La restauration des zones dégradées dans les régions semi-arides contribue au « retour » des micro-organismes du sol, selon une étude

Les stratégies déployées pour la restauration des terres dégradées ont eu des résultats prometteurs dans la région semi-aride du Brésil, améliorant les propriétés microbiennes du sol et contribuant au retour des services écosystémiques indigènes. Ces techniques comprennent l’enlèvement du bétail ou la restriction de son accès à des zones spécifiques de pâturage ; culture de cultures de couverture; et des terrasses pour contrôler l’érosion. La récupération des propriétés microbiennes du sol maintient la biodiversité et augmente les rendements des cultures, contribuant ainsi à la durabilité agricole.

Ce sont les principales conclusions d’une étude signalé dans le Journal de gestion environnementale par un groupe de recherche brésilien comprenant des scientifiques affiliés à l’Université de São Paulo (USP), à l’Université fédérale de Piauí (UFPI), à l’Université fédérale de Ceará (UFC) et à l’Université fédérale de l’Agreste de Pernambuco (UFAPE). L’article de synthèse englobe 18 études menées dans la région semi-aride, en particulier dans la Caatinga, un biome local constitué principalement de forêts d’épineux à feuilles caduques.

La zone sensible à la désertification correspond à 70 % de la région du Nord-Est, soit environ 16 % de la superficie totale du Brésil. Il comprend plus de 1 400 municipalités (sur un total national de 5 570) et s’étend sur neuf États avec une population totale de 35 millions d’habitants.

La biodiversité est élevée dans la Caatinga, avec entre autres quelque 600 espèces d’oiseaux, 240 espèces de poissons et 170 espèces de mammifères. Les agriculteurs familiaux sont très majoritaires et sont particulièrement exposés au risque climatique. Les principales communes agricoles familiales ont subi de graves pertes de production au cours des trois dernières décennies.

Selon une étude de l’Initiative politique climatique de l’Université pontificale catholique de Rio de Janeiro (CPI/PUC-Rio), l’augmentation des épisodes de sécheresse dans la Caatinga est corrélée à des pertes de rendement plus élevées pour les haricots (16 %) et le maïs (35 % ) par rapport aux autres biomes (respectivement 6 % et 16 %). Dans le cas de l’élevage bovin, la productivité chute de 9% dans la Caatinga mais augmente de 1% ailleurs.

« Nous avons entrepris de comprendre le microbiome du sol et ses fonctions afin d’identifier des outils pouvant aider à restaurer les zones dégradées dans la région semi-aride. Nous avons constaté que les techniques de restauration ont conduit à un retour de la diversité microbienne et donc à une reprise des services écosystémiques. et des fonctions similaires à celles qu’ils étaient naturellement », a déclaré à l’Agência FAPESP Lucas William Mendes, dernier auteur de l’article. Mendes est professeur au Centre pour l’énergie nucléaire dans l’agriculture (CENA-USP) de l’Université de São Paulo.

À propos du microbiome du sol

Le microbiome du sol est la communauté de micro-organismes (bactéries, champignons, archées, protistes et virus) qui vivent dans le sol, ainsi que leur matériel génétique, leurs fonctions et leurs relations avec l’environnement. Il joue un rôle important dans le cycle des nutriments, la décomposition de la matière organique, les émissions de gaz à effet de serre et la santé des plantes.

Les micro-organismes participent à la formation et à la stabilisation de matière organique riche en carbone, contribuant ainsi à la séquestration du carbone et atténuant les effets du changement climatique. « En comprenant comment certains micro-organismes vivent dans des zones frappées par la sécheresse et contribuent à la croissance des plantes, nous pouvons découvrir de nouveaux inoculants pouvant être utilisés pour développer la végétation dans les régions semi-arides », a déclaré Mendes.

Une analyse des effets des techniques de restauration sur le microbiome du sol met en évidence la qualité des terres comme base pour réduire les intrants synthétiques et exploiter le potentiel biotechnologique pour mettre en œuvre des pratiques durables.

