Impact des pratiques sur la faune des sols ? par Marc-André Sélosse
Intervention tirée de la journée technique
maraîchage & arboriculture : La conservation des sols
et sa biodiversité fonctionnelle
du 23 janvier 2020 à Montpellier.
Introduction
Cette intervention s’ouvre par une présentation de Marc-André Sélosse, professeur de microbiologie au Muséum national d’histoire naturelle. L’orateur souligne son regard original sur l’agriculture, en tant que microbiologiste, et rappelle également ses ouvrages, notamment Jamais seul, consacré au monde des microbes.
Marc-André Sélosse précise d’emblée qu’il devra partir assez vite, en raison de contraintes de transport, et regrette de ne pas pouvoir rester davantage pour échanger. Il dit cependant trouver remarquable qu’autant de personnes s’interrogent aujourd’hui sur les sols et remettent en question les connaissances reçues durant leur formation. Il annonce d’ailleurs que la question de l’apprentissage et de la formation reviendra dans sa conclusion.
Il propose alors de parler des écosystèmes agricoles, de la nécessité de retrouver du lien et de la complexité.
La plante n’est pas seule
Le premier point développé concerne la plante. Marc-André Sélosse explique qu’on a longtemps conçu la plante comme un organisme isolé, en se concentrant uniquement sur ses besoins propres. Cette vision a conduit à lui apporter directement ce dont elle avait besoin : des engrais pour sa nutrition, et des produits capables de tuer les microbes ou les insectes qui l’attaquaient.
Il insiste sur le fait qu’il ne faut pas juger trop vite cette évolution : au moment où ces méthodes ont été mises en place, elles ont permis de supprimer les famines en Europe. De ce point de vue, ceux qui ont inventé ces pratiques ont résolu un immense problème quantitatif et doivent être considérés comme des « héros de l’humanité ». Il ne s’agit donc pas de nier leur apport, mais de comprendre que ces solutions ont été conçues avec humilité face à l’urgence, comme aujourd’hui d’autres cherchent à préparer l’avenir.
Cependant, en améliorant la croissance des plantes par les engrais et les pesticides, on a aussi, sans le vouloir, nié la logique historique de la plante. Avant cela, dans des sols pauvres, les plantes réussissaient à récupérer de l’azote, du phosphate et d’autres sels minéraux grâce à leur association avec des champignons mycorhiziens. Ces champignons faisaient ce travail à moindre coût pour la plante, car produire des filaments fongiques coûte moins cher que produire des racines.
Le rôle des microbes dans la nutrition et la défense
Marc-André Sélosse rappelle ensuite que les microbes ne servent pas seulement à nourrir la plante : ils la protègent aussi.
Les champignons mycorhiziens ont un effet d’écran sur les racines, ce qui limite l’arrivée de pathogènes. Ils modifient également la physiologie de la plante. Par exemple, lorsqu’une plante rencontre un champignon mycorhizien, elle peut accumuler davantage de tanins dans ses racines. De plus, cette rencontre envoie des signaux, encore mal connus mais de nature systémique, qui augmentent la capacité de la plante à répondre aux attaques dans ses parties aériennes.
Au-dessus du sol également, les plantes hébergent des microbes foliaires qui « occupent le terrain » et limitent tant bien que mal l’implantation de certains pathogènes.
Ainsi, la plante, dans sa nutrition comme dans sa défense, est historiquement construite sur des microbes. Cela fait environ 400 millions d’années qu’elle s’appuie sur eux pour sa santé et sa nutrition. Avec les engrais, elle n’a plus besoin de nourrir autant ces champignons pour aller chercher l’azote ou le phosphate dans le sol. Avec les pesticides, une partie de cette couche microbienne protectrice disparaît également.
Marc-André Sélosse résume cela par une image : on a mis la plante sous perfusion. On la nourrit comme si l’on nourrissait un humain avec une poche de glucose en intraveineuse. Cette méthode a eu ses vertus, mais elle conduit aujourd’hui à redécouvrir que la dimension microbienne de la plante constitue un levier potentiel pour l’avenir.
