxons après exposition au glyphosate pour le blé cultivé en serre, alors qu’aucun n’a été détecté dans notre étude. Cela renforce la confiance dans notre conclusion selon laquelle le glyphosate a un effet minimal sur la communauté microbienne lorsqu’il est appliqué au taux recommandé.La diversité des communautés a changé au cours de la saison de croissance, quelle que soit l’application de glyphosate (
Fig. 7 ). Ces résultats sont similaires à ceux de Hart et al. (
49 ) qui ont cultivé du maïs GR et son isoline génétiquement proche avec et sans application de glyphosate pendant une saison au Canada. En utilisant le polymorphisme de longueur des fragments de restriction terminaux (TRFLP) pour comparer les communautés microbiennes, ils ont également montré des changements dans la diversité des communautés microbiennes au fil du temps, mais pas en relation avec le glyphosate.Des travaux antérieurs basés sur la culture ont révélé que l’abondance
de Fusarium augmentait et celle
de Pseudomonas diminuait avec l’utilisation de glyphosate (
24 ). Dans ces études,
Fusarium spp. étaient présumés pathogènes, tandis que
Pseudomonas spp. étaient présumés être des symbiotes. Notre métabarcodage n’a détecté aucun effet du glyphosate sur l’abondance de
Fusarium ou
de Pseudomonas sp. (voir le matériel supplémentaire).Il est important de noter que les gènes d’ARNr ITS et 16S ne parviennent pas à résoudre les classifications au niveau des espèces pour certains groupes (
50 ,
51 ). Par exemple, on sait que l’ITS a une capacité limitée à faire la distinction entre les espèces de
Metarhizium par rapport aux autres marqueurs disponibles (
52 ). Plusieurs espèces de
Metarhizium connues pour être présentes sur le site du Maryland (
53 ) n’étaient pas représentées dans les échantillons de cette étude. Très probablement, des agents pathogènes des plantes ont été omis dans cette étude. Cependant, les espèces pathogènes contribuent à l’abondance relative de leur OTU constitutive et nous n’avons détecté aucun changement dans les abondances relatives de
Fusarium sp.,
Alternaria sp. ou
Macrophomina sp. Les OTU augmentent en raison de l’application de glyphosate (voir le matériel supplémentaire). Bien que
Pseudomonas spp. sont souvent considérés comme intrinsèquement bénéfiques, il existe au moins quelques agents pathogènes confirmés (
51 ) et le type de fonction bénéfique peut différer considérablement selon les souches. Quoi qu’il en soit, comme pour les champignons, aucun
Pseudomonas spp. la prévalence a changé à la suite du traitement au glyphosate.Nous n’avons également constaté aucune réduction du rendement par l’application de glyphosate sur le maïs GR ou le soja GR dans les champs ayant une longue histoire d’utilisation du glyphosate ou sans historique d’utilisation du glyphosate (
Tableau 1 ). Dans une étude similaire portant sur le maïs sucré GR, il y a même eu une légère augmentation du rendement associée à l’application de glyphosate (
54 ). Cela pourrait être dû à l’hormèse, où des doses non phytotoxiques de glyphosate stimulent la croissance des plantes (
55 ). L’absence d’effets sur les rendements concorde avec l’absence d’effets néfastes substantiels sur les microbes de la rhizosphère.Le glyphosate est l’herbicide le plus utilisé dans le monde et les cultures GR sont les cultures transgéniques les plus utilisées (
11 ). Aux États-Unis, plus de 90 % des terres agricoles cultivées en soja, coton, betterave sucrière et maïs sont plantées en cultivars GR (
56 ). En 2014, les cultures GR ont reçu 88 % du glyphosate utilisé dans l’agriculture américaine. L’adoption du soja GR et l’utilisation intensive de glyphosate qui en découle en Argentine et au Brésil ont suivi une tendance similaire à celle des États-Unis (
11 ). Bien que les rendements du maïs et du soja aux États-Unis continuent d’augmenter à peu près aux mêmes rythmes qu’avant l’introduction des cultures GR (
57 ), une quantité importante de littérature suggère que le glyphosate devrait compromettre les cultures GR en modifiant négativement les populations de microbes du sol (voir, par exemple). , références
24 à 26 ). Cependant, bon nombre des études soutenant ce point de vue n’ont pas été menées dans des situations agricoles réalistes. Par exemple, l’une des études citées comme preuve des forts effets du glyphosate sur les microbes associés aux plantes a été réalisée dans une serre sur des plantes cultivées en culture hydroponique (
58 ). Relativement peu d’études ont étudié l’effet du glyphosate sur les communautés microbiennes du sol dans les systèmes agricoles avec ou sans héritage d’application de glyphosate. Les travaux décrits dans le présent article apportent une contribution importante à la détermination de l’effet du glyphosate sur les communautés procaryotes et fongiques du sol, car il s’agit d’une étude bien reproduite (dans le temps et dans l’espace) sur deux sites géographiquement séparés dans des systèmes agricoles réalistes avec des antécédents documentés d’utilisation du glyphosate. Le fait qu’il n’y ait aucun changement dû au glyphosate, associé à une tendance vers une plus grande diversité d’espèces dans les parcelles sans labour, suggère que cette pratique de gestion largement utilisée ne risque pas d’altérer les communautés microbiennes du sol de manière négative.
