vbb-bulletin no 5-01 f

VBB-Bulletin 5/2001

V BBwBSAA R B E I T S G R U P P E « V O L L Z U G B O D E N B I O L O G I E »G R O U P E D E T R A V A I L « B I O L O G I E D U S O L - A P P L I C A T I O N »

Bulletin BSA/VBB n° 5 / mai 2001

Rapport d’activité Pages

1. Rapport annuel de la présidente 1

2. Activités des groupes chargés deprojets 2

2.1 Information et sensibilisation 2

2.2 Microbiologie 4

2.3 Mycorhize 4

2.4 Faune 5

2.5 Observation de longue durée 5

3. Projets choisis du BSA/VBB 5

3.1 Une méthode standard pour déterminerle potentiel infectieux des mycorhizesdans des sols agricoles 5

3.2 Microorganismes photoautotrophescomme indicateurs biologiques demétaux lourds 7

4. Forum 9

4.1 Influence de l’intensité de l’exploitationagricole sur la diversité des mycorhizesà arbuscules 9

4.2 Echanges d’expériences entre paysanset scientifiques dans le domaine de laprotection des sols 11

4.3 Variations des communautés micro-biennes du sol lors de cycles decontamination et d’assainissementbiotechnologique 14

4.4 Stratégies d’évaluation de l’étatbiologique des sols 14

1. Rapport annuel de la présidenteClaudia Maurer-Troxler

Depuis cinq ans, la collaboration entre spécia-listes issus de la pratique et de la recherche ausein du groupe de travail BSA/VBB « Biologie dusol – application » fait ses preuves en Suisse.La palette de thèmes abordés est très large ets’étend de la standardisation de paramètresbiologiques à l’information du public. Cette diver-sité, ainsi que la structure générale de l’organi-sation, ont retenu l’attention lors d’un sympo-sium scientifique consacré à la « recherche destratégies d’évaluation biologique dans le do-maine de la protection des sols »1. A l’invitationdu ministère fédéral de l'environnement, de laprotection de la nature et de la sécurité desréacteurs, des participants d’Allemagne, d’Au-triche et de Suisse se sont retrouvés à Bonnpour discuter du choix des paramètres biolo-giques pour l’appréciation des sols ainsi que despremières possibilités d’évaluation de cesmesures. Les bases légales et la sélection deparamètres appropriés sont comparables dansces trois pays. C’est dans l’élaboration d’unestratégie d’évaluation permettant de distingueret d’évaluer des stations « normales » et « inha-bituelles » que résident les principaux pro-blèmes et lacunes. Mais on dispose déjà de pre-miers éléments pour l’établissement de four-chettes de valeurs comparatives et la classi-fication de stations. On trouvera au chapitre« Forum » des informations plus détaillées surce symposium (compte rendu 4.4).

1 Römbke, J. und Kalsch, W. (2000): Protokoll desInternationalen Fachgesprächs über „Ansätze fürbiologische Bewertungsstrategien und -konzepte imBodenschutz“. Bundesministerium für Umwelt,Naturschutz und Reaktorsicherheit. 63 S.

Activités des groupes de project

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En 2000, le groupe de travail BSA/VBB a organi-sé pour la première fois deux séances d’unejournée. Celles-ci ont laissé suffisamment detemps aux représentants de la pratique et de larecherche pour s’échanger des informations.Elles ont en outre permis de présenter les con-clusions de travaux de recherche (voir comptesrendus aux chapitres 3 et 4), ainsi que d’exposeret de discuter de nouveaux projets, dont une« Stratégie de développement d’indicateurs derisques terrestres liés aux produits phytosani-taires », élaborée en étroite collaboration avec leWorking Group on Pesticides de l’OCDE. D’au-tre part, l’OFEFP a prolongé son contrat avecl’IRAB sur le projet « Estimation microbiologiquede la fertilité des sols », grâce auquel le secré-tariat du groupe de travail BSA/VBB peut notam-ment être maintenu.

Le classeur de travail « Boden praktisch erfah-ren » élaboré pour les écoles à l’instigation dugroupe « Information et sensibilisation » est sortide presse, l’exposition sur les lombrics peutdésormais être consultée sur Internet (www.regenwurm.ch), et la phase pilote de l’exposition« Découvrir le sol » est achevée. Le groupe deprojet « Microbiologie » s’est penché quant à luisur la minéralisation de l’azote dans des sols deprairie. La méthode « activité déshydrogénase »

a été publiée dans les méthodes de référencedes Stations fédérales de recherche, et celle duPLFA est en train d’être évaluée par des spécia-listes. Le groupe de projet « Mycorhize » aremanié la méthode d’évaluation du potentielinfectieux des mycorhizes sur la base d’uneétude. Cette méthode a été révisée une nouvellefois après avoir été mise en consultation. Ontrouvera un compte rendu à ce sujet au chapitre3.1. La description de la méthode d’extractiondes lombrics, élaborée dans le cadre du groupede projet « Faune », est également enconsultation. Enfin, les premières sériesd’échantillonnages en prairies permanentes ontété effectuées et analysées par le groupe deprojet « Observation de longue durée ».

Le travail au sein du BSA/VBB est important envue d’une meilleure intégration des aspectsbiologiques dans la mise en œuvre de laprotection des sols. Cet objectif requiert uneétroite collaboration entre la recherche etl’administration. Comme le veut le tournus, jecède la présidence à Gaby von Rohr, du servicede protection des sols du canton de Soleure. Jesaisis cette occasion pour la remercier cordiale-ment de son engagement, ainsi que tous lesmembres anciens et nouveaux du groupe detravail « Biologie du sol – application ».

2. Activités des groupes de projet

2.1 Groupe de projet « Information etsensibilisation »Roland von Arx

Le parcours éducatif est toujours en place dansdifférents cantons et remporte un bon succès,notamment dans les cantons qui ont apporté unsoutien actif aux communes (voir bulletin BSA/VBB n° 4/2000). Mais on pourrait encore amélio-rer sa mise en œuvre, en particulier en Suisseromande. Des informations sont disponibles auCentre Pro Natura Champ-Pittet, Action « LaNature au service du Jardin » (tél. 024 426 9341, fax 024 426 93 40), ou, pour la Suisse alle-mande, au Büro naturnah, Hinterer Schermen29, CH-3060 Ittigen (tél. 031 922 06 79,

fax 031 922 04 45).Il est désormais possible de consulter le contenude l’exposition sur les lombrics sur Internet, àl’adresse www.regenwurm.ch. La plupart deséléments peuvent encore être loués auprès duCentre d’écologie appliquée à Schattweid (F.Vetter, tél. 041 490 17 93, fax 041 490 40 75,e-mail: [email protected]). Une adaptationde l’exposition pour la Suisse romande est pré-vue sous la direction du Muséum d’histoirenaturelle de Lausanne. Grâce au soutien dedifférents cantons et de l’OFEFP, le site Internetwww.regenwurm.ch peut être régulièrementactualisé et complété par des idées péda-gogiques ainsi que des suggestions de thèmes àdévelopper dans les écoles.