L’écosystème agricole est ouvert
Le deuxième point développé concerne l’idée que l’écosystème agricole, qui couvre une grande partie du territoire, n’est pas un monde fermé. Marc-André Sélosse insiste sur le fait que les personnes présentes dans la salle, c’est-à-dire les agriculteurs et plus largement les acteurs du monde agricole, sont en réalité des gestionnaires de l’environnement, plus encore que d’autres catégories souvent mises en avant comme les forestiers ou les chasseurs.
Il rappelle qu’un écosystème n’est jamais réellement clos. La délimitation d’un écosystème est en partie arbitraire : on pourrait, dit-il, considérer qu’un centimètre carré de peau constitue un écosystème microbien. De la même façon, l’écosystème agricole est traversé par des échanges constants avec ce qui l’entoure.
Lorsque l’on met trop d’engrais dans les champs, ceux-ci se retrouvent dans l’eau, provoquant l’eutrophisation des eaux continentales, voire littorales. Certes, les villes produisent aussi des rejets qui y contribuent, mais l’idée essentielle est que les écosystèmes agricoles sont eux aussi ouverts : une partie de ce qu’on y introduit fuit vers d’autres milieux.
En creux, cela révèle aussi une réalité plus fondamentale : la fertilité des eaux vient des sols. Marc-André Sélosse prend l’exemple des marges continentales, très convoitées par les pêcheurs, parce que la fertilité de l’océan dépend en grande partie de ce qui arrive depuis les continents, et donc, en dernière analyse, des sols.
Gérer un sol, c’est donc aussi produire la fertilité — ou l’excès de fertilité — des eaux environnantes.
Les sols participent au climat
L’écosystème agricole est aussi ouvert sur l’atmosphère. Pour Marc-André Sélosse, les sols « font du climat ».
Le sol émet du CO2 lorsqu’il respire. Lorsqu’il est humide, des poches d’anoxie peuvent s’y former, favorisant le développement de bactéries et d’autres microbes qui ne respirent plus avec l’oxygène. Certains utilisent alors le CO2 et produisent du méthane, d’autres utilisent les nitrates et produisent des oxydes d’azote. Or ces gaz contribuent fortement à l’effet de serre, parfois davantage encore que le CO2.
Il rappelle ainsi que 15 % de la production de méthane de l’humanité est liée à la riziculture inondée. Mais, ajoute-t-il, en France aussi, la carte des émissions de N2O correspond largement à celle des zones agricoles : lorsque l’on apporte de l’azote comme engrais et que l’on apporte aussi de l’eau, on favorise ces émissions.
À l’inverse, remettre de la matière organique dans le sol permet de stocker du carbone et donc de contribuer à limiter l’accumulation de CO2 dans l’atmosphère. Marc-André Sélosse rappelle que le labour, en aérant les sols, a historiquement conduit à une perte de matière organique. Il va jusqu’à rappeler que l’agriculture a déjà modifié le climat depuis longtemps : la libération de carbone par les sols agricoles a contribué à la stabilité climatique de l’Holocène, en empêchant peut-être un retour à la glaciation au cours des derniers millénaires.
Ainsi, l’agriculture n’est pas seulement une source de perturbation : elle peut aussi faire partie des solutions. Marc-André Sélosse se dit d’ailleurs partisan du « 4 pour 1000 », cette idée selon laquelle une augmentation annuelle de 4 pour 1000 du carbone stocké dans les sols permettrait d’absorber une part importante des émissions humaines. Cela ne dispense pas de réduire les émissions, mais cela peut aider à gérer une partie de ce qui a déjà été envoyé dans l’air.
Le sol est un processus microbien
Le troisième grand point porte sur la nature même du sol. Pour Marc-André Sélosse, le sol est avant tout un processus microbien.
