Les chercheurs ont découvert que la plantation de diverses cultures, par opposition aux monocultures, augmente le rendement agricole en limitant la croissance des pathogènes du sol. L’étude met l’accent sur la productivité et la stabilité de diverses communautés végétales et suggère que ces principes peuvent être appliqués au jardinage domestique. Crédit : Issues.fr.com
Une étude de l’Université du Kansas montre que la plantation de cultures diversifiées améliore le rendement en réduisant l’efficacité des agents pathogènes du sol, en remettant en question les pratiques de monoculture traditionnelles et en fournissant des informations applicables au jardinage domestique.
Une étude publiée dans la revue Communications naturelles basé sur des expériences sur le terrain et en serre à l’Université du Kansas, montre comment une augmentation du rendement agricole provient de la plantation de diverses cultures plutôt que d’une seule plante. espèces: Les agents pathogènes du sol nuisibles aux plantes ont plus de mal à se développer.
« Il est communément observé que diverses communautés végétales peuvent être plus productives et plus stables au fil du temps », a déclaré l’auteur correspondant James Bever, scientifique principal au Kansas Biological Survey & Center for Ecological Research et professeur émérite de la Fondation d’écologie et de biologie évolutive à la KU. « Les parcours abritant de nombreuses espèces peuvent afficher une productivité accrue. Mais la raison de cela reste un peu mystérieuse. »
La co-auteure Peggy Schultz collecte des données sur des parcelles auprès d’étudiants de premier cycle. Crédit : KU Marketing
Mécanismes derrière les avantages de la diversité végétale
Alors que la rotation des cultures et d’autres pratiques agricoles et de jardinage reflètent depuis longtemps les avantages d’un mélange de plantes, la nouvelle recherche apporte des données concrètes à un mécanisme important qui sous-tend l’observation : le nombre de micro-organismes présents dans le sol qui mangent les plantes.
« Diverses communautés agricoles ont le potentiel de garder les agents pathogènes à distance, ce qui se traduit par de meilleurs rendements », a déclaré Bever. « Ce que nous montrons, c’est que la spécialisation des agents pathogènes, en particulier ceux spécifiques à différentes espèces végétales, est un facteur majeur. Ces agents pathogènes suppriment les rendements dans les communautés à faible diversité. Un avantage important de la diversité des pâturages est que moins de biomasse est consommée par les agents pathogènes, ce qui permet davantage de biomasse pour d’autres utilisations, comme le bétail. Le même processus est crucial pour la production agricole.
James Bever, scientifique principal du Kansas Biological Survey & Center for Ecological Research et professeur émérite de la Fondation d’écologie et de biologie évolutive à la KU. Crédit : KU Marketing
Méthodologie et efforts de collaboration
Les nouvelles données ont été développées à l’Université du Kansas à l’aide d’expériences sur le terrain à la KU Field Station, ainsi que d’essais en serre et de modélisation de rétroaction à l’aide d’ordinateurs. Ce projet a été soutenu par d’importantes subventions de collaboration à la KU de la National Science Foundation et du ministère américain de l’Agriculture.
Résultats sur le microbiome pathogène du sol
« Nous avons mené une expérience en manipulant le nombre de plantes dans une parcelle et les différents niveaux de précipitations. Nous avions entre une et six espèces dans une parcelle », a déclaré Bever. « Ensuite, nous avons évalué la composition du microbiome sol-pathogène. Ce que nous avons découvert, c’est que la variation de la composition des agents pathogènes dans les monocultures permet de prédire de manière significative le rendement lorsqu’elles sont combinées. Lorsqu’il existe des communautés pathogènes distinctes, leur mélange entraîne une plus grande libération d’agents pathogènes de la part de vos voisins. Le pire scénario est celui où une culture voisine contient les mêmes agents pathogènes. Dans ce cas, vous faites face à une double densité : les agents pathogènes de votre culture et ceux de votre culture voisine.
