Pourquoi la biodiversité des sols devient un enjeu majeur pour l’agriculture

La biodiversité des sols désigne la diversité des organismes, des fonctions et des interactions biologiques présents sous nos pieds. En agriculture, elle participe à la décomposition des résidus, à la circulation des nutriments, à la formation de la structure du sol et à la régulation de l’eau, sans garantir à elle seule de meilleurs rendements.

Face aux sécheresses, aux pluies intenses et à la nécessité de préserver les ressources, le sol ne peut plus être considéré comme un simple support de culture. L’enjeu consiste à comprendre son fonctionnement, à identifier les pressions qui l’affaiblissent, puis à choisir des pratiques adaptées au type de sol, au climat, à la culture et à l’histoire de la parcelle.

Biodiversité des sols : définition et fonctionnement d’un écosystème vivant

La biodiversité des sols est la diversité des organismes, des fonctions biologiques et des interactions qui existent dans un sol. Le terme ne désigne donc pas uniquement le nombre d’espèces présentes : il inclut aussi leurs rôles, leur répartition et leur capacité à participer aux cycles de la matière.

Les sols constituent l’un des principaux réservoirs de biodiversité de la planète. La FAO indique qu’ils abritent environ un quart, voire davantage selon les périmètres retenus, de la biodiversité mondiale. Cette estimation donne un ordre de grandeur, mais elle ne constitue pas une mesure unique applicable à chaque parcelle.

La biodiversité souterraine ne doit pas être confondue avec la fertilité chimique, la fertilité biologique, la structure physique ou la teneur en matière organique. Ces dimensions sont liées, mais elles ne décrivent pas la même chose : un sol peut être riche en matière organique sans présenter une grande diversité fonctionnelle, ou contenir des nutriments disponibles dans une structure défavorable aux racines.

Quels organismes vivent dans un sol agricole ?

Un sol agricole abrite des organismes visibles à l’œil nu et une vie microbienne beaucoup plus difficile à observer. Les classifications courantes distinguent les micro-organismes, la microfaune, la mésofaune et la macrofaune. Les racines sont également intégrées à l’analyse fonctionnelle, car elles modifient leur environnement et s’associent à de nombreux microorganismes.

Groupe	Exemples	Fonctions principales	Observation
Micro-organismes	Bactéries, champignons, protozoaires	Décomposition, transformations chimiques, interactions avec les racines	Principalement au microscope ou en laboratoire
Microfaune	Petits organismes animaux, notamment certains nématodes	Régulation des populations microbiennes et circulation de nutriments	Non visible sans matériel adapté
Mésofaune	Acariens, collemboles	Fragmentation des résidus et participation au réseau alimentaire	Difficilement visible sur le terrain
Macrofaune	Vers de terre, termites et autres animaux	Galeries, brassage local, fragmentation et incorporation de matière organique	Souvent observable dans une fosse ou un prélèvement
Racines et rhizosphère	Racines, champignons mycorhiziens, bactéries associées	Échanges avec le sol, exploration et interactions biologiques	Visible en partie ; microbiote analysable

Les bactéries et les champignons participent à la transformation des résidus et à la mise en circulation de certains éléments. Les nématodes, acariens, collemboles et autres animaux occupent des places différentes dans le réseau alimentaire. Les vers de terre, eux, peuvent créer des galeries et déplacer des matières, mais leur présence ne suffit pas à décrire l’ensemble de la biodiversité souterraine.

Des fonctions complémentaires au service des cultures

La décomposition des résidus végétaux libère progressivement des éléments qui peuvent entrer dans les cycles de l’azote, du carbone et du phosphore. Les organismes du sol contribuent aussi à la formation et à la stabilisation des agrégats, ces assemblages de particules qui influencent la porosité, la circulation de l’air et l’infiltration de l’eau.

La rhizosphère, c’est-à-dire la zone de sol directement influencée par les racines, possède un microbiote différent de celui du sol nu. Les exsudats racinaires fournissent des composés qui stimulent certaines communautés microbiennes. Les champignons mycorhiziens peuvent, de leur côté, former des associations avec les racines de nombreuses plantes et modifier l’accès à certaines ressources.

La biodiversité d’un sol ne se résume pas à une collection d’espèces : elle se comprend par les fonctions et les interactions qui relient ces organismes aux racines, à l’eau et à la matière organique.

Pourquoi la biodiversité des sols est-elle un enjeu agricole majeur aujourd’hui ?

La biodiversité des sols devient stratégique aujourd’hui parce qu’elle soutient plusieurs fonctions utiles à la production agricole dans un contexte de variabilité climatique et de pression sur les ressources. Elle peut contribuer à la nutrition des plantes, à l’infiltration de l’eau, à la stabilité structurale et à la régulation de certains organismes, sans remplacer le raisonnement agronomique ni supprimer tous les risques.

L’agriculture doit simultanément préserver la productivité, limiter les pertes d’eau et de nutriments, maintenir la qualité des terres et réduire sa vulnérabilité aux aléas. La santé des sols se situe à l’intersection de ces objectifs. Elle ne constitue pas une recette indépendante : elle dépend de la texture, du climat, de la culture, des pratiques et de la durée d’exposition aux contraintes.

La biodiversité des sols renforce certaines fonctions agronomiques ; elle ne transforme pas automatiquement un sol fragile en sol résilient.