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Groupes chargés de projets spécifiques rattachés au groupe de travail «Biologie du sol - application», situation en avril 2001

Nom du groupe et thèmes abordés Membres Personne de contact

Information et sensibilisation- Informer et sensibiliser le public aux

questions se rapportant à la biologie du sol- Echange d’expériences et de connaissances

R. Bono (BL)

F. Okopnik (AG)

B. Pokorni (NE)

G. Schmidt (SG)

R. von Arx (OFEFP)

G. von Rohr (SO)

T. Wegelin (ZH)

Roland von Arx

OFEFP3003 Berne

tél. 031 322 93 37

[email protected]

Microbiologie- Elaborer et valider les stratégies de

prélèvement d’échantillons (prairies, terresouvertes, forêts)

- Choisir, standardiser et valider desméthodes

- Documenter la variabilité dans le temps etdans l’espace

- Effectuer des études pilotes sur ladétermination d’atteintes concrètes

W. Heller (FAW)

E. Laczkó (Solvit)

P. Mäder (IRAB)

H.-R. Oberholzer (FAL)

Hans-Rudolf OberholzerReckenholzstrasse 191/211CH-8046 Zürichtél. 01 377 72 [email protected]

Mycorhize

- Elaborer et valider des méthodes standardpour la description de l’état d’un sol en cequi concerne les mycorhizes

S. Egli (WSL)

U. Galli (Grenchen)

C. Maurer-Troxler (BE)

P. Mäder (IRAB)

A. Mozafar (ETH)

B. Senn (WSL)

V. Wiemken (Uni BS)

Simon Egli

WSL, Zürcherstrasse 1118903 Birmensdorf

tél. 01 739 22 71

[email protected]

Faune- Evaluer, standardiser et tester dans le cadre

d’études concrètes des méthodes derecensement des animaux du sol

O. Daniel (FAL)

S. Keller (FAL)


L. Pfiffner (IRAB)

Claudia Maurer-Troxler

Abteilung Umwelt undLandwirtschaft, Rütti3052 Zollikofen

tél. 031 910 53 34

[email protected]

Observation de longue durée- Coordonner des essais de biologie du sol

dans le cadre du réseau cantonald’observation des sols

- Réaliser des essais pilotes d’observation delongue durée (en collaboration avec leprojet FAL)

H. Brunner (FAL)

G. Schmid (SG)


F. Okopnik (AG)

H.-R. Oberholzer (FAL)

F. Spieser (ZH)

P. Schwab (FAL)

Guido Schmid

Amt für UmweltschutzLämmlisbrunnenstrasse 549001 Saint-Gall

tél. 071 229 24 10

[email protected]


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L’OFEFP et plusieurs services cantonaux deprotection des sols ont soutenu la campagnenationale « Découvrir le sol ». Constituée d’uneexposition itinérante et de différents supports,cette action explique l’importance et la nécessitéde préserver des sols sains, et encourage à agirdans le respect du sol. Elle a été lancée pour lapremière fois en 2001 dans différents cantons.« Découvrir le sol » tient à la disposition descommunes ainsi que des entreprises artisanalesou industrielles des éléments d’exposition prati-ques et polyvalents, utilisables comme outilpédagogique ou pour les relations publiques(pour plus d’informations : www.erlebnisboden.ch).

Un classeur de travail pour les écoles intitulé« Boden – erleben – erforschen – entdecken » aété publié à la fin de l’été 2000 à l'initiative duBSA/VBB. Edité par l’OFEFP et distribué par leséditions Comenius à Hitzkirch (www.comenius-verlag.ch) au prix de 49 fr. 50, ce classeur com-prend une quarantaine d’idées pratiques decours, une brochure et un CD-ROM. La bro-chure en quatre couleurs (32 pages, 4 fr. 50),richement illustrée et rédigée dans une languefacile à comprendre, peut aussi servir dematériel de cours pour les élèves. Un supportpédagogique similaire est en préparation pour laSuisse romande.

Le groupe de projet « Information et sensibilisa-tion » a étudié par ailleurs les possibilités d’amé-liorer l’échange d’informations et d’expériencesentre les services cantonaux de protection dessols et l’OFEFP. Il s’est initié aux principes du« Knowledge Management » avec des représen-tants de Ernst & Young. Des possibilités d’appli-cation ont été discutées et doivent encore êtreapprofondies. Dans un premier temps, nousenvisageons de publier le bulletin BSA/VBB surInternet (http://www.buwal.ch/stobobio/sol/f/).

2.2 Groupe de projet « Microbiologie »Paul Mäder

Le suivi d’un projet de l’OFEFP et de l’IRAB surl’utilisation de méthodes microbiologiques dansdes sols contaminés aux métaux lourds a consti-tué la priorité du groupe de projet « Microbiolo-gie » en 2000 (compte rendu 3.2). La deuxièmepériode de mesures dans les sites de Nenz-lingen (BL) et de Gerlafingen (SO) est achevée

(voir bulletin BSA/VBB n°4/2000, p. 8). En com-plément des analyses des teneurs totales et desteneurs solubles selon l’OSol effectuées par lelaboratoire de l’office cantonal de la protectionde l’environnement de Bâle-Campagne, l’Institutde recherches de l’agriculture biologique ana-lyse actuellement les métaux lourds dans desextraits EDTA. On pense que cette fraction peutfournir des informations importantes quant àl’influence des métaux lourds sur les organismesdu sol.

D’autre part, le groupe a travaillé à des basesméthodologiques. Il a notamment validé laméthode de minéralisation de l’azote, car il lui afallu vérifier, dans le cadre de l’observation delongue durée, si la durée de stockage depuis leprélèvement des échantillons jusqu’à l’incu-bation de la terre et l’analyse avait une influencesur la libération d’azote. La méthode de l’activitédéshydrogénase a été publiée dans les métho-des de référence des Stations fédérales derecherche. Par ailleurs, des représentants dugroupe se sont rendus à Bonn et à Kiel pourparticiper à deux ateliers internationaux sur lethème « monitoring du sol » consacrés en parti-culier au choix des méthodes et à l’interprétationdes mesures de biologie du sol (voir compterendu 4.4).

2.3 Groupe de projet « Mycorhize »Simon Egli

L’objectif actuel du groupe de projet « Mycor-hize » est d’utiliser le groupe d’organismes desmycorhizes dans le cadre de la protection dessols, pour l’identification de perturbations oud’atteintes pédologiques. L’an passé, il a testé laméthode de détermination du potentiel infectieuxdes mycorhizes dans des sols agricoles à tra-vers un essai pratique sur le terrain (voir compterendu 3.1). Le but était d’évaluer la faisabilité,l’intelligibilité et l’exhaustivité de la méthode, etde clarifier certains détails d’ordre méthodolo-gique. L’essai sur le terrain a été financé parl’OFEFP et réalisé à l’Institut für Pflanzenwis-senschaften de l’EPFZ sous la direction d’A.Mozafar. L’étude a porté sur des échantillons desol de trois sites présentant différentes conta-minations aux métaux lourds. Cette méthode estdestinée à compléter les analyses biologiquesactuellement retenues en Suisse comme métho-des de référence des Stations fédérales de


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recherche. Le groupe de projet compte désor-mais un nouveau membre en la personne dePaul Mäder (IRAB).

2.4 Groupe de projet « Faune »Claudia Maurer-Troxler

La description de la méthode d’extraction delombrics a été présentée dans le rapportd’activité 2000 et envoyée en consultation à unedizaine d’experts de toute la Suisse. Elle est entrain d’être remaniée sur la base des apprécia-tions qui nous ont été retournées, et a étéannoncée pour publication dans les méthodesde référence des Stations fédérales de recher-che.