Ces expériences sur le terrain à la station de terrain de KU, ainsi que les analyses en serre et la modélisation par rétroaction à l’aide d’ordinateurs, ont conduit les chercheurs à découvrir que la diversité des espèces végétales entraîne un rendement agricole plus élevé. Crédit : KU Marketing
À la KU, les collaborateurs de Bever comprenaient la spécialiste associée Peggy Schultz ainsi que Haley Burrill et Laura Podzikowski, toutes deux titulaires d’un doctorat à la KU et maintenant chercheuses postdoctorales à la KU. Université de l’Oregon et KU, respectivement. L’auteur principal, Guangzhou Wang, a travaillé à la KU en tant que chercheur postdoctoral et est désormais affilié à l’Université agricole de Chine à Pékin, où il a travaillé sur l’enquête avec les co-auteurs Fusuo Zhang et Junling Zhang. Ils ont été rejoints par le co-auteur Maarten Eppinga de l’Université de Zurich, en Suisse.
Critique des pratiques de monoculture
Selon Bever, la recherche s’oppose à la pratique agro-industrielle consistant à planter une seule culture vivrière sur plusieurs acres de terre, souvent appelée « monoculture ».
« En ce qui concerne les pratiques de monoculture, la philosophie de promotion de la diversité végétale semble aller à l’encontre des pratiques dominantes », a-t-il déclaré. « La monoculture – la plantation de vastes zones avec une seule culture – est motivée par des raisons technologiques plutôt que biologiques. Les aspects pratiques de la plantation et de la récolte ont motivé cette approche. L’agriculture et les pratiques traditionnelles amérindiennes sous les tropiques impliquent des polycultures avec plusieurs espèces. En Chine, on assiste à un mouvement vers une production polyculturelle mécanisée, remettant en question le modèle de monoculture prédominant aux États-Unis. Il est essentiel de considérer la monoculture comme un modèle coût-bénéfice avec des intrants accrus et d’explorer des méthodes alternatives comme la rotation des cultures pour gérer les agents pathogènes au fil du temps.
Demande pour les jardiniers amateurs
Bever a déclaré que mélanger des plantes dans diverses parcelles serait bénéfique pour les jardiniers amateurs et tous ceux qui cultivent des plantes.
« Lorsque vous jardinez, vous ne comptez pas sur la plantation mécanique ni sur la récolte mécanique », a-t-il déclaré. « C’est certainement à votre avantage de mélanger vos cultures, de les planter en mélanges hétérogènes sur la parcelle. Pour plus de commodité, nous pourrions planter des rangées alternées de cultures différentes. Cela permettra de mieux contrôler les agents pathogènes que si vous aviez simplement plusieurs rangées de la même culture les unes à côté des autres.
« Si vous aviez quatre parcelles distinctes dans votre jardin, vous ne voudriez pas mettre toutes les tomates dans une et toutes les courges dans une autre, et une troisième avec des herbes – vous voudriez les mélanger. Vous réduirez les agents pathogènes. en faisant ça. C’est ce que montrent nos données.
L’impact de la biodiversité sur les agents pathogènes
Enfin, Bever a déclaré que les découvertes de son équipe qui montrent que la biodiversité interdit la croissance des agents pathogènes ne sont pas aussi claires en dehors du règne végétal. En fait, l’idée est controversée dans les systèmes animaux comme la maladie de Lyme.
« Nos résultats clairs dans le monde végétal contrastent avec la complexité de cette littérature dans le monde animal », a-t-il déclaré. « Dans le contexte de l’attention récente portée aux agents pathogènes, comme dans le cas du COVID, l’étude des agents pathogènes en écologie a été controversée. L’impact de la diversité sur les impacts des agents pathogènes, qu’il augmente ou diminue, a été débattu.
« Nos résultats concernant les plantes indiquent que la plus grande préoccupation est la réduction de la propagation des agents pathogènes avec une diversité accrue, plutôt qu’une augmentation. Dans notre étude, les agents pathogènes, y compris ceux vivant dans le sol, ont été examinés. Des tendances similaires ont été observées avec les pathogènes foliaires, comme détaillé dans un prochain article. La controverse découle des différences entre la façon dont les agents pathogènes affectent le règne animal et celui des plantes.
