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La microflore du sol

À retenir

La microflore du sol, ou micro-organismes, remplit des fonctions et des services essentiels : décomposition de la matière organique, recyclage du carbone et de nutriments minéraux (azote, phosphore, potassium) dans le sol, décontamination de sols pollués. Les premiers résultats issus de la mesure de la biomasse moléculaire microbienne des sols de France montrent des disparités géographiques dépendant en premier lieu des caractéristiques physico-chimiques des sols, ensuite de leurs usages et du type d’occupation et enfin de la géomorphologie et du climat.

Contexte

La microflore du sol, de taille inférieure à quelques dizaines de µm, regroupe majoritairement des bactéries et des champignons. Le nombre d’espèces et leur abondance varient en fonction du milieu, des caractéristiques du sol et de son usage. Dans une prairie permanente,  les  bactéries  peuvent  représenter  jusqu’à plusieurs milliards d’individus et 1 million d’espèces par gramme de sol. Malgré leur importance, la répartition des organismes du sol, ainsi que les effets de l’environnement et de l’Homme sur les sols et leur biodiversité reste peu connue. Depuis 2006, la densité microbienne des sols a été mesurée en France pour mieux comprendre le rôle de la biomasse microbienne et les moyens de la préserver.

Commentaire

La biomasse microbienne a été mesurée dans les sols de France métropolitaine, grâce à une estimation de la quantité d’ADN. Cette dernière s’échelonne de 0,1 à 41,8 µg d’ADN par gramme de sol. Près des trois quarts des sols analysés ont des concentrations situées entre 5 et 15 µg, le reste se répartissant équitablement au-delà de ses deux limites. Les sols les plus riches en ADN microbien sont situés en Lorraine et en Champagne-Ardenne et dans les massifs montagneux (Alpes, Massif central, Pyrénées, Vosges). Les sols les plus pauvres en microorganismes se trouvent dans le Bassin parisien, les Landes et le Languedoc-Roussillon.

Carte : la biomasse microbienne des sols

Cette distribution géographique s’explique par la texture des sols, la teneur en carbone organique et en azote, le pH et par l’occupation et l’usage du sol. Les caractéristiques physico-chimiques des sols sableux et acides (PODZOSOLS) sont donc à l’origine des plus faibles biomasses microbiennes dans les Landes et en Sologne. Les sols présentant la plus grande abondance microbienne sont argileux, basiques (pH élevé) et riches en carbone organique. En effet, les sols argileux offrent un habitat plus favorable aux microorganismes en leur assurant une protection contre les prédateurs, la dessiccation et la diffusion des gaz et des éléments toxiques, ainsi qu’une meilleure protection de leur ressource nutritive.

Par ailleurs, les sols sous prairie ont une densité microbienne bien plus importante que les sols cultivés,  des vignobles ou des vergers. Si la biomasse microbienne des sols en jachère ou en agriculture extensive avec des rotations, en alternance ou non avec des prairies temporaires, n’est pas significativement différente, en revanche elle est bien plus faible dans les sols en monocultures. Le niveau d’intensification, des prairies naturelles aux prairies semées et fertilisées, ne semble pas influencer la densité microbienne des sols. Par contre, les types de peuplements forestiers ont un effet sur l’abondance microbienne. Elle est en effet plus faible dans les sols de forêt de conifères, moyenne dans ceux des forêts mixtes et plus élevée dans ceux des forêts de feuillus.

 

La biomasse microbienne des sols par type d’occupation du sol en France métropolitaine

Occupation du sol

Concentration moyenne
en ADN microbien
(en µg/g de sol)

Prairie

12

Forêt

10

Cultures

9

Autres (milieux naturels, parcs urbains)

8

Vignes et vergers

6

Source : © Inra Dijon, plateforme GenoSol – Gis Sol, 2012.


La composition des communautés bactériennes des sols de France métropolitaine dépend plutôt de conditions locales (physico-chimie des sols, occupation des sols). En effet, contrairement aux micro-organismes spécifiques de certains écosystèmes (désert, etc.) ou à la macrofaune du sol, elles semblent bien moins assujetties à des facteurs plus globaux, telles que les caractéristiques climatiques et géomorphologiques.