2.5 Groupe de projet « Observation delongue durée »Rolf Krebs / Guido Schmid

La collaboration avec la FAL Reckenholz dansle domaine de l’observation de longue durée despropriétés biologiques des sols s’est intensifiéel’année dernière. Des échantillons de sol ont étéprélevés au printemps 2000 dans 37prairies (3 sites du NABO, 8 sites dans le canton

de BE, 6 dans le canton de SG, 20 dans le can-ton d’AG). Lors du choix des sites, on s’est effor-cé de varier autant que possible les caractéris-tiques des stations (type de sol, altitude, fumure,etc.). Les échantillonnages ont été effectués surune profondeur de 0-10 cm et complétés enpartie par des prélèvements sur 10-20 cm ou0-20 cm de profondeur. Les surfaces d’échan-tillonnage ont été mesurées par GPS.

Comme on pouvait s’y attendre, les valeurs desparamètres microbiens de la respiration du sol,de la biomasse microbienne et de la minérali-sation de l’azote en incubation aérobie se sontrévélées sensiblement plus élevées dans lesprairies que dans les terrains agricoles, avectoutefois d’importants écarts. De premiers testsmontrent qu’il devrait être possible de calculerune valeur de référence pour prairies intégrantles propriétés abiotiques du sol (teneur enhumus, pH, granulométrie), comme cela a étéfait pour les terrains agricoles. Les résultats desanalyses réalisées à différentes profondeurs deprélèvement sont encore hétérogènes.

Ces 3 prochaines années, on prévoit d’effectuerun échantillonnage annuel plus intensif enquatre répétitions sur 6 sites, qui devrait nousfournir davantage d’informations sur l’applica-bilité d’analyses de biologie du sol dans le cadrede l’observation nationale et de la surveillancecantonale des sols.

3. Projets choisis du BSA/VBB

3.1 Une méthode standard pourdéterminer le potentiel infectieux desmycorhizes dans des sols agricolesSimon Egli, Institut fédéral de recherches sur laforêt, la neige et le paysage (FNP), CH-8903BirmensdorfAhmed Mozafar, Institut für Pflanzen-wissenschaften, ETH/Zurich, CH-8315 Lindau

A quelques exceptions près, toutes les plantessupérieures sont associées à des mycorhizes.Les racines des végétaux ligneux vivent ensymbiose principalement avec des mycorhizes

ectotrophes, celles des autres espèces végé-tales avec des mycorhizes à arbuscules (AMF).Les mycorhizes constituent un intermédiaireessentiel entre le sol et les plantes. Ils partici-pent activement à l’absorption d’eau et de sub-stances nutritives par les végétaux, et représen-tent à ce titre une composante importante de lafertilité des sols. C’est pourquoi le groupe deprojet « Mycorhize » s’est fixé comme objectif dedévelopper une méthode appropriée basée surles mycorhizes, qui puisse servir de méthodebiologique standard pour l’évaluation de lafertilité des sols. Elle devrait permettre de

Projects choisis du BSA/VBB

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compléter ainsi les méthodes de référence desStations fédérales de recherches agronomiques.

A la suite d’une étude bibliographique appro-fondie, on a considéré que la méthode la mieuxappropriée était un biotest basé sur la déter-mination du potentiel infectieux des mycorhizes.Cette méthode permet de déterminer la pré-sence et l’activité de mycorhizes dans deséchantillons de terre fraîche. Plus la quantité etle potentiel infectieux des mycorhizes d’un solsont élevés, plus les jeunes racines sont coloni-sées, créant ainsi des conditions favorablespour la nutrition en minéraux et rendant les plan-tes d’autant plus résistantes au stress causé pardes facteurs ambiants.

Le biotest se déroule sous serre selon la procé-dure suivante : une plante test est semée dansdes pots contenant des échantillons de sol fraî-chement prélevés sur le terrain. On recueille lesracines après une période de croissance de 60jours afin d’analyser le taux d’infection par lesmycorhizes. Celui-ci est déterminé sous micro-scope d’après la fréquence d’hyphes ainsi quede vésicules et arbuscules caractéristiques desAMF. Le poids sec des pousses et des racinesest également mesuré.

Dans un premier temps, on a établi un projet deprotocole de méthode sur la base de donnéestirées de la littérature. Celui-ci a ensuite été affi-né et adapté du point de vue méthodologique àl’Institut für Pflanzenwissenschaften de l’EPFZurich, dans le cadre d’un travail de diplômeportant sur un exemple concret (place de tir deZuchwil)2. Lors d’un deuxième travail, financépar l’OFEFP, le protocole remanié a été soumisà un essai pratique sur le terrain en été 2000,l’objectif étant d’une part de tester la faisabilité,l’intelligibilité et l’exhaustivité de la descriptionde la méthode, et d’autre part de clarifier

2 Klingel, P. (1998): Die Eignung von nicht gestörtenBodenproben für die Bewertung der Mykorrhiza-Aktivität in verschieden belasteten Böden. Diplom-arbeit Fachrichtung Agrarökologie, Institut fürPflanzenwissenschaften, ETH Zürich. 62 S.

certaines questions méthodologiques3.

La première étude a consisté à comparer deséchantillons de sol de la place de tir de Zuchwilcontaminés à des degrés variables par duplomb; dans la deuxième étude, des sols prove-nant des environs d’une industrie métallurgique(Gerlafingen), d’un site contaminé par du cad-mium géogène (Nenzlingen), ainsi que d’uneautre place de tir (Oberuzwil) ont été testés.Pour ces deux études, on a pu utiliser les résul-tats d’analyses des concentrations de métauxlourds dans les sols qui avaient été effectuéesprécédemment par les services cantonaux deprotection des sols de BL, SG et SO.

Les résultats des analyses des sols des deuxplaces de tir polluées au plomb ont révélé unenette corrélation entre la concentration de plombdans le sol et la formation de mycorhizes sur lesplantes tests. Ainsi, dans les échantillons lesplus contaminés prélevés dans les buttes, l’in-fection de la plante test poireau (Allium porrum)s’est révélée significativement inférieure à celledes échantillons moins pollués prélevés dans lesecteur du stand et des cibles. Autrement dit, lesplantes présentaient un nombre inférieur d’hy-phes, d’arbuscules et de vésicules de mycor-hizes arbusculaires par unité de longueur dejeunes racines. Les racines des plantes testssemées dans les échantillons de sol des buttesde Zuchwil n’ont même présenté aucune traced’infection par mycorhizes (fig. 1).

A Gerlafingen, la méthode a permis d’établir denettes différences entre les trois surfacesd’échantillonnage, situées dans une transectavec des concentrations décroissantes de Pb etde Zn : plus les teneurs en Pb et en Zn du solétaient élevées, moins l’infection des plantestests par les mycorhizes était marquée. Enoutre, c’est l’échantillon le plus pollué qui aproduit le moins de poids sec de pousses.

3 Gamper, H. (2000): Prüfung des Methoden-entwurfes zur Bestimmung der Mykorrhiza-Aktivitätanhand schwermetallbelasteter Landwirtschafts-böden. Institut für Pflanzenwissenschaften, ETH/Z.Durchgeführt in Zusammenarbeit mit der Projekt-gruppe Mykorrhiza der VBB und finanziert durch dasBUWAL. Interner Bericht. 31 S.