L’étude a été menée en 2013 et 2014 sur deux sites du Département américain de l’agriculture, du Service de recherche agricole (USDA-ARS), au Laboratoire des systèmes agricoles durables de Beltsville, dans le Maryland, et à l’Unité de recherche sur les systèmes de production végétale à Stoneville, MS (
Tableau 2 ). .TABLEAU 2TABLEAU 2 Description des systèmes agricoles représentés dans les expériences sur le terrain à Beltsville, MD, et Stoneville, MS, en 2013 et 2014a
| Emplacement | Philosophie de gestion | Travail du sol primaire | Histoire du glyphosate | Nom du système agricole |
|---|---|---|---|---|
| Beltsville | Conventionnel | Ciseau jusqu’à | Oui | CT |
| Conventionnel | Non jusqu’à | Oui | NT | |
| Rotation biologique de 3 ans | Charrue à versoir | Non | Organisation_3 | |
| Rotation biologique de 6 ans | Charrue à versoir | Non | Organisation_6 | |
| Pierreville | Conventionnel | Non jusqu’à | Oui | NT_15 ans |
| Conventionnel | Non jusqu’à | Non | NT_Aucun |
unChaque système agricole était représenté par du maïs et du soja résistants au glyphosate (GR), et chacun n’était pas traité ou traité au glyphosate à raison de 0,87 kg ha
−1 .Le site de Beltsville est géré dans le cadre d’un site de recherche agroécologique à long terme de l’USDA qui comprend des systèmes agricoles typiques de la région médio-atlantique décrits précédemment (
41 ,
59 ). Nous avons mené l’étude dans deux systèmes agricoles conventionnels, dont un utilisant une charrue chisel pour le labour primaire (CT) et un autre en gestion sans labour (NT). Ces deux systèmes s’appuient sur des engrais minéraux, des herbicides et d’autres pesticides selon les besoins pour gérer une rotation maïs (
Zea mays )-seigle (
Secale céréales )-soja (
Glycine max )-blé d’hiver (
Triticum aestivum )/soja. De plus, deux systèmes biologiques ont été utilisés sur ce site. Un système biologique est une rotation de 3 ans maïs-seigle-culture de couverture-soja-blé d’hiver/vesce velue (
Vicia villosa ) (Org3). La seconde est une rotation de cultures de 6 ans (Org6) dans laquelle la luzerne (
Medicago sativa ), culture pérenne en place depuis 3 ans, remplace la vesce présente dans Org3. Les systèmes biologiques reposent sur les légumineuses, la litière de volaille et le K
2 SO
4 pour fournir des éléments nutritifs aux cultures conformément aux résultats des analyses de sol et aux réglementations locales. Une charrue à versoir et/ou à burin est utilisée pour le travail du sol primaire, et le contrôle des mauvaises herbes comprenait l’utilisation d’une houe rotative et le travail entre les rangs après la plantation de maïs et de soja dans les systèmes biologiques.À Stoneville, l’expérience est composée de deux systèmes agricoles établis dans deux champs adjacents, l’un avec un héritage d’utilisation du glyphosate depuis 15 ans (NT_15yrs) et l’autre sans historique de glyphosate (NT_none). Quatre répétitions ont été délimitées dans chaque champ pour chaque système agricole. Le champ ayant des antécédents d’utilisation du glyphosate cultivait en rotation du soja GR et du coton (
