Rôle des traits fonctionnels des plantes dans le cycle du phosphore et sa disponibilité au sein des agroécosystèmes : agroécologie des cultures intermédiaires

Role of plant functional traits in phosphorus cycling and availability in agroecosystems : the case of cover crops

• Auteur / Autrice : Nicolas Honvault
• Direction : Michel-Pierre Faucon, David Houben
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences écologiques. Agroécologie et écophysiologie
• Date : Soutenance le 18/11/2020
• Etablissement(s) : Amiens
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, technologie et santé (Amiens)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Agroécologie, Hydrogéochimie, Milieux et Ressources. UP C101 (2016-2022 ; Beauvais - Rouen)
• Jury : Président / Présidente : Sylvain Pellerin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Michel-Pierre Faucon, David Houben, Catherine Picon-Cochard, Claude Plassard, Jérôme Duclercq
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Catherine Picon-Cochard, Claude Plassard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Traits fonctionnels

Écologie agricole

Relations plante-sol

Sols -- Teneur en phosphore

Écologie fonctionnelle

Mots clés libres

Phosphore

Cultures intermédiaires

Acquisition du phosphore

Interactions plante-Sol

Phosphorus

Cover crops

Functional ecology

Plant-Soil feedback

Plant-Soil-Interactions

Tradeoffs

Résumé

Le phosphore (P) est l'un des principaux facteurs limitant dans la plupart des sols du monde. Améliorer sa disponibilité dans les agrosystèmes et assurer son utilisation efficace est donc un défi majeur de l'agriculture moderne. Plusieurs pratiques, telles que les couverts intermédiaires, peuvent potentiellement augmenter la disponibilité du P dans les agrosystèmes. Cependant, les effets de ces pratiques sur la disponibilité du P ont rarement été étudiés. Ce projet de doctorat vise à mieux comprendre le rôle des traits fonctionnels des cultures intermédiaires dans les processus influençant la disponibilité du P dans les agrosystèmes. La caractérisation d'un large éventail de traits d'acquisition de P a mis en évidence de multiples compromis racinaires, notamment entre la capacité des plantes à mobiliser le P et explorer un large volume de sol pour capturer le P disponible, tout en soulignant la contribution considérable des interactions plantes-microbes à l'acquisition de P par les plantes. Les multiples stratégies d'acquisition de P identifiées offrent l'opportunité de concevoir des cultures intermédiaires multi-espèces complémentaires dans leur utilisation du P. L'examen du rôle des traits des cultures intermédiaires sur la libération de P depuis leurs résidus et son impact sur la disponibilité du P a offert des indications précieuses sur les dynamiques microbiennes impliquées et le rôle central du ratio C:P. Les nouveaux éléments de compréhensions apportés sur les effets des cultures intermédiaires sur la disponibilité du P pourraient constituer une base solide pour la modélisation des effets des cultures intermédiaires sur la disponibilité du P

Phosphorus (P) is a key limiting element in most of the soils worldwide. Overcoming poor P availability and ensuring productive agriculture requires significant P inputs. Improving P use efficiency and availability is thus a major challenge of modern agriculture. Several agroecological practices such as cover cropping can increase P cycling efficiency and availability in agrosystems. However the effects of these practices on P availability have rarely been addressed. This PhD project aims at getting a better understanding of the role of cover crops functional traits in the plant-soil-microbes processes influencing P availability in agrosystems. Characterising a wide range of P acquisition traits highlighted multiple tradeoffs, notably between P mining traits and P foraging traits, while also underlining the considerable contribution of plant-soil-microbes interactions to P acquisition. The spectrum of diverging P acquisition strategies identified could underpin complementary multispecies cover crops designs. The examination of the role of cover crop residue traits on P release from residues and its impact on P availability offered precious insights into the soil microbial dynamics involved and the role of residue C:P ratio. The effects of cover crop residues on P availability via P release were however projected to be highly mediated by soil P availability. The new understanding gained on the effects of cover crops on P availability via their diverse traits and strategies for P acquisition, the impact of their traits on P release from residue, and its mediation by soil properties could constitute a sound basis for modelling cover crops effects on P availability