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Fig. 1: Taux d’infection (en % de la longueur desracines) d’hyphes, de vésicules et d’arbusculesde mycorhizes arbusculaires relevés après 60jours d’essai (n = 5) sur la plante test poireau(Allium porrum) semée dans des échantillons desol de la place de tir de Zuchwil (SO). Les te-neurs en métaux lourds vont en augmentantdans l’ordre stand – cibles – buttes (Klingel,1998).

Par contre, dans les terrains de Nenzlingencontaminés au cadmium, on n’est pas parvenu àétablir de corrélation entre les concentrations deCd dans le sol et la formation de mycorhizes.Comme il s’agit en l’occurrence d’une con-tamination géogène et donc d’une situationdonnée depuis toujours, il est possible que laflore de mycorhizes se soit adaptée à cesconditions. D’un autre côté, on trouve dans lalittérature des indications selon lesquelles latoxicité du cadmium envers les mycorhizesserait moins élevée que celle d’autres métauxlourds.

Cette méthode s’est révélée appropriée pourcomparer des sols présentant différentespollutions aux métaux lourds. Elle permet nonseulement de détecter des pollutions impor-tantes, mais réagit aussi avec sensibilité auxatteintes modérées dans le domaine des valeursindicatives. Sur la base des expériencesréalisées jusqu’ici, on peut conseiller cetteméthode pour la caractérisation biologique desites et la détection d’atteintes portées aux sols.Etant donné l’importance de la fonction desmycorhizes dans la nutrition des plantes, ellereprésente un précieux complément aux métho-des biologiques de référence.

3.2 Microorganismes photoautotrophescomme indicateurs biologiques demétaux lourdsClaudia Scherr, Andreas Fliessbach et PaulMäder, Institut de recherches de l’agriculturebiologique, CH-5070 Frick

Les microorganismes du sol jouent un rôleessentiel dans la conservation de la fertilité dessols. Si cette dernière subit des atteintes liées àdes facteurs ambiants, la composition qualitativeet quantitative des communautés de microorga-nismes se trouve modifiée, de même que leurefficacité. C’est pourquoi les microorganismesdu sol peuvent servir d’indicateurs de polluantstels que les métaux lourds. La question del’influence des métaux lourds sur les microorga-nismes du sol prend de plus en plus d’impor-tance. En effet, ce type de pollution continue enpartie de s’accroître, et les valeurs indicatives del’OSol sont déjà atteintes en de nombreuxendroits. De faibles pollutions chroniques dansle domaine des valeurs indicatives pourraientdéjà modifier l’efficacité du métabolisme micro-bien et entraîner un décalage du spectre desespèces vers des espèces tolérantes ou rési-stantes aux métaux lourds.

Jusqu’à présent, l’influence des métaux lourdssur les microorganismes du sol a surtout étéétudiée à l’aide de paramètres globaux nonspécifiques, comme la biomasse et la respirationdu sol, ou de la diversité globale des commun-autés d’organismes du sol. Dans le cadre del’étude « Estimation microbiologique de lafertilité des sols – étude concrète sur des sitescontaminés par des métaux lourds » 4 (IRAB,sur mandat de l’OFEFP), on a en outre recher-ché des organismes spécifiques dont la fonctionau sein de l’écosystème sol est connue.

Il existe un groupe d’organismes auquel onn’accorde souvent pas assez d’attention dansles sols agricoles, celui des microorganismesphotoautotrophes. Pourtant, les algues et lescyanobactéries remplissent une fonction trèsimportante dans la production primaire, la fixa-

4 Scherr, C., Fliessbach, A. und Mäder, P. (2000):Bodenbiologische Erfassung der Bodenfruchtbarkeit –Fallstudie an belasteten Standorten. Bericht zuHanden des BUWAL. Projektbegleitung: Arbeits-gruppe Vollzug BodenBiologie. FiBL, CH-5070 Frick.56 S.

010203040506070

hyphes vésicules arbuscules

standciblesbuttes

Taux d'infection (%)


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tion de l’azote et les mécanismes de stabilisa-tion des sols. Nous avons donc vérifié si cesmicroorganismes photoautotrophes pouvaientservir d’indicateurs sensibles de pollutions auxmétaux lourds dans le domaine des valeursindicatives.

Pour évaluer l’effet des métaux lourds sur lesmicroorganismes photoautotrophes, on a utilisécomme paramètres le nombre de cellules vivan-tes d’algues du sol (fig. 2) et de cyanobactériesfixatrices d’azote, ainsi que le développementdes microorganismes photoautotrophes, celui-ciétant déterminé d’après la quantité de chloro-phylle produite dans un laps de temps donné.

Fig. 2: Les algues du sol contribuent à fixer lecarbone et l’azote et à stabiliser le sol.

Le nombre de cellules vivantes a été calculé aumoyen du Most Probable Number (MPN). Ceprocédé permet d’estimer le nombre de cellulesvivantes d’algues et de cyanobactéries fixatricesd’azote sans qu’il soit nécessaire d’effectuer dedécompte individuel de cellules ou de colonies.Au lieu de cela, on détermine la densité despopulations de microorganismes par unetechnique de dilution. Pour les cultures demicroorganismes photoautotrophes, on a utiliséles deux solutions standard BG11 et BG110.Celles-ci ne se distinguent que par la présence(BG 11) ou l’absence (BG110) de nitrate desodium comme source d’azote. La miniaturi-sation du procédé à l’aide de plaques demicrotitration a permis d’analyser un grandnombre d’échantillons et de répétitions enparallèle.

Une autre méthode sensible permettant dedécrire l’effet de facteurs ambiants sur lesmicroorganismes photoautotrophes consiste à

Fig. 3: Influence du zinc sur le développementdes cyanobactéries. n = 11, p = 0.05. CFU =colony forming units.

Fig. 4: Influence du cuivre sur le développementdes algues. n = 11, p = 0.07. CFU = colonyforming units.

déterminer le développement de ces derniersd’après la quantité de chlorophylle produite dansun laps de temps donné. Cette hausse est cal-culée par mesure photométrique de la chloro-phylle extraite à l’acétone dans des échantillonsde sol, dont une moitié a été exposée au préala-ble à la lumière et l’autre moitié maintenue àl’obscurité, les conditions d’incubation étantautrement identiques. Les échantillons main-tenus à l’obscurité permettent de tenir compted’éventuelles dégradations de chlorophyllependant la période d’incubation. La différencede concentration de chlorophylle entre leséchantillons placés à l’obscurité et les échan

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Cu total (mg / kg MS)


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tillons éclairés correspond ainsi à la quantité dechlorophylle produite par les microorganismesphotoautotrophes dans un échantillon de sol, etdonc au développement de ces organismes.

Ces essais ont permis de constater que lesmicroorganismes photoautotrophes contenusdans les échantillons de sol contaminés par desmétaux lourds du site de Gerlafingen réagiss-aient de façon sensible à des pollutions de zinc,de cuivre et de cadmium dans le domaine desvaleurs indicatives. Les métaux lourds ont influéde façon significativement négative sur le nom-bre de cellules vivantes de cyanobactériesfixatrices d’azote, et de façon tendanciellementnégative sur celui des algues (fig. 3 et 4). Par

conséquent, les microorganismes photoauto-trophes du sol peuvent servir, en complémentdes paramètres microbiens employés jusqu’ici,d’indicateur précoce d’atteintes chroniques pardes métaux lourds dans le domaine des valeursindicatives.