Gossypium hirsutum ) au cours des 15 dernières années précédant l’expérience. Le champ sans historique de glyphosate avait été entretenu pour des études de biologie des mauvaises herbes dans une monoculture de cogongrass (
Imperata cylindrica ) sans herbicides appliqués pendant 12 ans avant l’expérience. La préparation du champ comprenait l’abattage du cogonggrass avec un travail du sol répété, la plantation de soja et de maïs non-GR pendant une saison avant l’expérience sur le terrain en cours et le fauchage au fléau à maturité. Au cours de l’expérience, chaque champ (NT_15yrs ou NT_none) a été divisé en deux, une moitié étant plantée en maïs et l’autre moitié en phase de soja de l’expérience. L’année suivante, des parties du champ qui avaient été ensemencées en maïs ont été ensemencées en soja et vice versa.L’expérience a été menée pendant les phases de rotation des cultures de maïs et de soja aux deux endroits. À chaque emplacement de chaque système agricole et combinaison de cultures, les traitements au glyphosate suivants ont été établis : un cultivar GR sans glyphosate appliqué, et le même cultivar GR avec du glyphosate appliqué à raison de 0,87 kg ha
−1 deux fois 4 semaines après la plantation. Il y a eu deux événements d’échantillonnage pour chaque unité expérimentale. Des échantillons de sol et de racines ont été prélevés au moment du « prétraitement », soit au stade de croissance V4. Le lendemain, du glyphosate a été appliqué sur les parcelles prévues pour recevoir du glyphosate. Environ 20 jours plus tard, un échantillon « postspray » a été prélevé dans chaque unité expérimentale. Les unités expérimentales à tous les emplacements étaient constituées de quatre rangées de 4,6 m de largeur et 6,1 m de longueur. Le cultivar de soja USG Allen (GR) a été semé à 526 400 graines ha
-1 , et le cultivar de maïs DKC 65-17 RR2 (GR) a été semé à 67 600 graines ha
-1 . À Beltsville, les parcelles de maïs ou de soja constituent chacune une phase de la rotation des parcelles principales qui est un système agricole (NT, CT, Org3 ou Org6) ; ainsi, chaque phase de la rotation est considérée comme une parcelle divisée de la parcelle principale. Aux deux endroits, quatre répétitions de chaque facteur et niveau ont été établies. Toutes les parcelles ont été débarrassées des mauvaises herbes grâce à un binage manuel selon les besoins.En octobre de chaque année, sur les deux sites, le maïs a été récolté avec une moissonneuse-batteuse pour petites parcelles Almaco (Nevada, IA) ; le rendement en grains a été calculé à 15,5 % d’humidité pour les deux rangées centrales des parcelles de 6,1 m. Au cours des deux années, sur le site de Stoneville, le soja a été récolté avec une moissonneuse-batteuse Almaco pour petites parcelles. À Beltsville, en 2013, le soja a été récolté avec une moissonneuse-batteuse Almaco pour petites parcelles, et en 2014, le soja a été récolté à la main et battu sur 3,05 m des deux rangées centrales. Les poids secs ont été calculés à 13,5 % d’humidité.
