La qualité du sol a été définie comme «La capacité d’un type de sol spécifique à fonctionner, dans les limites d’un écosystème naturel ou géré, pour maintenir la productivité des plantes et des animaux, maintenir ou améliorer la qualité de l’eau et de l’air, et soutenir la santé et l’habitation humaines» (Karlen et al., 1997). Or, les sols sont considérés comme une ressource non renouvelable à l’échelle des générations humaines (Lal, 2009). Une prise de conscience de l’ampleur des effets des activités humaines sur les sols a mené les décideurs à élaborer des outils pour le suivi de la qualité des sols, afin d’évaluer et de surveiller l’évolution de la qualité des sols, de limiter leur dégradation et de favoriser des pratiques qui permettent une utilisation durable des sols. C’est dans ce cadre qu’est né le projet de recherche CARBIOSOL (juillet 2013 – janvier 2019, financement SPW-DGO3).
Parmi ces outils d’évaluation de la qualité des sols, le carbone organique total du sol (COT) est une mesure fondamentale, liée à différents processus physiques, chimiques et biologiques du sol. En Wallonie, il est mesuré systématiquement lors des analyses de sols effectuées via les laboratoires du réseau REQUASUD, mais également grâce au réseau de surveillance CARBOSOL (Goidts et al., 2009), consacré au suivi des stocks de COT dans les sols agricoles. Cependant, la dynamique du COT est lente et ses changements ne sont détectables qu’après plusieurs années ou décennies (Goidts and van Wesemael, 2007). De plus, le carbone organique du sol n’est nullement homogène (von Lützow et al., 2007). Ainsi, de nouveaux indicateurs, plus réactifs et complémentaires, ont été sélectionnés et mesurés dans le cadre du projet CARBIOSOL :
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La mesure de deux fractions du carbone organique aide à distinguer les tendances à long terme (taux de renouvellement de 100 ans ou plus), importants pour la stabilisation de la matière organique (fraction < 20 µm) des processus liés à la transformation de la matière organique, impliqués dans la fertilité actuelle des sols (fraction > 20 µm) (Trigalet et al., 2017; van Wesemael et al., 2019);
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Les organismes du sol interviennent directement dans la dégradation de la matière organique, et leur activité est par conséquent liée à la libération des éléments nutritifs. Ces indicateurs biologiques (respiration potentielle, biomasse microbienne, minéralisation nette de l’azote, potentiel métabolique des bactéries, vers de terre, quotients microbien et métabolique) fournissent des informations complémentaires au COT (Krüger et al., 2017, 2018b).
En Wallonie, un réseau de laboratoires provinciaux (réseau REQUASUD) fournit des analyses de sol pour les agriculteurs. Jusqu’à présent, l’évaluation des sols comprend des paramètres chimiques et physiques (Genot et al., 2011), mais une demande croissante concerne des mesures liées à l’activité biologique des sols. Le projet de recherche CARBIOSOL répond à ce besoin par l’étude des fractions de carbone et des indicateurs biologiques.
Les cinq subventions (CARBIOSOL 1 à 5) ont permis d’acquérir de nombreuses mesures de ces indicateurs dans différents sites agricoles sous cultures et sous prairies. Au cœur du projet : le développement d’un outil, décrivant des techniques d’analyse et des gammes de référence du carbone organique et d’indicateurs biologiques, en vue de l’implémentation des analyses au sein des laboratoires provinciaux. L’ensemble des données, provenant de 415 échantillons, a été rassemblée dans la base de données « CARBIOSOL – indicateurs biologiques et carbone organique des sols agricoles wallons ».
Figure: Sites d’études du projet CARBIOSOL. Régions agricoles: 1-Sablo-limoneuse, 2-Limoneuse, 3-Campine Hennuyère, 4-Condroz, 5-Herbagère Liège, 6-Herbagère Fagnes, 7-Famenne, 8-Ardenne, 9-Jurassique, et 10-Haute Ardenne
-Goidts, E., B. Van Wesemael, and K. Van Oost. 2009. Driving forces of soil organic carbon evolution at the landscape and regional scale using data from a stratified soil monitoring. Global Change Biology 15:2981–3000.
– Karlen, D. L., M. J. Mausbach, J. W. Doran, R. G. Cline, R. F. Harris, and G. E. Schuman. 1997. Soil quality: a concept, definition, and framework for evaluation. Soil Science Society of America Journal 61:4–10.
– Krüger, I., C. Chartin, B. van Wesemael, and M. Carnol. 2018. Defining a reference system for biological indicators of agricultural soil quality in Wallonia, Belgium. Biological indicators 95:568–578.
– Krüger, I., C. Chartin, B. van Wesemael, S. Malchair, and M. Carnol. 2017. Integrating biological indicators in a Soil Monitoring Network (SMN) to improve soil quality diagnosis – a case study in Southern Belgium (Wallonia). Biotechnol. Agron. Soc. Environ 21:219–230.
– Trigalet, S., C. Chartin, I. Krüger, M. Carnol, K. Van Oost, and B. Van Wesemael. 2017. Soil organic carbon fractionation for improving agricultural soil quality assessment – a case study in Southern Belgium (Wallonia). Biotechnol. Agron. Soc. Environ 21:191–200.
– van Wesemael, B., C. Chartin, M. Wiesmeier, M. von Lützow, E. Hobley, M. Carnol, I. Krüger, M. Campion, C. Roisin, S. Hennart, and I. Kögel Knabner. 2019. An indicator for organic matter dynamics in temperate agricultural soils. Agriculture Ecosystems & Environment 274:62–75.
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