La durabilité est actuellement la priorité du groupe de travail sur l’agriculture du G20. Comptant 19 pays membres, l’Union européenne et l’Union africaine, le G20 est présidé cette année par le Brésil. Le sommet des chefs d’État et de gouvernement se tiendra en novembre à Rio de Janeiro.

Pour Erika Valente de Medeiros et Diogo Paes da Costa, professeurs à l’UFAPE et co-auteurs de l’article, des recherches de ce type peuvent fournir des connaissances vitales aux décideurs politiques pour élaborer des stratégies de développement durable et lutter contre la désertification. « Ces initiatives sont fondamentales, notamment dans la mesure où elles utilisent le concept de santé mondiale, qui reconnaît l’interdépendance entre la santé des écosystèmes, la diversité du microbiome des sols et le bien-être humain », a déclaré Medeiros.

Facteurs naturels et anthropiques

Dans l’article, les chercheurs montrent que la désertification dans la région semi-aride du Brésil est influencée à la fois par des facteurs naturels, tels que de faibles précipitations, une évaporation élevée et un sol fragile, et par des facteurs anthropiques, tels qu’une production animale et une culture non durables sans la gestion des terres.

« L’étude est importante car elle met en évidence les effets négatifs de la désertification et met en évidence des pratiques efficaces pour restaurer la diversité microbienne du sol », a déclaré l’agronome Ademir Sérgio Ferreira de Araújo, premier auteur de l’article, chercheur au CENA-USP et professeur de pédologie. microbiologie à l’UFPI.

Le groupe a utilisé des techniques moléculaires telles que la métagénomique et la métatranscriptomique pour mesurer et évaluer les effets des projets de restauration du microbiome du sol. Certaines zones ont été restaurées avec une nouvelle couverture végétale, comme le chanvre Sunn (Crotalaria juncea) et l’herbe de Guinée (Panicum maximum). Cette dernière, plante d’origine africaine présente dans toutes les régions tropicales et subtropicales, est une excellente culture fourragère pour le bétail grâce à son rendement élevé en masse verte et à sa teneur élevée en protéines brutes.

« Avec la modification de la chimie du sol par la couverture végétale, l’amélioration des pâturages a été suffisante pour soutenir une augmentation du nombre de têtes de bétail par hectare et de la productivité », a déclaré Mendes.

Les terrasses aident à contrôler l’érosion, conservent l’eau et facilitent l’agriculture. « Il est important de garder à l’esprit que la restauration des propriétés microbiennes du sol est un processus complexe qui prend du temps, nécessitant un engagement et une surveillance à long terme. D’où la nécessité de davantage de recherches dans ce domaine », a ajouté Mendes.

Mendes est également co-auteur d’un article publié en janvier dans le journal Plante et sol, préconisant une approche systémique de la restauration des terres qui intègre des approches biologiques avec des variables environnementales telles que les propriétés des écosystèmes, le climat et les types de sols. Dirigée par Brajesh Singh, chercheur à l’Université Western Sydney en Australie, et d’envergure mondiale, l’étude a soutenu cette approche en intégrant de nouveaux outils informatiques et l’imagerie satellite pour faciliter la mise en œuvre de la gestion, de la surveillance et de la restauration des écosystèmes.

Selon Arthur Prudêncio de Araújo Pereira, professeur à l’UFC et co-auteur des deux articles, les prochaines étapes impliqueront la Caatinga Microbiome Initiative (CMI), lancée en 2022 avec plus de 20 professeurs et chercheurs du Brésil et de l’étranger pour étudier le Microbiome de Caatinga et ses liens avec la santé des sols.

« Nous savons très peu de choses sur le rôle du microbiome du sol dans la Caatinga, notamment dans les zones en désertification. D’où l’importance des expériences menées dans le cadre du projet », a-t-il déclaré.