Les sols de Beltsville sont des ultisols limoneux limoneux des plaines côtières constitués principalement d’unités cartographiques de sol Christiana, Keyport, Matapeake et Mattapex. Les sols de Stoneville étaient un loam limoneux typique de l’Alfisol dominé par les unités cartographiques des sols de Dundee. Lors de la plantation, des échantillons de sol provenant des 15 premiers cm de profondeur ont été collectés dans chaque parcelle en combinant le sol de six carottes ou plus (7,5 cm de diamètre) échantillonnées de manière semi-aléatoire dans une parcelle donnée. Les échantillons ont été séchés à l’air et tamisés à 2 mm. Les carottes ont été collectées sur une ligne diagonale entre le deuxième et le troisième rang de culture, à 1 m de chaque extrémité d’une parcelle donnée. Des échantillons de sol ont été analysés par le laboratoire des services d’analyse agricole de l’université d’État de Pennsylvanie pour déterminer le pH, la teneur en matière organique (MO), la capacité d’échange cationique (CEC) et P, K, Mg, Ca, S, B, Zn, Mn, Fe, Teneur en Cu, As, Al, Ba, Cd, Co, Cr, Ni, Pb, Se et Sr. Le pH a été déterminé dans une dilution d’eau 1: 1, la MO a été déterminée par perte de masse lors de la combustion et la CEC a été déterminée en utilisant les méthodes de Ross et Ketterings (
60 ). Des extractions Mehlich 3 ont été réalisées pour obtenir du Ca, du Mg et du K du sol ; tous les autres métaux sont exprimés en éléments sorbés totaux selon la méthode EPA 3050 (
61 ).
Aux stades de croissance V3 à V4 (4 à 6 semaines après la plantation) et 1 jour avant l’application de glyphosate (pré-pulvérisation), six plantes et le sol associé à leurs racines ont été excavés de chaque parcelle en enlevant les monolithes de sol d’un diamètre de 30 cm ( tige de la culture au centre) et à 15 cm de profondeur à l’aide de pelles de précision stérilisées en surface. Les monolithes ont été placés sur un tamis, et la terre autour de la motte a été doucement retirée par agitation et passée à travers un tamis de 2 mm, appelé ici « terre de rhizosphère lointaine ». Le sol adhérant aux racines après cette procédure a été brossé sur un tamis de 2 mm à l’aide d’une brosse en poils de chameau, appelé ici « sol proche de la rhizosphère ». Les racines ont été soigneusement brossées sans compromettre l’intégrité de la surface des racines. Des échantillons de rhizosphère provenant des six plantes ont été regroupés et 5 g ajoutés à un tube Falcon de 15 ml contenant 10 ml de solution de conservation d’acide nucléique Mo Bio LifeGuard. Le contenu des tubes a été mélangé et congelé à –80°C. Les plantes ont été placées à 4°C jusqu’à la poursuite du traitement.
Des sections de racines de deux centimètres ont été coupées au hasard 16 fois dans chacun des six systèmes racinaires frais pour chaque traitement. Le poids humide total des 16 sections a été enregistré. Les coupes ont été stérilisées en surface pendant 2 minutes dans de l’hypochlorite de sodium à 1,25 %, suivies de trois rinçages à l’eau distillée stérile. Les coupes ont été séchées sur du papier absorbant stérile et huit coupes de racines ont été placées sur une plaque contenant le milieu de Komada (
62 ). Les racines plaquées ont été incubées à la lumière ambiante et à température ambiante jusqu’à l’émergence des colonies. Les mycéliums fongiques et les spores des colonies émergentes ont été échantillonnés et examinés au microscope Nikon E60 et identifiés au niveau du genre ou à des groupes morphologiques plus larges, sur la base de caractéristiques taxonomiques. Des colonies de morphologie typique ont été étalées sur un milieu minimal pour induire la sporulation en vue d’une identification plus approfondie. Des tests PCR pour les ITS, suivis d’un clonage et d’un séquençage, ont été réalisés sur plus de 384 colonies de morphologie typique pour valider l’identification microscopique. Les méthodes suivaient celles décrites dans la référence
63 . La qualité des séquences a été vérifiée et alignée à l’aide du logiciel de la suite DNAStar (DNAStar, Madison, WI, USA) et identifiée à l’aide de l’outil de recherche d’alignement local de base et de la banque de données nucléotidiques GenBank du National Center for Biotechnology Information à Bethesda, MD (
https:// www.ncbi.nlm.nih.gov/ ).