Les réservoirs régionaux de biodiversité bactérienne des sols de quatre régions françaises différenciées par l’usage des sols, les types de sols et les conditions climatiques ont été analysés. La composition des communautés de bactéries des sols de Bretagne et des Landes est comparable malgré l’éloignement géographique, la différence des sols et de leurs utilisations. De plus, les populations microbiennes des sols y sont très peu diversifiées dans ces régions, témoignant d’une grande homogénéité intra-régionale. Si celles des sols du Nord et du Sud-Est sont également comparables, leur diversité génétique intra-régionale est particulièrement importante. La différence entre ces deux types de milieux s’explique par la variété des paysages, alliant cultures, prairies et forêts dans le Sud-Est, contrairement aux pinèdes peu diversifiées des Landes. La structure des communautés microbiennes est ainsi bien plus importante dans les sols du Sud-Est, que dans ceux du Nord, elle-même plus importante que dans les sols de Bretagne et des Landes.

Enfin, la composition des communautés microbiennes des sols de Sologne, du Massif central et des Vosges est comparable à celle des Landes et de Bretagne, tandis que celles des sols du Nord-Est de la Lorraine, du Sud de la Champagne, de la Normandie, des Pays de la Loire et de Midi-Pyrénées sont plus proches de celles du Sud-Est.

Ces premiers constats démontrent qu’une plus grande diversité de territoire (types de sol mais aussi mode d’usage des sols) conduit à une plus grande diversification des communautés microbiennes à grande échelle. La diversité des paysages sont donc synonymes d’une diversité microbienne plus importante à l’échelle de la zone étudiée.
 

Note : Les structures génétiques des communautés bactériennes des sols situés dans deux zones de  même couleur sont identiques. A l’inverse, les structures génétiques des bactéries des sols circonscrites dans une zone rouge et celles d’une  zone bleue sont extrêmement  différentes.

Méthodologie

L’abondance microbienne des sols de France métropolitaine a été déterminée par la plateforme GenoSol (Inra de Dijon) à l’aide d’outils de  biologie moléculaire impliquant l’extraction de l’ADN microbien directement à partir de 2 195 échantillons de sol (projet Ecomic-RMQS, financé par l’Ademe et l’ANR Biodiversité 2006-2009). La structure génétique des communautés bactériennes  a été analysée pour 593 échantillons de sol issus de quatre régions choisies pour leurs conditions pédo-climatiques et leurs usages du sol contrastés. Les échantillons de sols proviennent de la première campagne de mesures (2000-2009) du Réseau de mesures de la qualité des sols (RMQS) du Groupement d’intérêt scientifique sur le sol (Gis Sol). Il regroupe un réseau systématique de 2 200 sites d’observation, à raison d’un par maille carrée de 16 km de côté.



En savoir plus

  • Dequiedt S., Saby N.-P.-A., Lelievre M., Jolivet C., Thioulouse J., Toutain B., Arrouays D., Bispo A., Lemanceau P. et Ranjard L., 2011. « Biogeographical patterns of soil molecular microbial biomass as influenced by soil characteristics and management », Global Ecology and Biogeography, 20, 641-652 p.
  • Dequiedt S., Thioulouse J., Jolivet C., Saby N.P.A., Lelievre M., Maron P.A., Martin M.P., Chemidlin-Prévost-Bouré N., Toutain B., Arrouays D., Lemanceau P., Ranjard L. (2009) Biogeographical patterns of soil bacterial communities, Environ. Microbiol. Report 1, 251–255
  • Gis Sol, 2011. L’état des sols de France. Groupement d’intérêt scientifique sur les sols, 188 p. Le sol, acteur de la biodiversité terrestre : pages 104-111. 
    Disponible  sur http://www.gissol.fr/RESF/index.php
  • Turbé A., De Toni A., Benito P., Lavelle P., Lavelle P., Ruiz N., Van der Putten W.H., Labouze E., Mudgal S., 2010. « Soil biodiversity: functions, threats and tools for policy makers » (final report by Bio  Intelligence  Service,  IRD  and  NIOO,  for  European Commission-DG Environment). 250 p.
    Disponible  sur  http://ec.europa.eu/environment/soil/biodiversity.htm
  • Informations sur la plateforme Genosol, référentiel d’analyse de la biodiversité microbienne dans les sols. Institut national de la recherche agronomique : http://www2.dijon.inra.fr/plateforme_genosol
  • Informations sur le Réseau de mesures de la qualité des sols (RMQS).
    Groupement d’intérêt scientifique sur les sols : http://www.gissol.fr/


Mis à jour le 15/10/2014

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