Contributions des racines aux stocks de carbone dans les sols

23/05/2023
Lorène Siegwart a soutenu sa thèse de doctorat le 03 mai 2023 à 8h sur le campus de la Gaillarde à Montpellier. Afin d’identifier la contribution des racines d’espèces pérennes et annuelles aux stocks de C dans les sols, des expérimentations ont été principalement réalisées in situ sur 2 sites agroforestiers, en climat tropical semi-aride et en climat tempéré méditerranéen

Racine de blé observée à 40 cm de profondeur sur le site DIAMS (Mauguio, France), Mai 2020, © L. Siegwart

L’initiative 4p1000 encourage la séquestration de carbone (C) dans les sols agricoles comme moyen d’adaptation et d’atténuation du changement climatique. Les racines pourraient représenter un levier pour augmenter les stocks de C dans le sol, et notamment dans les horizons profonds. Dans les 2 sites d’étude de la thèse de Lorène Siegwart, les résultats ont permis (i) de quantifier les entrées de carbone dérivé des litières racinaires dans le sol, (ii) d’évaluer les cinétiques de décomposition des racines dans le sol et l’impact de l’apport de carbone sur l’activité microbienne, notamment en profondeur, et (iii) d’estimer le potentiel de séquestration de carbone dans le sol avec des mesures de flux sortants de carbone par respiration.

Les racines des arbres n’interfèrent pas ou peu avec le développement des racines des cultures annuelles. Les entrées de C dérivé des litières racinaires représentent 0.7% des stocks de C des sols entre 0 et 100 cm dans le site français et 1.5% entre 0 et 150 cm dans le parc au Sénégal. Parmi les entrées totales de C dans le dispositif français, 12.6% viennent des litières racinaires dans le dispositif français et 67.3% dans le parc à F. albida.

Ensuite, une méthode innovante a permis de suivre la décomposition des litières racinaires avec des scanners enfouis à différentes profondeurs de sol dans le site français. Un résultat principal est que la décomposition racinaire de l’orge débute tôt ; 50% du volume racinaire est déjà perdu au stade de la floraison de la culture.

De plus, des observations en conditions contrôlées démontrent le rôle de la disponibilité en nutriments (azote et phosphore) sur l’activité microbienne dans les sols profonds. En effet, lors de l’apport de carbone en quantités équivalentes aux entrées annuelles par les litières racinaires, nous avons mesuré un déstockage de carbone additionnel de 85 mgC kgsoil-1 en profondeur en conditions non limitantes en azote.

Enfin, un bilan carbone du sol a été réalisé pour 3 usages de sol différents (plantation, culture pure, agroforestier). Les entrées sont plus importantes en système agroforestier par rapport aux cultures pure, alors que les émissions de CO2 sont équivalentes, suggérant un potentiel de séquestration de carbone dans les sols des systèmes agroforestiers, par rapport aux cultures pures. La prise en compte des horizons profonds dans les travaux de modélisation de la dynamique du carbone dans les sols est nécessaire pour préciser ce résultat.

La thèse de Lorène Siegwart a été co-financée par INRAE (Institut National de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement) et par le projet DSCATT – Dynamic of Soil Carbon sequestration in Tropical and Temperate agricultural systems, financé par la Fondation Agropolis et la Fondation Total (référence ID 1802-001) dans le cadre du programme « Investissements d’avenir » (Labex Agro :ANE-10-LABX-0001-01) et dont l’objectif est d’explorer le potentiel de séquestration de carbone dans les sols cultivés, en tenant compte de la fertilité des sols et de la durabilité des pratiques agricoles dans le contexte des changements globaux.