Biofunctool® : l’évaluation de la santé des sols sur le terrain

Comment identifier l’impact des changements de pratiques sur les fonctions essentielles du sol ou établir le niveau de régénération du sol pour les terrains appauvris ? Le Cirad et l’IRD proposent la méthodologie Biofunctool®, fondée sur un ensemble d’indicateurs bord-champ, à faible coût, adapté à tous les territoires pour analyser la santé des sols en étudiant leur activité biologique.

Une analyse des sols et de leur évolution

Seuls 22 % des sols émergés sont cultivables et 70 % d’entre eux sont d’ores et déjà dégradés. Les sols font donc face à de nombreuses menaces principalement causées par les humains. Il est nécessaire de pouvoir évaluer l’impact des pratiques agricoles ou des aménagements territoriaux sur la santé des sols dans le but d’adapter nos pratiques, préserver, voire même améliorer la durabilité de nos sols.

La méthodologie d’évaluation de la santé des sols Biofunctool® repose sur une évaluation multi-critères des trois fonctions essentielles à la vie du sol et portées par les organismes qui le compose :

  • La dynamique du carbone ;
  • Le cycle des nutriments ;
  • Le maintien de la structure du sol.

Sa démarche innovante apporte des indications essentielles souvent négligées, notamment sur les interactions entre les organismes du sol sans lesquelles ce dernier s’appauvrit.
La méthode Biofunctool® s’appuie sur l’utilisation d’un ensemble de neuf indicateurs connus et dont les mesures sont réalisées principalement sur le terrain. Elle permet aussi de produire un indicateur synthétique de santé des sols compréhensible par tous, à travers une méthode d’agrégation par analyse statistique.

Biofunctool®: accompagner une meilleure gestion des sols

La méthodologie se veut facile à mettre en œuvre pour les experts du sol et :

  • permet de comprendre l’intérêt multi-fonctionnel des sols via l’approche carbone-nutriments-structure du sol ;
  • facilite la comparaison de l’impact de différents systèmes de culture (e.g. biologique, régénérative, conventionnelle, etc.) dans un contexte donné ;
  • rend possible le suivi temporel de changement de pratiques agricoles ;
  • offre une méthodologie fiable et compétitive financièrement ;
  • collecte des données principalement in situ : à ce jour, seul l’indicateur mesurant l’azote nécessite encore un recours à un laboratoire d’analyse – des travaux sont en cours pour réaliser la mesure bord-champ ;
  • développe une analyse avec différents niveaux d’agrégation, allant jusqu’à un score synthétique ;
  • bénéficie de l’appui et des préconisations de nos experts Cirad-IRD ;
  • est scientifiquement prouvée à travers l’étude de pratiques agricoles contrastées et dans des contextes très variés.

Des évolutions en cours avec nos partenaires :

  • Le Cirad, l’IRD et E-Tumba poursuivent le développement d’une application mobile et d’une application web qui permettront de renseigner les données de terrain et obtenir les résultats directement sur portable et ordinateur via l’application web. L’app mobile et la web app sont développées pour deux profils distincts : les conseillers agricoles et les scientifiques.
  • Le Cirad et l’IRD sont également accompagnés par la Scop Sagne pour réaliser un kit 100 % terrain.
  • Avec l’appui de nos partenaires scientifiques, un travail est mené sur la simplification et l’optimisation de l’accessibilité de la méthodologie.

Accompagner les changements de pratiques agricoles ou d’usage des sols auprès de multiples acteurs

L’analyse et la mesure d’impact découlant de la méthodologie Biofunctool® permet d’accompagner différentes typologies d’acteurs et d’usage.

Le conseil agricole auprès d’agriculteurs

Biofunctool® fournit aux structures de conseil agricole des éléments précis et visuels venant appuyer leur expertise, notamment en vue de préserver durablement la santé d’un sol ou en vue de l’améliorer. Biofunctool® convient particulièrement pour s’assurer de l’impact positif de nouveaux modes de culture sur le fonctionnement biologique du sol et de conforter les producteurs sur les bénéfices de l’adoption de ces nouvelles pratiques.

Le suivi de projets de développement durable ou d’aménagement des territoires

En vue d’évaluer les changements induits dans le cadre de projets intégrant une dimension environnementale forte, et notamment en lien avec la bonne gestion des sols ou leur restauration : Biofunctool® offre des indicateurs de performance fiables assortis d’une analyse ciblée par indicateur ou agrégée. Cela permet de comprendre comment évoluent les sols lors de l’accompagnement de changements de pratiques, comment les fonctions évoluent au gré du projet et de mesurer efficacement l’évolution de la santé des sols à différents stades du projet, sur différents territoires.

Les projets de recherche

Biofunctool® a été développé dans un cadre de recherche scientifique. Les indicateurs sont appliqués dans de nombreux projets dans l’objectif de mieux comprendre l’impact de pratiques innovantes sur la santé des sols. En complément, Biofunctool® est utilisé pour mieux comprendre le lien entre la biodiversité du sol et son fonctionnement ; et aussi pour mieux intégrer le sol dans l’évaluation de la durabilité des systèmes agricoles.

Comment mobiliser la méthodologie Biofunctool® ?

