Etude des interactions couvert végétal – organismes du sol en lien avec la biodiversité cultivée dans la parcelle : conséquences sur la fertilité du sol et le rendement des cultures

This work aimed at identifyingsignificant functional traits of plants and soilorganisms able to improve crop performancesthrough stimulation of microbial activity and highernitrogen availability. In a first mesocosm experiment,we investigated the effect of plant functional diversityby comparing pure wheat, genotype mixtures andwheat-clover intercrops combined or not withearthworm functional activity (addition of endogeicsand anecics). In a second mesocosm experiment,selection of crops with contrasting root traits(rapeseed, wheat and faba bean) associated or not tothe influence of endogeic earthworms werecompared. Our results showed a synergistic effectbetween cereal-legume intercrop and earthworms on wheat N status. Moreover, the species-specificcomposition of plants by the influence of roots wasthe major driver of soil microbial activity as comparedto earthworms which only amplified this activity.Shifts in rhizosphere features by plant functionaltraits influence nitrifier microbial community morethan that caused by earthworms. Plant functionaltraits related to their use of trophic resources andrhizospheric effects together with soil organismfunctional traits related to their needs and behaviorhave allowed a better understanding of interactionsbetween plant and soil organisms influencing cropproductivity and soil fertility.Ce travail de thèse a visé à identifier les leviers associés à des traits fonctionnels des plantes et des vers de terre susceptibles d’améliorer les performances des cultures via une stimulation des communautés microbiennes et une meilleure disponibilité de l’azote. Dans une première expérimentation en mésocosmes, nous avons étudié l’impact de la diversité fonctionnelle végétale en testant des associations de trois variétés de blé avec ou sans une légumineuse (trèfle) ainsi qu’une complexification fonctionnelle de l’activité des vers de terre (addition d’endogés et d’anéciques). Dans une seconde expérimentation en mésocosmes, la sélection de traits fonctionnels contrastés de plantes (colza, blé, féverole) associés à l’influence de vers de terre endogés a été comparé. Nos résultats montrent un effet synergique entre l’association céréale-légumineuse et les vers de terre sur les performances du blé. De plus, la composition spécifique du couvert sous l’influence de l’activité racinaire domine le pilotage de l’activité des microorganismes, les vers de terre ne faisant qu’amplifier cette activité. Toutefois, les changements causés par les traits fonctionnels des plantes influencent davantage les communautés nitrifiantes de la rhizosphère que ceux causés par les vers de terre. Les traits fonctionnels des plantes liés à l’utilisation des ressources, la qualité et la quantité des rhizodépôts et les modifications chimiques de la rhizosphère ainsi que les traits des organismes du sol caractérisant leurs besoins en nutriments et leurs comportements ont permis de mieux comprendre les interactions entre les plantes et les organismes du sol qui influencent la productivité et la fertilité des sols