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Carbon storage in soils by ancient and modern wheat varieties

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Les émissions anthropiques de gaz à effet de serre sont le principal moteur du changement climatique. Le plan Climat, issu de la COP 21 tenue à Paris en 2015, vise à atteindre la neutralité carbone à l'horizon 2050. Pour atteindre cette neutralité carbone, les gaz à effet de serre doivent d'abord être stabilisés, puis fortement réduits au cours du siècle prochain. Dans cette dynamique, l'initiative « 4 pour 1000 » fixe comme objectif d'atteindre un taux de croissance annuel du stock de carbone dans les sols de 0,4% par an. Ce stockage additionnel devrait compenser les émissions de CO2 dans l'atmosphère liée aux activités humaines. Les sols agricoles sont identifiés comme un compartiment de la biosphère continentale sur lequel l'adoption de bonnes pratiques permettrait d'atteindre l'objectif 4. Dans le même temps, le gouvernement français souhaite faire de l'agriculture « une alliée de la biodiversité » en promulguant le Plan biodiversité (Plan Biodiversité, 2018) qui vient renforcer et actualiser les plans antérieurs favorisant l'agroécologie. Ce dernier intègre la prise en compte de la diversité génétique, indispensable pour préserver l'adaptabilité du vivant aux conditions de vie future, dont la diversité des espèces cultivées en agriculture de rente ou vivrière. À la croisée de ces dispositifs gouvernementaux, le sujet de thèse a pour vocation d'aider au développement de systèmes de culture agroécologique pluri performants en capacité à maximiser de nombreux services écosystémiques, dont le stockage de carbone, via la mobilisation d'un patrimoine génétique délaissé que constituent les variétés anciennes de blé. L'un des critères de performance critique, au-delà du rendement, résidera en la capacité de production de biomasse racinaire et de stockage de la matière organique non simplement dans les horizons organo-minéraux de surface, mais aussi dans les horizons minéraux profonds souvent non considérés, mais pourtant puits de carbone et source d'alimentation minérale et hydrique. Cette thèse s'articulera autour de deux chantiers. Dans le premier, une expérimentation agronomique aura pour objectif de comparer quatre variétés modernes et quatre variétés anciennes en présence et absence d'intrants de synthèse. Les différents compartiments pouvant être affectés par le génotype des plantes, à savoir la biomasse aérienne (notamment les grains), la biomasse racinaire (et sa distribution), les exsudats racinaires et la biomasse microbienne, seront comparés pour les variétés modernes et anciennes. Le second chantier, analytique, aura pour objectif de déterminer la cinétique de minéralisation, par des incubations en conditions contrôlées, des échantillons prélevés dans le premier chantier. Ces échantillons, seront incubés dans des flacons placés dans des étuves. La minéralisation de la matière organique sera suivie par des mesures régulières de CO2. La détermination des paramètres des cinétiques de minéralisation par modélisation statistique permettra une projection de cette minéralisation afin de prévoir la part de carbone des différents compartiments qui sera stabilisée à long terme. Le couplage des résultats sur la taille des compartiments dans la première approche et sur la cinétique de minéralisation dans la seconde devrait permettre de définir si les variétés de blé anciennes permettent de stocker plus de carbone dans les sols agricoles que les modernes. Et, le cas échéant la surface à convertir en variétés anciennes pour parvenir à l'objectif 4 . Le rendement des variétés sera également suivi afin d'évaluer le compromis potentiel à trouver entre production de grain et stockage de carbone, en fonction de l'usage d'intrants.Titre traduit : Carbon storage in soils by ancient and modern wheat varieties