Au stade de développement de la méthodologie, nos experts au Cirad et à l’IRD interviennent essentiellement à 2 niveaux :

  • L’expertise : les experts du Cirad et de l’IRD peuvent être mobilisés (sous réserve de leur disponibilité) pour appliquer la méthode dans le cadre de prestations auprès de particuliers ou dans le cadre de projet de recherche et développement. Leur mobilisation permet de bénéficier de tout leur savoir-faire et expertise dans l’application de la méthode, que ce soit pour la définition du protocole d’échantillonnage, la réalisation des mesures, l’interprétation des résultats, la formulation de préconisations… En outre, des analyses complémentaires selon les besoins peuvent également être proposées.
  • La formation :  une formation est proposée aux experts agronomes, aux scientifiques, aux bureaux d’études, aux ONG pour se familiariser à la méthode.

Le Cirad et l’IRD travaillent à constituer un réseau de formateurs et d’experts référents Biofunctool par-delà le monde dans le but de faciliter la diffusion de la méthode et l’accès au set d’indicateurs avec des coûts réduits au maximum, ainsi que d’en garantir sa fiabilité. Des collaborations pourront alors être établies avec des structures chargées de la formation à l’utilisation de la méthode et/ou à la réalisation d’expertises Biofunctool®, car la méthode nécessite le respect rigoureux des protocoles afin d’assurer la fiabilité des résultats.

L’équipe de recherche
Les chercheurs de l’IRD et du Cirad ont développé la méthodologie Biofunctool®, une approche de terrain innovante d’évaluation de la santé des sols, permettant d’accompagner les transitions agroécologiques au Nord et au Sud. Les unités pilotes de cette méthodologie sont les unités mixtes de recherche Eco&Sols (IRD) et ABSYs (Cirad).

Références et propriété intellectuelle

Marque

Biofunctool est une marque déposée détenue en copropriété par le Cirad et l’IRD.

Publications

Mettauer R., Thoumazeau A., Le Gall S., Soiron A., Rakotondrazafy N., Bérard A., Brauman A., Mézière D. 2022. Soil health in temperate agroforestry: Influence of tree species and position in the field. Archives of Agronomy and Soil Science, 21p.

https://doi.org/10.1080/03650340.2022.2116013

Perron T., Kouakou A., Simon C., Mareschal L., Gay F., Soumahoro M., Kouassi D., Rakotondrazafy N., Rapidel B., Laclau J-P., Brauman A. 2022. Logging residues promote rapid restoration of soil health after clear-cutting of rubber plantations at two sites with contrasting soils in Africa. Science of the Total Environment:151526, 12 p.

Heepngoen P., Thoumazeau A., Renevier M-S., Sajjaphan K., Gay F., Brauman. 2021. Relationships between physico-chemical, biological and functional approaches for soil quality assessment. A case study along a gradient of disturbance. European Journal of Soil Biology, 104:103300, 11 p. 

https://doi.org/10.1016/j.ejsobi.2021.103300

Kulagowski R., Thoumazeau  A., Leopold A., Lienhard P., Boulakia S., Metay A., Sturm T., Tixier P., Brauman A., Fogliani B., Tivet F. 2021. Impacts of conservation agriculture maize-based cropping systems on soil health and crop performances in New Caledonia. Soil and Tillage Research. 212, 105079.

https://hal-unc.archives-ouvertes.fr/tel-03666962/document

Brauman A., Thoumazeau A. 2020. Biofunctool® : un outil de terrain pour évaluer la santé des sols. Etude et Gestion des Sols 27 (1), n.spéc. Fonctions des sols et services écosystémiques : 289-303. 

http://www.afes.fr/publications/revue-etude-et-gestion-des-sols/volume-27-numero-1/

Thoumazeau A., Chevallier T., Baron V., Rakotondrazafy N., Panklang P., Marichal R., Kibblewhite M., Sebag D., Tivet F., Bessou C., Gay F., Brauman A. 2020. A new in-field indicator to assess the impact of land management on soil carbon dynamics. Geoderma, 375 : 114496.

Pheap, S., Lefèvre, C., Thoumazeau, A., Leng, V., Boulakia, S., Koy, R., Hok, L., Lienhard, P., Brauman, A., Tivet, F. 2019. Multi-functional assessment of soil health under Conservation Agriculture in Cambodia. Soil and Tillage Research, 194, 104349. 

Thoumazeau A., Bessou C., Renevier M.S., Panklang P., Puttaso P., Peerawat M., Heepngoen P., Polwong P., Koonklang N., Sdoodee S., Chantuma P., Lawongsa P., Nimkingra P., Thaler P., Gay F., Brauman A. 2019. Biofunctool®: A new framework to assess the impact of land management on soil quality. Part B: Investigating the impact of land management of rubber plantations on soil quality with the Biofunctool® index. Ecological Indicators, 97 : p. 429-437.

https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2018.09.023

Thoumazeau A., Bessou C., Renevier M.S., Trap J., Marichal R., Mareschal L., Decaëns T., Bottinelli N., Jaillard B., Chevallier T., Suvannang N., Sajjaphan K., Thaler P., Gay F., Brauman A. 2019. Biofunctool®: A new framework to assess the impact of land management on soil quality. Part A: Concept and validation of the set of indicators. Ecological Indicators, 97 : p. 100-110.

https://wageningensoilconference.eu/2019/wp-content/uploads/2019/08/WSC2019_Book_of_Abstracts.pdf

Thoumazeau A., Gay F., Alonso P., Suvannang N., Panklang P., Chevallier T., Bessou C., Brauman A. 2017. SituResp®: A time- and cost-effective method to assess basal soil respiration in the field. Applied Soil Ecology, 121 : p. 223-230.