Il cite ici Claude Bourguignon parmi ceux qui lui ont ouvert les yeux sur cette question. Il explique qu’auparavant, y compris dans sa propre formation, le sol lui avait surtout été présenté comme un processus chimique d’altération de la roche. Or les recherches ont progressivement montré à quel point la vie du sol y joue un rôle central.
Il évoque les anciennes éditions du pédologue Chauffour, où la vie des sols n’occupait que quelques pages sur des centaines. Aujourd’hui, au contraire, la pédologie a été rejointe par la microbiologie et d’autres communautés scientifiques, si bien que l’étude du sol n’est plus orpheline.
L’un des signes les plus frappants de ce rôle microbien est la présence d’azote dans les sols : l’azote n’existe pas dans la roche, il est injecté dans les systèmes terrestres par les fixateurs d’azote. C’est donc une signature majeure de la contribution microbienne au sol.
Les microbes fabriquent aussi la fertilité minérale
Marc-André Sélosse insiste aussi sur le fait que les microbes n’interviennent pas seulement dans la décomposition de la matière organique. Ils participent également à la dissolution des roches.
Longtemps, on a cru que la libération des éléments minéraux à partir de la roche était un simple processus physico-chimique. Mais lorsqu’on a mesuré les vitesses réelles de dissolution dans les sols, on s’est aperçu qu’elles étaient 10 à 100 fois plus rapides que prévu. Et surtout, lorsque l’on stérilise le sol, cette dissolution ralentit fortement.
Cela montre que des biofilms microbiens sont à l’œuvre dans l’altération de la roche. Pour Marc-André Sélosse, même certaines patines grises observées sur les calcaires autour de Montpellier relèvent déjà de processus de type pédologique, tant les microbes y sont actifs dans la transformation du substrat.
Les conséquences pratiques : matière organique, labour, couvert
À partir du moment où l’on comprend que le sol est vivant, certaines pratiques doivent être réinterrogées.
D’abord, le manque de matière organique devient problématique, puisque beaucoup de microbes s’en nourrissent.
Ensuite, il y a la question du labour. Marc-André Sélosse prend une image parlante : si l’on était soi-même un organisme filamenteux et qu’on nous passait un coup de charrue, on souffrirait dans toutes nos parties. Le labour fait s’effondrer la diversité fongique. En revanche, la diversité bactérienne peut augmenter, car le labour aère le sol, favorise la respiration et donne plus de place aux bactéries dans la compétition microbienne.
Le labour est donc globalement plutôt favorable aux bactéries, mais défavorable aux champignons, notamment aux mycorhizes. Il précise toutefois qu’il ne dit pas que le labour est toujours inutile : il n’existe pas de solution générale, seulement des terroirs et des situations particulières. Mais d’une façon générale, il estime qu’il faut s’interroger sur son usage, d’autant qu’il pose aussi des problèmes d’érosion.
Autre point essentiel : le couvert végétal. L’idée qu’un sol puisse rester nu pendant certaines périodes est étrangère au fonctionnement historique des sols, qui ont presque toujours été couverts de plantes, sauf accident. Maintenir un sol couvert, par des cultures associées, des cultures relais ou des couverts semés après récolte, permet de limiter l’érosion et surtout de continuer à nourrir les microbes, en particulier les champignons mycorhiziens, même en l’absence de la culture principale.
Diversifier avec les arbres et les associations végétales
Dans cette logique de complexification des agroécosystèmes, Marc-André Sélosse invite aussi à penser à l’arbre.
Il rappelle que Montpellier est un lieu important de la recherche en agroforesterie. Dans certaines situations, le mélange de peupliers et de céréales permet d’obtenir, sur un hectare, l’équivalent de la biomasse produite sur 1,6 hectare séparé. Cela montre qu’il n’y a pas seulement de la concurrence entre les espèces, mais aussi des synergies.