La rhizosphère et les sols en vrac conservés dans LifeGuard à –80 °C ont été décongelés et 800 µl de chaque boue ont été traités à l’aide d’un kit d’isolement d’ADN de sol à 96 puits PowerSoil-htp (Mo Bio Laboratories, Inc., Solana Beach, Californie), selon aux recommandations du fabricant. L’ADN a été quantifié et sa qualité vérifiée à l’aide d’un spectrophotomètre NanoDrop 2000 (Thermo Fisher Scientific, Pittsburgh, PA). Des amplicons du gène de l’ARNr bactérien 16S ont été générés avec les amorces f515 et r806 (
64 ). Des amplicons fongiques ITS ont été générés avec les amorces ITS1 et ITS2 (
65 ). Le séquençage du gène de l’ARNr 16S et du métacode à barres ITS a été effectué conformément au manuel de préparation de la bibliothèque de protocoles Illumina (numéro de pièce 1504423 rév. B ; Illumina, Inc.). Cinq microlitres de produit d’amplicon adaptateur nettoyé pour chaque échantillon ont été utilisés pour la PCR d’indexation à l’aide du kit d’indexation Nextera XT (référence FC-131-1002 ; manuel de préparation de la bibliothèque de séquençage métagénomique 16S, référence 1504423 rév. B ; Illumina, Inc.) . Les produits de PCR index ont été nettoyés conformément au protocole Illumina (manuel de préparation de la bibliothèque de séquençage métagénomique 16S, référence 1504423 rév. B ; Illumina, Inc.), et des aliquotes de 2 µl par échantillon de chaque plaque PCR à 96 puits ont été regroupées pour le résultat final. Bibliothèque Illumina. Pour l’analyse, 100 µl de solutions à 10 nM de chaque pool de bibliothèques ont été congelés et expédiés sur de la neige carbonique pour analyse sur un système Illumina MiSeq au Centre de recherche sur le génome et de bioinformatique (CGRB), Oregon State University, Corvallis, OR. Pour Beltsville, un total de 512 échantillons ont été séquencés. Pour Stoneville, 256 échantillons ont été séquencés.
(i) Filtrage et découpage des séquences. Les lectures ont été renvoyées par le CGRB après un contrôle de qualité initial avec les flux de travail Illumina standard, y compris le filtrage de qualité et le découpage de l’adaptateur. Les scripts utilisés dans les étapes suivantes peuvent être trouvés sur
https://github.com/rmkepler/FSP_script_repository . Avant de joindre les extrémités appariées et l’attribution de la taxonomie, les amorces directes et inverses ont été supprimées et la qualité des séquences réduite (-q 22) à l’extrémité 3 ‘à l’aide de Cutadapt (version 1.8.3) (
66 ). Les lectures dépourvues de séquences d’amorces ou inférieures à 75 pb avant le découpage ont été rejetées.
(ii) Affectation d’assemblage et de taxonomie. Le package R Dada2 (
67 ) a été utilisé pour l’assemblage par paires et l’affectation de taxonomie. La commande « filterandtrim » a été utilisée pour supprimer les séquences avec un taux d’erreur attendu > 2 et toutes les séquences contenant des valeurs « N » (bases illisibles). Les taux d’erreur ont été estimés pour les lectures directes et inverses. Les lectures filtrées ont ensuite été dérépliquées avec la commande « derepFastq ». Les séquences dérépliquées ont été débruitées avec la commande « dada », puis les extrémités appariées ont été fusionnées. Les séquences chimériques ont été supprimées avec la commande « removeBimeraDenovo ». La taxonomie a été attribuée à la table de séquences sans chimère avec l’implémentation dada2 du classificateur RDP (
68 ). La base de données UNITE (v. 7.2) (
69 ) a été utilisée comme référence pour l’identification des variantes de séquence ITS fongiques, et SILVA (version 132) (
70 ) a été utilisée pour les procaryotes.
