Évaluation globale de l'inhibition de la nitrification par les Poacées tropicales – GAIN-GRASS

Les savanes et prairies tropicales représentent ca. 25% des écosystèmes terrestres. Dans les savanes humides, la productivité primaire peut être aussi élevée que dans les forêts tropicales humides, bien que les savanes soient extrêmement contraintes par le feu, l'herbivorie, la saisonnalité des précipitations et des sols pauvres en éléments nutritifs. Une telle productivité paradoxalement élevée peut être due en partie à la capacité des Poacées pérennes à inhiber la nitrification, un processus appelé Inhibition Biologique de la Nitrification (BNI). En limitant production et donc pertes éventuelles de nitrate, la BNI conduit à des écosystèmes plus conservateurs pour l’azote (N). Jusqu'à présent, on ne sait pas (i) à quel point la BNI est commune au sein des Poacées tropicales à travers le monde et (ii) si la BNI agit seulement sur les bactéries oxydant l’ammoniac ou aussi sur les archées oxydant l'ammoniac. De plus, (iii) en limitant la production de nitrate, la BNI pourrait également diminuer dénitrification et émissions de N2O, puissant gaz à effet de serre, mais cela reste à étudier. Enfin, (iv) la potentialité d’utilisation des Poacées BNI tropicales via des approches agroécologiques pour permettre un meilleur maintien de la fertilité des sols sous faible apport d'engrais dans les agro-écosystèmes tropicaux reste à explorer.

Notre projet vise à répondre aux questions suivantes: (1) Quelle est l'occurrence de la capacité BNI parmi les Poacées de savanes tropicales à travers le monde? Cette capacité est-elle corrélée à des contraintes environnementales particulières? (2) Quels sont les mécanismes qui sous-tendent la BNI, i.e. ses impacts sur les communautés microbiennes du sol et les boucles de rétroaction sur les plantes? (3) Les Poacées BNI peuvent-elles être utilisées comme culture de couverture afin d’accroître la durabilité en agriculture? (4) Quel est l’impact de la BNI sur le budget en N des (agro)écosystèmes tropicaux?

Le projet repose sur des collaborations déjà initiées via 2 consortiums internationaux (projet sur les savanes financé par le Belmont Forum, et consortium BNI) dirigés par 2 des partenaires du projet. Il combine plusieurs disciplines (écologie des savanes, physiologie végétale, écologie microbienne, agroécologie, biogéochimie) et approches: évaluation in situ et en common garden des capacités BNI des Poacées de savane; analyse en serres des mécanismes sous-jacents à la BNI en termes de relations entre microorganismes, plantes et sols; expérience agroécologique utilisant des Poacées BNI comme culture de couverture; et modélisation du rôle de la BNI sur la dynamique de l’N dans les (agro)écosystèmes tropicaux. Il est important de noter que la complémentarité des compétences des partenaires du projet et celle des approches sont bien intégrées au sein du projet.

L'impact attendu du projet va d'un fort impact académique à l'évaluation de l'intérêt des Poacées à forte capacité BNI pour concevoir des systèmes agricoles innovants conservateurs en N. Le projet aura un effet de levier important à la fois dans les contextes (1) académique, car il permettra d’approfondir notre compréhension des relations entre Poacées BNI, communautés microbiennes du sol et cycle de l’N dans les savanes tropicales du monde, et (2) sociétal, car il ouvrira la voie à l’utilisation des capacités BNI de certaines espèces de Poacées pour l'agriculture.

Le succès du projet sera maximisé par le fait que: (1) il regroupe des expertises clés (le porteur du projet a découvert la BNI, le partenaire japonais a découvert son mécanisme moléculaire, le partenaire LEM a découvert le contrôle biologique de la dénitrification); (2) le projet s'appuiera sur un réseau déjà établi de spécialistes des savanes qui ont accepté de fournir des échantillons pour l’évaluation globale des capacités BNI des Poacées; (3) 2 équipes françaises travaillent et collaborent depuis 20 ans avec l'équipe ivoirienne; (4) 3 CGIAR centers font partie du consortium BNI.