Les processus au sein de l’écosystème sol sonttrop complexes pour être analysés à l’aide deparamètres isolés. Le seul moyen d’obtenir uneimage globale des modifications entraînées parles métaux lourds au sein d’une communautémicrobienne est de recourir à une combinaisonde paramètres microbiens globaux, de para-mètres de description de la diversité et d’orga-nismes indicateurs sensibles.

4. Forum

4.1 Influence de l’intensité del’exploitation agricole sur la diversité desmycorhizes à arbuscules

Fritz Oehl, Kurt Ineichen, Paul Mäder et AndresWiemken, Institut botanique de l’Université deBâle, CH-4056 BâleInstitut de recherches de l’agriculture biologique,CH-5070 Frick

Les mycorhizes à arbuscules jouent un rôleimportant en agriculture, tant sur le plan phyto-sanitaire que sur celui de la fertilité et de laprotection des sols. Ils représentent unesymbiose vieille de plusieurs millions d’annéesentre plantes supérieures et champignons du solde la classe des glomus. Ces mycorhizes àarbuscules (AMF) approvisionnent les plantesen éléments nutritifs difficilement disponiblesdans le sol, et reçoivent en échange des pro-duits de photosynthèse qui leur sont indis-pensables. Les AMF contribuent à améliorer lesol et l’approvisionnement des plantes en miné-raux. Ils sont donc particulièrement importantsdans le cadre d’une agriculture « douce » etdurable. Aujourd’hui, on les utilise aussi de plusen plus souvent pour la production de jeunesplants et les plantations, ainsi que pour larenaturation de terrains dégradés. Les AMF

revêtent une importance accrue notammentdans les pays où les engrais indigènes sontrares ou chers.

Un projet commun indo-suisse a été mis enplace dans le cadre de la Direction dudéveloppement et de la coopération (DDC). Sonbut était d’étudier dans un premier tempsl’influence de l’intensité de l’exploitation agricolesur la diversité des AMF dans les deux pays. Laprochaine étape consistera à sélectionner lesAMF particulièrement utiles pour l’agriculture etla protection des sols, en vue de les utiliser dansleur pays d’origine comme inoculum de hautequalité.

En Suisse, la diversité des AMF a été étudiée en2000 dans 14 parcelles exploitées avec uneintensité très variable. L’ensemble des sites sesituent dans le triangle des trois pays de larégion Bâle - Fribourg en Brisgau - Mulhouse. Al’exception d’un site comparatif dans le Jurasuisse limitrophe, toutes les parcelles retenuessont des terrains de loess de la vallée supéri-eure du Rhin, qui revêtent une grande impor-tance dans la production agricole de cetterégion. Ces sites présentent une gamme trèslarge d’intensités d’exploitation. Ils comprennentdes prairies protégées (gazon maigre calcaire

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non fertilisé, arrénathéraie maigre), des terreassolées cultivées de façon biologique ouconventionnelle/intégrée avec des rotations sursept ans, des champs exploités de manière trèsintensive avec des cultures permanentes demaïs (fumure annuelle : 150 – 180 kg N, 50 – 80kg P), et enfin deux vignes. Cette étude sur lesAMF intègre des parcelles issues de cinqméthodes de l’essai de longue durée DOK àTherwil. Mené par la Station fédérale de recher-ches en agroécologie et agriculture de Recken-holz (FAL) et l’Institut de recherches de l’agri-culture biologique (IRAB), l’essai DOK comparedepuis 1978 la culture biologique et la produc-tion intégrée (conventionnelle).

Comme pour les essais DOK, les échantillon-nages ont été effectués en quatre répétitions(sous-ensembles de 100 m2) sur tous les sites,dans les 10 cm supérieurs du sol. Par ailleurs,dans deux prairies naturelles, deux champs demaïs et une vigne, on a analysé également ladiversité des AMF jusqu’à une profondeur de 70cm. Les espèces d’AMF ont été identifiéesmorphologiquement à l’aide des spores isoléesdu sol par tamisage par voie humide et centrifu-gation en gradient de densité.

Fig. 5: Diversité des espèces de spores demycorhizes. Les sols de la région Bâle -Fribourg en Brisgau - Mulhouse abritent unegrande diversité d’espèces de mycorhizes.

Parmi les résultats les plus intéressants trouvésjusqu’ici, on peut relever la diversité étonnam-ment élevée d’AMF dans cette région. Ainsi, pasmoins de 38 espèces différentes ont été identi-fiées sur les 14 sites (fig. 5). La plupart d’entre

elles appartiennent à la famille des Glomaceae(28 du genre Glomus, 2 du genre Sclerocystis),3 au genre Scutellospora (famille des Giga-sporaceae), et 5 à la famille des Acaulo-sporaceae (4 Acaulospora, 1 Entrophospora).

Tab. 1: Nombre d’espèces AMF dans 14 sols(couche supérieure, profondeur de 0 – 10 cm)de la région bâloise exploités de façon plus oumoins intensive.

Exploitation agricole/moded’exploitation

AMF species

Culture permanente de maïsconventionelle (D, F)

8-10

Rotations diversifiéesproduction intégrée (CH)

13-15

Rotations diversifiéesculture biologique (CH)

15-17

Vignes avec interlignesen gazonnées

16-18

Prairies naturelles extensivesgazon maigre calcaire nonfertilisé arrénathéraie maigre

21-26

C’est dans les prairies naturelles extensives quel’on a découvert la plus grande diversité d’AMF(tab. 1), les vignes venant en deuxième position.Les surfaces d’assolement cultivées de façonpeu intensive en Suisse (CH) ont présenté unediversité d’AMF supérieure à celle des culturespermanentes intensives de maïs en Alsace (F)et dans le Bade du sud (D). Dans les surfacesd’assolement de culture biologique, la diversitéd’AMF n’était que tendanciellement supérieure àcelle des parcelles de culture intégrée de l’essaiDOK à Therwil (BL) et d’une autre parcelle deculture intégrée située dans la commune voisinede Binningen (BL). Dans l’essai DOK, on arelevé comme principales différences un nombresupérieur de spores dans les cultures biolo-giques par rapport aux cultures intégrées (12-14spores contre 8-10 spores par g-1 de sol), demême qu’un décalage des espèces. Ainsi, deuxespèces d’Acaulospora étaient présentes enquantités supérieures dans les cultures biolo-giques par rapport aux cultures intégrées, etdeux espèces de Scuttellospora en quantitésinférieures.

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0 5 10 15 20 25

50–70

35–50

20–35

10–20

0–10

Nombre d'espèces d'AMF

gazon maigrecalcairearrhénathéraie

vigne

maïs (D)

maïs (F)

Profondeur du sol (cm)Fig. 6: Variation du nombred’espèces d’AMF selon laprofondeur du sol et le moded’exploitation.

On constate que la diversité d’AMF diminueparallèlement à l’augmentation de la profondeurdu sol, et cela dans tous les modes d’exploi-tation étudiés (fig. 6). Pour les champs de maïs,cette règle n’est toutefois pas valable jusqu’à lasemelle de labour. Dans les champs labourés àplat (< 20 cm) (D), c’est même juste sous lacouche supérieure du sol travaillé que se trou-vaient la plupart des espèces. Dans les champsde maïs labourés plus profondément (35 cm)(F), des spores d’AMF absentes de la couchesupérieure ont été décelées sous la semelle delabour (données non indiquées). Les prairiesnaturelles extensives renferment toutefoisnettement plus d’espèces que les champs demaïs, quelle que soit la profondeur de sol con-sidérée. Les modes d’exploitation très intensifsentraînent manifestement la disparition dequelques espèces. Par ailleurs, on a trouvé,dans une arrénathéraie et dans un champ demaïs, une espèce de Scutellospora inconnuejusqu’ici, cantonnée aux couches profondes dusol. Il reste à vérifier s’il s’agit d’un représentanttypique d’AMF de la couche inférieure du sol etsi cette espèce est incapable de résister à laconcurrence accrue des AMF ou aux concen-trations plus élevées de minéraux dans lacouche supérieure du sol.

