Alternatives agroécologiques basées sur la restauration de la biodiversité édaphique dans les systèmes de culture maraîchers tropicaux

Agroecological alternatives based on the restoration of edaphic biodiversity in tropical market gardening systems

• Auteur / Autrice : Coraline Moulin
• Direction : Gladys Loranger-Merciris, Victor Vaillant
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences agronomiques, biotechnologies agro-alimentaires
• Date : Soutenance le 18/12/2020
• Etablissement(s) : Antilles
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Milieu insulaire tropical à risques : protection, valorisation , santé et développement (Pointe-à-Pitre)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (France ; 2020-....)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gladys Loranger-Merciris, Victor Vaillant, Nadine Andrieux, Eric Blanchart, Valérie Angeon, Samuel Bates
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Nadine Andrieux, Eric Blanchart

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cultures

Écologie fonctionnelle

Mots clés libres

Diagnostic agroécologique

Évaluation multicritère

Macrofaune

Plantes de services

Production de nourriture

Régulation bioagresseurs

Structure du sol

Agroecological diagnosis

Multi-criteria assessment

Macrofauna

Service plants

Food production

Pest control

Soil structure

Résumé

Le sol est l’un des habitats les plus riches de la biosphère. Il est le support de la productionprimaire et fournit de nombreux services écosystémiques. L’agriculture est une activité vitalepour les sociétés humaines car c’est une source irremplaçable pour leur alimentation.Cependant, les pratiques artificialisantes de l’agriculture conventionnelle ont conduit à desimpacts négatifs sur les sols causant un fort déclin de leur biodiversité. Ces perturbations dumilieu ont pour conséquence de dégrader certains des services écosystémiques fournis parles sols. Suite à ce constat, de nouvelles pratiques agricoles plus respectueuses del’environnement ont été développées pour préserver les sols. Ces pratiques innovantes ditesagroécologiques s’appuient principalement sur la réduction du travail du sol, l’installation d’uncouvert permanent ou temporaire ou encore la diversification végétale au sein des parcelles.C’est dans ce contexte de mutation des pratiques agricoles que s’inscrit ce sujet de thèse quivise à mieux comprendre les effets de l’adoption des pratiques de gestion agroécologiquesdans les systèmes maraîchers de Guadeloupe sur i) la composition et la diversité descommunautés d’organismes édaphiques, ii) les propriétés du sol et iii) la fourniture de servicesécosystémiques (production de nourriture, recyclage des nutriments, structuration des sols,régulation des bioagresseurs). Dans le premier chapitre de résultats, nos objectifs étaient i)d’effectuer un bilan de la diversité des pratiques de gestion des agriculteurs sur la totalité duterritoire guadeloupéen et ii) de mettre en évidence l’impact de ces pratiques paysannes surle sol. Nos résultats ont montré que les pratiques agroécologiques mises en oeuvre par lesmaraîchers guadeloupéens ne permettent pas de préserver les propriétés physico-chimiqueset la biodiversité des sols. Face à ce constat, une réflexion a été menée sur les pratiquesagroécologiques à mettre en place dans les systèmes de culture maraîchers de Guadeloupedans la suite de ce travail. Dans le second chapitre de résultats, nos objectifs étaient i)d’identifier un ensemble de pratiques agroécologiques innovantes à mettre en oeuvre dans unsystème de culture maraîcher, ii) de tester en station expérimentale ces systèmes innovantset iii) d’estimer leurs performances via une évaluation multicritère. Deux systèmes innovantsont été co-conçus avec les maraîchers à la suite d’ateliers participatifs. L’évaluation de cessystèmes a montré qu’ils étaient durables sur le plan environnemental. Dans le troisièmechapitre de résultats, l’objectif principal était l’analyse de l’impact des deux systèmesinnovants co-conçus sur la biodiversité et les fonctionnalités du sol ainsi que sur les servicesécosystémiques. Nos résultats montrent que l’activité biologique du sol des deux systèmesagroécologiques a pu être stimulée par les différentes pratiques innovantes mises en place :Dlabour peu profond, augmentation de la diversité végétale, apports réguliers devermicompost, présence de paillage végétal. En termes de services écosystémiques, laproduction de nourriture dans ces systèmes innovants est similaire à la production observéedans les systèmes conventionnels. La régulation naturelle des bioagresseurs est possible et lastructuration des sols est améliorée dans les systèmes agroécologiques.Les résultats majeurs de ce travail de thèse montrent le rôle déterminant descommunautés édaphiques dans les activités liées au fonctionnement des agroécosystèmes.Ces conclusions ont une importance tout à fait particulière dans un contexte de mutation del'agriculture et la proposition de nouvelles pratiques susceptibles de modifier lefonctionnement biologique des sols. La mise en place de systèmes de culture basés sur larestauration de la biodiversité des sols permettra ainsi de contribuer à la transition écologiquede l’agriculture du territoire guadeloupéen.

Soil is one of the more diverse habitats of the biosphere. It supports primary productionand provides many ecosystem services. Agriculture is a vital activity for human societiesbecause it is an irreplaceable source of food. However, conventional agriculture practices haveled to negative impacts on soils causing a sharp decline in their biodiversity. As a result, theseenvironmental disturbances have degraded some of the ecosystem services provided by soils.Following these observations, new agricultural and environmentally friendly practices havebeen developed to preserve soils. These innovative so-called agroecological practices aremainly rely on reducing tillage, installing permanent or temporary covers or plantdiversification within plots. The topic of this thesis mirrors this context of changing agriculturalpractices, and aims to better understand the effects of the adoption of agroecologicalmanagement practices in the market gardening systems of Guadeloupe on i) the compositionand diversity of communities of edaphic organisms, ii) soil properties and iii) provision ofecosystem services (food production, nutrient recycling, soil structure, pest control). In thefirst chapter of results, our objectives were i) to take stock of the diversity of farmermanagement practices throughout Guadeloupe and ii) to highlight the impact of thesepeasant practices on the soil. Our results showed that agroecological practices implementedby Guadeloupean market gardeners hamper the preservation of soil physicochemicalproperties and soil biodiversity. Considering this, we pondered the launch of agroecologicalpractices in Guadeloupe’s market gardening systems, to further this work. In the second resultchapter, our objectives were to i) identify a set of innovative agroecological practices in viewof setting up a market gardening system, ii) to test these innovative systems in anexperimental station and iii) to evaluate their performance through a multi-criteriaassessment. Two innovative systems were co-designed with market gardeners followingparticipatory workshops. The review of these systems showed that they were environmentallysustainable. In the third result chapter, the main objective was to analyze the impact of thetwo innovative co-designed systems on biodiversity and soil functions as well as on ecosystemservices. Our results show that soil biological activity of the two agroecological systems couldbe stimulated by the various innovative practices put in place: shallow plowing, increasedplant diversity, regular inputs of vermicompost, presence of organic mulch. In terms ofecosystem services, the production of food in these innovative systems is similar to theproduction observed in conventional systems. The natural regulation of pests is possible andsoil structure is also improved in agroecological systems.FThe key results of this thesis show the decisive role of edaphic communities in activitieslinked to the way agroecosystems operate. These conclusions are of particular importance ina context of changes in agriculture and rise of new practices likely to modify soils biologicalfunctioning. Establishing cropping systems based on the restoration of soil biodiversity willthus contribute to the ecological transition of agriculture in Guadeloupe.