La présence d’arbres peut notamment jouer sur la microbiologie des sols, en raison de phénologies différentes de celles des cultures annuelles. Il cite un travail montrant qu’il y a davantage de diversité mycorhizienne en agroforesterie qu’en culture céréalière seule, y compris lorsque l’agroforesterie associe des céréales à des peupliers ou à des noyers. Même des adventices présentes sous les arbres peuvent participer à cet effet.
Marc-André Sélosse reconnaît qu’on ne sait pas encore toujours dans quelle mesure cette diversité microbienne supplémentaire se traduit directement en bénéfices agronomiques mesurables. Mais cela montre que l’on dispose déjà d’outils simples pour agir sur la vie du sol : semer et planter.
De ce point de vue, l’absolu de la monoculture et certaines formes de travail du sol apparaissent comme des pratiques qui posent question dans le cas général.
Un message d’espoir : la diversité microbienne est encore là
Marc-André Sélosse évoque ensuite l’atlas de la diversité des bactéries du sol en France, dirigé par Lionel Ranjard à l’Inra de Dijon.
Cet atlas montre que la biomasse microbienne s’est fortement écroulée dans les sols agricoles, avec des situations particulièrement dégradées dans les sols de vergers et de vignobles. En revanche, du point de vue du nombre d’espèces, la diversité n’est pas encore totalement effondrée.
Il précise que ce n’est pas une raison pour se réjouir naïvement : avant l’extinction, il y a toujours la raréfaction. Mais ce constat signifie malgré tout qu’au fond des sols subsiste encore une diversité taxonomique qui n’est pas profondément altérée. C’est donc un message d’espoir : on peut encore relancer cette ressource.
Il compare cette situation à un vélo qui commence à tomber : tant que l’on n’a pas encore chuté, il est encore temps de redresser la barre. Pour lui, il n’y a pas de « sol mort » au sens absolu : ces processus peuvent être réactivés.
Il précise cependant que ce message vaut ici surtout pour les bactéries. Pour les champignons, les diagnostics sont encore en cours et les conclusions moins établies.
Le consommateur, habitant invisible des agrosystèmes
Le dernier point développé sur la complexité concerne un acteur très souvent oublié : le consommateur.
Marc-André Sélosse le qualifie d’« habitant invisible des agrosystèmes ». C’est, selon lui, l’organisme qui prélève le plus de biomasse dans les agrosystèmes, et pourtant celui qu’on voit le moins lorsqu’on visite ces systèmes. Il ne parle pas ici seulement de « l’homme » en général, mais bien du consommateur en tant qu’acteur spécifique.
Pour lui, rien ne se construira sans intégrer cet acteur. Une agriculture différente suppose aussi de générer la demande correspondante. Cela implique que les consommateurs comprennent éventuellement pourquoi certains produits peuvent coûter plus cher — même si, précise-t-il, il n’est pas convaincu qu’une autre agriculture soit nécessairement plus coûteuse.
Il faut surtout leur faire comprendre qu’on peut choisir de payer la même somme, mais pas au même endroit : payer davantage pour la production afin d’éviter d’avoir ensuite à financer la dépollution, par exemple le nettoyage des plages envahies d’algues vertes.
Les consommateurs doivent également apprendre à comprendre l’offre alimentaire : pourquoi il existe différents poulets, différentes tomates, différentes salades, et comment choisir.
La question décisive de la formation
Pour Marc-André Sélosse, cette transformation ne sera pas possible sans un effort majeur sur la formation.
Il regrette profondément l’affaiblissement de l’enseignement scientifique. Il note que les premiers enseignants que rencontrent les enfants sont souvent issus d’une formation littéraire et se sentent parfois mal à l’aise avec les sciences. Il précise qu’il ne leur jette pas la pierre : ils possèdent d’autres qualités et exercent un métier admirable. Mais il estime qu’on ne leur donne pas les moyens de transmettre correctement une compréhension scientifique du monde, notamment sur des sujets aussi concrets que l’alimentation ou la consommation.