En résumé, on peut dire qu’une exploitationagricole intensive provoque une importantediminution de la diversité des espèces d’AMF.Cette diminution est moins marquée lorsquel’étude intègre les couches plus profondes du

sol. Dans les champs cultivés, il semble quecertaines espèces parviennent à survivre sousla semelle de labour, alors que d’autres espècessont écartées. La grande diversité d’espècesd’AMF découvertes dans les terrains de loessde la région étudiée constitue un bon point dedépart pour la recherche d’espèces de mycor-hizes susceptibles d’améliorer la structure dessols et la santé des plantes, voire d’être utiliséesdans certaines circonstances pour l’améliorationdes rendements agricoles en Suisse.

4.2 Echanges d’expériences entrepaysans et scientifiques dans ledomaine de la protection des solsPatricia Fry, Volkmarstr. 9, CH-8006 Zurich

Au cours de mes recherches pour ma thèse5,j’ai eu peu à peu le sentiment que la « fertilité dusol » était une notion un peu abstraite et inter-prétée de différentes façons.6 Même lesscientifiques n’attribuent pas forcément la mêmesignification à ce terme. Ainsi, Patzel a relevépas moins de 10 champs sémantiques différents

5 Fry, P. E. (2000): Bäuerliche und naturwissen-schaftliche Wahrnehmung von Bodenfruchtbarkeit imVergleich – Kommunikationshilfen für den Boden-schutz. Dissertation Nr. 13707. ETH Zürich. http://e-collection.ethbib.ethz.ch/ediss/index_e.html6 voir bulletin BSA/VBB 3/1999, p. 12/13.

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dans la littérature scientifique7. Derrière lesdéfinitions se cachent des intentions variables.Les chercheurs n’emploient pas de la mêmemanière le terme « fertilité des sols » que lesspécialistes des services de protection des sols.Ce qui intéresse avant tout la recherche, c’estde quantifier les fonctions et les processuspédologiques. A ses yeux, la « fertilité des sols »représente une grandeur qu’il s’agit de décriremathématiquement, par exemple en tant quesomme des propriétés chimiques, physiques etbiologiques du sol. De leur côté, les services deprotection des sols utilisent ce terme surtout defaçon normative. Les objectifs écologiques de laprotection des sols ont été définis à travers desprescriptions légales, ce qui a eu des répercus-sions sur la définition et l’utilisation du terme« fertilité des sols ».

Les spécialistes de la protection des sols et leschercheurs doivent donc s’attendre à ce quecette notion soit interprétée de façon très vari-able. Pour la recherche, c’est la possibilité demesurer qui prime, alors que les services deprotection des sols considèrent ce terme defaçon essentiellement normative, en tant qu’objectif à atteindre à travers une action. En cequi concerne les paysans, l’emploi de ce termepeut même provoquer une certaine confusion.

Ma thèse a fourni des explications à ces diffé-rences. J’ai choisi comme niveau de comparai-son la pratique locale de la production de savoir(autrement dit le travail de chacun de ces grou-pes), ce qui m’a permis d’obtenir une nouvelleperspective sur les différences et les similitudesentre perception paysanne et perception scien-tifique. Voici une partie des résultats et des con-clusions de mes recherches.

Les paysans ne poursuivent pas les mêmesobjectifs que les scientifiques, ils appliquent desméthodes différentes et dans des contextesdifférents.

Pour les paysans, c’est l’exploitation du sol quipasse au premier plan. Ils sont intéressés pardes actes - la manière de travailler leurs sols parexemple - et se préoccupent de ces dernierssurtout pendant les travaux culturaux. Ils utili-

7 Patzel, N., Sticher, H. und Karlen, D. (2000): SoilFertility – Phenomenon and Concept. Journal of PlantNutrition and Soil Science 163: 129-143.

sent à cet effet des outils tels que tracteurs etcharrues, récolteuses, fourches à foin, etc. Ilseffectuent toute l’année différents travaux dansleurs champs, et cela pendant des décennies.Les spécialistes de la protection des sols seconsacrent quant à eux à la protection des sols.Ils traduisent en quelque sorte des théoriespédologiques par des mesures et par des actes.Ils appliquent d’un côté des méthodes axées surla pratique – restrictions d’utilisation, rédactiond’aide-mémoire, etc. – et d’un autre des métho-des scientifiques pour la surveillance desatteintes portées aux sols. Ils utilisent à cet effetdes méthodes de routine et des outils leurpermettant de surveiller les atteintes subies parles sols à l’échelle du canton ou d’une région.Ces investigations sont répétées tous les 5 à 10ans.

Les chercheurs s’intéressent avant tout auxthéories sur les processus et les fonctionspédologiques. Ils prélèvent souvent deséchantillons de sol sur le terrain pour lespréparer et les analyser dans des conditionscontrôlées. Ils formulent et vérifient des théoriesà l’aide d’expériences et de modélisationsmathématiques. Les projets de recherche sontgénéralement limités à trois ans.

Ces différences en matière d’objectifs, deméthodes et de contextes de travail ont uneinfluence sur la manière de percevoir le sol.Ainsi, les paysans concentrent leur attention surles propriétés de la couche travaillée de tout unchamp et sur les cultures qui y poussent. Ilss’intéressent essentiellement aux relations quis’établissent entre croissance des plantes,propriétés du sol, conditions météorologiques etleurs propres interventions.

Les chercheurs concentrent au contraire leurattention sur la couche inférieure du sol et surdes analyses spécifiques visant à quantifier.Suivant la discipline, ces investigations portentégalement sur les plantes et les animaux. Onpourrait caractériser le regard du paysan commeétant plutôt « élargi » (voir fig. 7), et celui duscientifique comme plutôt « approfondi » (voirfig. 8). Quant aux spécialistes de la protectiondes sols, ils adoptent une approche tantôt« approfondie », tantôt « élargie » en fonctiondes tâches concrètes.

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Fig. 7 : Le regard « élargi » du paysan.

Fig. 8 : Le regard « approfondi » du chercheur.

Venons-en aux conclusions. La plupart dutemps, nous ne prenons pas conscience de nospropres jugements ni du contexte dans lequelnous agissons. Ils sont devenus naturels aucours de notre formation. Ce n’est qu’au contactavec d’autres « styles » que l’on parvient àpercevoir des différences. Si l’on refuse dereconnaître ces dernières ou si l’on entendimposer aux autres son propre « style », lesconflits sont programmés d’avance, et la miseen œuvre des mesures de protection des solsrisque d’être difficile. Dans ma thèse, j’ai ana-lysé ce genre de conflits en prenant l’exempledu test à la bêche. J’en suis arrivée à la con-clusion qu’il était très important, pour la pro-tection des sols en agriculture, de tenir comptenon seulement du « style » scientifique, maisaussi du « style » paysan. En plus de la langue,cela concerne surtout l’expérience acquise parles paysans lors du travail des champs, ainsique leurs méthodes de travail. Il est importantque les paysans soient associés à l’élaborationdes mesures de protection des sols.Le modèle que j’ai choisi pour cette collabo-ration est celui du partage des connaissances.