(iii) Analyse communautaire. Nous avons transformé les données sur le gène de l’ARNr 16S et le nombre de communautés ITS en abondances relatives, puis avons calculé la dissimilarité de Bray-Curtis. L’analyse des correspondances sans tendance (DCA) a été appliquée à la matrice de dissimilarité de Bray-Curtis à l’aide du package VEGAN v. 2.4 (
71 ) tel qu’implémenté dans phyloseq v. 1.22.2 (
72 ) pour les codes-barres fongiques et procaryotes. PERMANOVA a été utilisé pour évaluer l’importance des facteurs liés à la culture et à l’emplacement.Après un sous-ensemble par culture et par emplacement, la richesse et la régularité ont été estimées à partir d’ensembles de données raréfiées des décomptes de séquences brutes à l’aide de VEGAN. DESeq2 v. 1.18.1 (
73 ) a été utilisé pour produire des ensembles de données à variance stabilisée (
74 ) à partir de décomptes non raréfiés. Les ordinations ont été réalisées à l’aide de l’analyse des correspondances canoniques (ACC) et d’un modèle de la forme « ∼ système + année » avec VEGAN. Nous avons utilisé PERMANOVA pour déterminer l’importance des principaux effets et interactions entre les facteurs suivants : système agricole, zone de sol, traitement au glyphosate, date d’échantillonnage et année. Le facteur du système agricole comportait 4 catégories pour Beltsville (CT, NT, Org3 et Org6) et 2 pour Stoneville (NT_none et NT_15yr). Tous les autres facteurs avaient deux catégories aux deux endroits, comme suit : zone de sol (en vrac et rhizosphère), année (2013 et 2014), traitement au glyphosate (pulvérisation et non pulvérisation) et date d’échantillonnage (application de glyphosate avant pulvérisation et application de glyphosate après pulvérisation). Un modèle à mesures répétées basé sur l’identification des parcelles (ID) a été utilisé.L’effet du traitement au glyphosate sur les communautés microbiennes a été testé avec le test de rang signé de Wilcoxon sur les différences entre les dates, tel que mis en œuvre dans le plug-in longitudinal pour Qiime2 (
75 ). Le test a été appliqué séparément pour trois mesures de diversité pour les données à variance stabilisée, déterminées avec VEGAN, observé, l’indice de Shannon et l’indice de Simpson.
(iv) Taxons différentiellement abondants. Des tests pour des taxons différentiellement abondants en réponse au traitement au glyphosate ont été réalisés dans DESeq2 en utilisant des tests de rapport de vraisemblance après avoir sous-divisé les données fongiques et procaryotes par emplacement, culture et système agricole. Le test a comparé un modèle complet comprenant le groupe, les termes de date d’échantillonnage et un terme d’interaction, où le groupe est défini comme la combinaison du système agricole et du traitement au glyphosate (par exemple, Org3_spray) et la date d’échantillonnage correspond aux événements d’échantillonnage avant et après pulvérisation. Le modèle complet a été comparé à un modèle réduit dépourvu du terme d’interaction. Ainsi, les taxons présentant des valeurs
P significatives indiquent que la date d’échantillonnage et l’application de glyphosate ont interagi pour être d’importants prédicteurs de leur abondance. Cela a été testé pour chaque taxon fongique et procaryote identifié. Des ensembles de données avec des décomptes non transformés ont été utilisés comme données de départ, dont la variance a ensuite été stabilisée pendant les tests.Les différences dans la chimie du sol ont été évaluées par analyse discriminante canonique à l’aide du package candisc v. 0.8.0 dans R. Les différences dans la chimie du sol ont été visualisées avec une mise à l’échelle multidimensionnelle non métrique de la dissimilarité de Bray-Curtis et des vecteurs tracés pour les différents constituants chimiques à l’aide du métaMDS et envfit fonctions de VEGAN, respectivement.
Les données sont accessibles sous le numéro NCBI BioProject
Chris Rasmann et Gwen Bagley ont contribué de manière substantielle à la gestion sur le terrain et à l’échantillonnage des parcelles de Beltsville. Le regretté John Lydon a contribué à la conception expérimentale.Nous ne déclarons aucun conflit d’intérêts.
[Cet article a été publié le 18 février 2020, avec le suffixe du nom de Martin M. Williams II affiché à tort comme « Jr. » dans la signature et les références 35, 36 et 54. Cela a été corrigé dans la version de l’article publiée le 18 septembre 2020. De plus, le prénom de Jeffrey S. Buyer était affiché à tort comme « Jeffery », et cela a été corrigé. dans la version de l’article publiée le 14 octobre 2020.]
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