Il critique également la réforme du lycée, qui a retiré les sciences de la vie et de la Terre du tronc commun en première et terminale. Pour lui, c’est une manière de mutiler la génération suivante, en la privant d’un outil essentiel pour comprendre les conséquences de ses choix de santé, de ses choix alimentaires et de ses choix citoyens.
Cette évolution produit aussi des décideurs moins bien formés scientifiquement, donc moins capables de concevoir ensuite des politiques publiques ou des programmes de formation adaptés.
Marc-André Sélosse indique avoir lui-même participé à la rédaction des programmes de ce qu’il reste de SVT. Avec d’autres, il a souhaité introduire en classe de seconde la question de l’agriculture, le questionnement sur l’agriculture conventionnelle, les perspectives possibles, et tous ces liens entre organismes, écosystèmes et société. Il mentionne aussi la recommandation d’organiser une visite d’exploitation dans ce cadre.
Selon lui, on ne fera rien sans les citoyens. Et ceux qui pensent qu’on peut décider sans eux finissent par les retrouver « en jaune sur les ronds-points ».
Échange avec la salle : sélection variétale et interaction avec les microbes
Une question est alors posée sur les plantes elles-mêmes : puisque les plantes et les microorganismes du sol ont coévolué, les processus de sélection variétale récents n’ont-ils pas affaibli cette capacité d’interaction ?
Marc-André Sélosse répond qu’il s’agit en effet d’un vrai problème. Les variétés cultivées aujourd’hui ont été sélectionnées dans le cadre de l’agriculture actuelle, c’est-à-dire dans des sols riches, avec des apports minéraux importants et des protections chimiques contre les maladies.
Dans ce contexte, on observe que beaucoup de plantes réagissent moins bien aux microorganismes du sol, notamment aux mycorhizes. Il cite un travail montrant que, parmi onze variétés sélectionnées avant 1975, huit répondaient positivement aux mycorhizes, alors que parmi onze variétés sélectionnées après 1975, une seule montrait encore cette réponse.
Il nuance toutefois ce constat : en réalité, les plantes cultivées seules poussent aussi beaucoup mieux qu’avant, ce qui signifie qu’on a peut-être surtout sélectionné des plantes capables de mieux vivre sans ces interactions, plus que des plantes ayant totalement perdu cette capacité.
Quoi qu’il en soit, il estime que cela implique sans doute de nouvelles sélections variétales à l’avenir, afin de disposer de plantes réagissant de manière optimale aux champignons et capables d’exploiter des sols moins riches. Selon lui, cela peut se faire par sélection classique, sans que cela constitue nécessairement un problème technique majeur.
Il ajoute qu’il existe pour cela d’importantes réserves de diversité dans les semences paysannes ainsi que dans les populations sauvages, où l’on pourra peut-être retrouver certains traits oubliés. Il renvoie ici à toute la littérature sur la néo-domestication, qu’il juge très prometteuse.
Conclusion
En conclusion, Marc-André Sélosse appelle à repenser l’agriculture à partir des liens et de la complexité.
La plante ne doit plus être pensée seule, mais avec ses microbes. Le sol ne doit plus être vu comme un simple support physico-chimique, mais comme un processus vivant et microbien. L’agrosystème doit être compris comme un système ouvert, en interaction avec l’eau, l’atmosphère et le climat. Il doit aussi être complexifié, par les couverts, la diversification végétale, les arbres, et par des pratiques qui soutiennent la vie du sol.
Enfin, cette transformation ne pourra pas se faire sans les consommateurs ni sans un effort profond de formation scientifique et citoyenne.
Malgré les dégradations observées, Marc-André Sélosse délivre un message d’espoir : les sols conservent encore des ressources biologiques qu’il est possible de réactiver. Il est donc encore temps de « redresser le vélo ».