Celui-ci doit se faire dans les deux sens. Pourqu’il soit couronné de succès, les conditionssuivantes doivent être remplies:

Lors de la mise en œuvre de la protection dessols, on doit tenir compte des différences dansle mode de pensée des paysans par rapport auxscientifiques. Il est très important que l’on porteune réflexion sur son propre mode de penséescientifique.

L’expérience personnelle revêt une grandeimportance aussi bien dans le travail du paysanque dans celui du scientifique. Cela pourraitconstituer une base commune pour le partagedes connaissances.

Le contact direct entre les responsables de laprotection des sols et les paysans permet d’in-staurer des rapports de confiance qui sontessentiels pour les échanges ; il représente enoutre une base importante pour l’innovation.Les terrains d’échange déjà existants8 dans ledomaine de la protection des sols doivent êtredéveloppés.

Il faut établir de nouveaux terrains d’échangeafin d’élaborer collectivement des mesures deprotection des sols. Pour qu’il réussisse, lepartage requiert des conditions généralesappropriées, telles qu’esprit d’ouverture, intérêtréciproque, volonté de communiquer, espérancede recevoir quelque chose en contrepartie deson offre.9

Je suis volontiers prête à encourager de pareilsterrains d’échange et à en développer de nou-veaux. Je me tiens à votre disposition pour toutequestion ou complément d’information sur cethème : [email protected], ou Patricia Fry,Volkmarstr. 9, 8006 Zurich, téléphone 01 362 0426.

8 Selon P. Galison (1997) (Image and Logic: AMaterial Culture of Microphysics. The University ofChicago Press, Chicago, London. 844 p.), les terrainsd’échange de connaissances peuvent consister endes rencontres informelles, des rencontres lors demanifestations ou des visites privées. Le plusimportant, c’est le caractère informel et ouvert de cesentretiens.9 Nowotny, H. (1998): Tauschzonen des Wissens.Lokale Bedingungen der Transdisziplinarität. BulletinETH Zürich 270 (Juni): 11-13.

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La thèse sera publiée en juin 2001 aux éditionsMargraf Verlag, Weikersheim Deutschland,comme 41ème volume de la série "Kommuni-kation und Beratung – SozialwissenschaftlicheSchriften zur Landnutzung und ländlichenEntwicklung" (directeurs de la publication :Hermann Boland, Volker Hoffmann et Uwe JensNagel). ISBN 3-8236-1346-4. Elle peut êtrecommandée à l’adresse e-mail suivante :[email protected]

4.3 Variations des communautésmicrobiennes du sol lors de cycles decontamination et d’assainissementbiotechnologiqueHauke Harms, Patrick Höhener et AntonisChatzinotas, Ecole Polytechnique Fédérale deLausanne (EPFL), IATE/Pédologie, GR-Ecublens, CH-1015 Lausanne

Si l’on peut clairement identifier à l’heureactuelle la présence ou l’absence de produitschimiques dans le sol à l’aide de procédésanalytiques, on manque encore de critères etdonc de méthodes d’essai pour évaluer l’inté-grité biologique des sols. L’un des objectifs dunouveau groupe de travail « Microbiologie dusol » de l’EPFL, fondé en 1998, consiste préci-sément à définir des critères biologiques surl’état sanitaire des sols. Le groupe s’efforce enoutre de développer des méthodes permettantd’évaluer l’efficacité des mesures d’assainisse-ment visant à restaurer la fonctionnalité origi-nelle (ou une fonctionnalité souhaitée) d’un sol(fig. 9). A cet effet, deux approches complé-mentaires ont été adoptées.

Un premier projet consiste à étudier, dans dessols pollués artificiellement par des métauxlourds puis assainis par pyhtoextraction, lesmodifications intervenant au niveau de lacomposition des communautés bactériennes etd’un choix de fonctions clef. On utilise pour celadifférentes méthodes moléculaires ne nécessi-tant pas de cultures bactériennes. La méthodeFISH (marquage fluorescent de l'hybridation insitu) permet de quantifier au microscope desgroupes de bactéries spécifiques dans deséchantillons de sol. D’autre part, des combi-naisons de PCR et de techniques de finger-printing permettent de détecter les gènesintervenant dans des fonctions clef, comme la

fixation de l’azote, tout en fournissant desinformations sur l’activité in situ de ces gènes,étant donné qu’elles peuvent être utilisées pourles ARN messagers formés actuellement. Lavalidation de la méthode est assurée à l’aide desols réellement contaminés. On espère que cesrecherches approfondies sur les modificationsinduites par des polluants permettront d’identifierdes organismes ou des fonctions clef suscep-tibles d’être utilisés par la suite dans desanalyses simplifiées en tant que bioindicateur del’état des sols.

Fig. 9: Dans quelle mesure les sols assainis pardes procédés de (bio)technologie peuvent-ilsretrouver leurs fonctions et leur état naturel?

Le deuxième projet consiste à suivre l’évolutiondu profil physiologique de communautés micro-biennes d’un sol en cas de pollution par descarburants et pendant la dégradation bactéri-enne qui suit. Les méthodes utilisées se fondentprincipalement sur la capacité de dégradation dela microflore du sol. A l’instar du procédé com-mercial BIOLOG, développé pour l’identificationde bactéries dans le domaine médical d’aprèsleur spectre de dégradation, on s’efforce demettre au point un test simple avec plaques demicrotitration qui permette de déterminer lepotentiel et la dynamique de la microflore du solsous l’angle de la dégradation de mélanges depolluants et de leurs métabolites. La validationde la méthode s’effectue par comparaison desprofils physiologiques ainsi déterminés et de leurdynamique avec les modifications de la com-munauté bactérienne et de leur activité dedégradation in situ qui les accompagnent.4.4 Stratégies d’évaluation de l’étatbiologique des solsHans-Rudolf Oberholzer, Station fédérale derecherches en agroécologie et agricultureCH-8046 Zurich

remédiation

pollution

sol contaminé

sol naturel

sol remédié?

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Si l’on s’accorde d’une manière générale àreconnaître l’importance des organismes du solet de leur activité pour l’évaluation globale de lafertilité et de l’état d’un sol (soil fertility, soilquality, soil health), leur application pratiquesuscite encore un grand nombre de propositionset de projets différents. Ces différences portentaussi bien sur le choix et la mise en œuvre desméthodes de détermination de composantsspécifiques de la vie du sol que sur l’appré-ciation de cette dernière dans sa globalité.

L’un des principaux objectifs du groupe detravail BSA/VBB consiste à encourager et àcoordonner l’élaboration de bases théoriques etméthodologiques. C’est ainsi qu’il a été amené àdéfinir des principes de base pour le prélève-ment et le stockage des échantillons de sol,pour les procédures de détermination (des-cription de méthodes de référence et analysesinterlaboratoires) et pour l’interprétation desrésultats (valeurs de référence), ainsi qu’àdévelopper des stratégies (biologie du sol etprotection des sols, banque de données).

La situation actuelle de ces travaux a étéprésentée et discutée lors d’un symposiumscientifique international sur la recherche destratégies d’évaluation biologique dans ledomaine de la protection des sols10 au ministèrefédéral de l'environnement à Bonn, ainsi quedans le cadre de l’atelier « Evaluating SoilQuality » of EU COST Action 831 « Biotechno-logy of Soil, Monitoring, Conservation andRemediation »11 à Kiel. Voici un résumé desrésultats de ces rencontres.Pour tout relevé biologique, il est indispensablede disposer des informations de base suivantessur le site : situation géographique détaillée,données tirées du fichier des cultures et desparcelles, forme d’utilisation, exploitation,données climatiques et propriétés du sol telles

10 Römbke, J. und Kalsch, W. (2000): Protokoll desInternationalen Fachgesprächs über „Ansätze fürbiologische Bewertungsstrategien und -konzepte imBodenschutz“. Bundesministerium für Umwelt,Naturschutz und Reaktorsicherheit.11 Bloem, J., Schouten, T., Sørensen, S. und Breure,A. M. (2000): Evaluating soil quality. In: Benedetti, A.and Dilly, O. (eds). Microbiological methods forassessing soil quality. COST 831 handbook. Inpreparation.

que pH (CaCl2), Corg, Norg, granulométrie, capa-cité d’échange cationique, données sur lerégime de l’eau et de l’air, forme d’humus.Si les participants au symposium scientifique deBonn (Allemagne, Autriche, Suisse) sont dansl’ensemble d’accord sur le prélèvement et lestockage des échantillons, on observe enrevanche des différences de procédure parmiles pays de l’atelier de Kiel. En Italie, parexemple, les échantillons sont stockés aprèsséchage, alors qu’en Scandinavie, ils sontconservés sous congélation.

Par ailleurs, différents critères ont été présentésà Bonn concernant le choix des espèces ougroupes d’espèces de la faune du sol à étudier,ainsi que les méthodes de microbiologie du sol àappliquer :

• Pertinence écologique (par ex. « keyspecies » ou « ecological engineer »)

• Facilité d’identification et de recensement(ex. : clef d’identification disponible)

• Large diffusion (par ex. en relation aveccertains types de sols)

• Vie se déroulant principalement dans le sol(y compris aux différents stades d’évolution)

• Contact étroit avec le sol ou certains de sescomposants

• Sensibilité moyenne aux atteintes(chimiques) portées aux sols

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De même, les méthodes recommandéesdevraient remplir les conditions suivantes :

• Niveau élevé de standardisation (ex. :précision de la description)

• Reconnaissance élargie (internationale) dela méthode (degré de diffusion, etc.).

• Facilité de mise en œuvre (ex. :appareillages pas trop coûteux)

• Simplicité (par ex. : détermination rapide)• Bonne reproductibilité des résultats• Possibilité d’exploitation statistique des

résultats• Méthode suffisamment éprouvée (par ex.

nombreuses références bibliographiques)• Sans danger pour l’utilisateur et le site (par

ex. en cas d’utilisation de produits chimiquestoxiques)

Une procédure d’évaluation des sols en deuxétapes a été proposée sur la base de cescritères ainsi que des expériences des parti-cipants. Celle-ci prévoit dans un premier tempsde classer la biomasse microbienne, la respi-ration du sol et la minéralisation de l’azote d’unsol donné en catégories « normales » ou« inhabituelles » à l’aide de méthodes imposées.Dans un deuxième temps, ces résultats pourrontêtre affinés au moyen d’analyses ciblées(activité déshydrogénase ou autres activitésenzymatiques, oxydation de l’ammonium, etc.),afin de déterminer les causes des écarts parrapport à l’état normal. Le même principe estappliqué dans le domaine de la faune, où l’onprocèdera d’abord au recensement des lombrics(tri manuel, extraction à la formaline), desenchytraen (méthode d’extraction par voiehumide O’Connor) et des collemboles (méthoded’extraction à sec Kempson), et ensuite sinécessaire à celui des nématodes (méthoded’extraction selon Oostenbrink), des acariens etdes oribatides (méthode d’extraction Kempson).

A Kiel, on a constaté que la plupart des pro-grammes de monitoring actuels intégraient desanalyses de la biomasse et de la respiration dusol. Les recherches plus poussées font égale-ment intervenir d’autres paramètres, comme laminéralisation de l’azote, la diversité micro-bienne et les groupes fonctionnels d’animaux dusol. C’est surtout pour ces analyses complé-

mentaires que les méthodes utilisées diffèrent leplus.

Une série d’objectifs prioritaires de la recherches’appliquant aussi bien à la zoologie qu’à lamicrobiologie du sol ont été fixés :

• Améliorer et valider des méthodes dedétermination qualitative de la diversitémicrobienne

• Développer une procédure standardiséepour déterminer les mycorhizes

• Clarifier l’influence des propriétés naturellesdu sol sur les différents paramètres demesure, afin d’éviter des résultatsfaussement positifs

• Etablir des critères pour le passage à desméthodes obligatoires ou facultatives, enparticulier lors du choix des différents testsenzymatiques

• Poursuivre l’amélioration des principes debase concernant les différents critèresd’évaluation utilisés lors du calcul de valeursde référence microbiennes et de la fixationde seuils, en tenant compte à chaque foisdes facteurs du site (surtout des propriétésdu sol)

• Etablir une banque de données en relationavec ce dernier point

• Définir les principes pour le choix descritères d’évaluation les mieux adaptés

En outre, on a considéré qu’il était nécessaired’une part de poursuivre le développementd’une stratégie aussi complète que possible,faisant intervenir des paramètres à la foismicrobiologiques, zoologiques et intégratifs,d’autre part de mener des projets pilotes pourévaluer les potentialités et les limites de lastratégie choisie, et finalement de s’efforcerd’appliquer les résultats à la protection des solsaux niveaux national et international.

Les participants de l’atelier de Kiel ont tiré desconclusions assez semblables en fixant commepriorité le calcul de valeurs de référence à l’aidede recensements à large échelle et demonitoring à long terme.

En résumé, on constate que les recherchesfondamentales menées par les groupes detravail dans le cadre du BSA/VBB sont

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pertinentes au plan international et qu’ellesreprésentent une importante contribution dans ledomaine de l’application de méthodes biologi-ques pour l’évaluation de la fertilité des sols. Lesbuts fixés pour la suite des travaux répondentégalement aux besoins définis lors de cessymposiums. Les travaux réalisés jusqu’ici dansle cadre d’unités restreintes (projets) permettentde tirer des conclusions ayant valeur d’exempleou susceptibles d’être plus ou moins générali-sées ; mais il faudra mener des travauxbeaucoup plus importants pour que cesconnaissances fondamentales puissent êtreappliquées de façon représentative et à grandeéchelle au niveau de la pratique.

Impressum Bulletin BSA/VBB n° 5/2001

EditeurBSA/VBB (Groupe de travail «Biologie du sol –application»)

Présidente en 2000Claudia Maurer-TroxlerDivision Environnement et agricultureBerne, RüttiCH - 3052 Zollikofentél. 031 910 53 34E-Mail: [email protected]

Présidente en 2001Gaby von RohrAmt für Umwelt, Fachstelle BodenschutzWerkhofstrasse 5CH-4509 SoleureTél. 032 627 28 05E-Mail: [email protected]

Secrétariat et distributionPaul MäderInstitut de recherches de l’agriculture biologique(IRAB)AckerstrasseCase postaleCH - 5070 Fricktél. 062 865 72 32fax 062 865 72 73E-Mail: paul. [email protected]

Nouveau: le bulletin est désormais disponiblesur Internet à l’adresse suivante:http://www.buwal.ch/stobobio/sol/f/

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