Fertilité, nutrition et fonctionnement des cultures

La fertilité biologique correspond à l’activité et aux interactions des organismes qui transforment la matière et influencent la disponibilité de certains nutriments. La fertilité chimique concerne plutôt les éléments présents, leur forme et leur disponibilité, tandis que la fertilité physique renvoie notamment à la structure, à la porosité et à la capacité d’enracinement.

Une bonne fertilité biologique ne dispense donc pas d’une analyse des besoins de la culture. La fertilisation reste à raisonner à partir des analyses de sol, des objectifs de rendement, des exportations par la récolte et des apports déjà réalisés. La biodiversité peut améliorer certains processus, mais elle ne fournit pas nécessairement tous les éléments dans les bonnes quantités ou au bon moment.

Eau, structure et adaptation aux aléas climatiques

La structure d’un sol influence la vitesse à laquelle l’eau s’infiltre, circule ou reste disponible pour les racines. Les agrégats stabilisés, les galeries biologiques et un enracinement dense peuvent favoriser une circulation plus régulière de l’eau. Lors de pluies intenses, une infiltration améliorée peut limiter une partie du ruissellement ; lors d’une sécheresse, une structure fonctionnelle peut aider les racines à explorer le profil.

Ces effets ne sont pas automatiques. Un sol argileux, un sol sableux, une parcelle compactée et une parcelle régulièrement couverte ne réagissent pas de la même manière. Le climat, la profondeur exploitable, la culture implantée et l’historique des interventions modifient aussi le résultat.

Érosion, carbone et régulation naturelle

Les racines, les résidus et les agrégats contribuent à protéger les particules du sol contre l’impact des gouttes de pluie et le ruissellement. Les organismes du sol transforment la matière organique et participent au cycle du carbone, mais le stockage durable du carbone dépend de la stabilisation réelle de cette matière, de la profondeur considérée et des pertes éventuelles.

Une communauté biologique diversifiée peut aussi contribuer à la régulation de certains ravageurs ou agents pathogènes par la compétition, la prédation ou la modification du milieu. Cette fonction varie toutefois selon les espèces présentes et les conditions locales. Elle ne justifie pas une promesse universelle de protection des cultures.

La résilience climatique d’une parcelle ne dépend pas d’un seul indicateur biologique : elle résulte de la combinaison entre structure, couverture, enracinement, eau disponible et conduite de la culture.

Les principales menaces qui fragilisent la biodiversité des sols agricoles

Les pressions exercées sur les sols agricoles résultent souvent d’une combinaison de facteurs plutôt que d’une seule pratique. La compaction, l’érosion, la pollution, la perte de matière organique, les rotations simplifiées et le changement d’usage des terres peuvent se renforcer mutuellement, avec des effets différents selon la durée et le contexte pédoclimatique.

L’Office français de la biodiversité rappelle que les changements d’usage des terres sont considérés par l’IPBES comme la première cause de l’érosion de la biodiversité terrestre. L’OFB indique également qu’un tiers des sols du monde est dégradé à des degrés divers. Ces données concernent des périmètres larges et ne permettent pas de diagnostiquer une parcelle agricole particulière.

Compaction et travail du sol intensif

Le passage d’engins lourds, surtout lorsque le sol est humide, peut réduire la porosité et déformer les galeries biologiques. Le retournement fréquent perturbe aussi les habitats et répartit la matière organique dans le profil. Une compaction durable ralentit l’infiltration, limite l’aération et peut freiner la croissance des racines.

Le travail du sol n’a cependant pas un effet identique dans toutes les situations. La profondeur d’intervention, le type d’outil, la teneur en eau au moment du passage, la texture et la présence d’une semelle de travail sont des variables déterminantes.

Sols nus, érosion et perte de matière organique

Un sol laissé nu est davantage exposé à l’impact des pluies, au vent et aux variations rapides de température et d’humidité. La perte de particules fines peut réduire la stabilité structurale et une partie de la capacité de rétention d’eau. La diminution de la matière organique peut également réduire les ressources disponibles pour les organismes, mais matière organique, activité biologique et biodiversité restent trois notions distinctes.

Rotations simplifiées et habitats moins diversifiés

Les rotations courtes et les monocultures réduisent la diversité des racines, des résidus et des périodes de couverture. Les cultures intermédiaires peu diversifiées peuvent apporter une protection, mais leur intérêt dépend du choix des espèces, de leur développement et de la disponibilité en eau.

Les haies, bandes enherbées, prairies et zones refuges contribuent à la continuité écologique à l’échelle du paysage. Leur effet ne se limite pas à la parcelle : les échanges entre habitats, les bordures et les cultures voisines peuvent modifier la présence de nombreux organismes.

• Compaction : perte de porosité, circulation de l’eau ralentie et enracinement plus difficile.
• Érosion : départ de particules, baisse de stabilité et perte progressive de ressources.
• Pollution : perturbation possible de certains organismes et fonctions biologiques.
• Rotation simplifiée : habitats et ressources alimentaires moins variés.

Quelles pratiques adopter pour préserver la biodiversité des sols ?

Préserver la biodiversité des sols consiste à combiner plusieurs leviers après un diagnostic local. Les rotations, les couverts, les apports organiques, la gestion du trafic et la réduction des perturbations peuvent être utiles, mais chacun comporte des arbitrages concernant l’eau, les adventices, le matériel, le coût, la réglementation et l’organisation du travail.

Aucune méthode ne s’impose automatiquement dans tous les systèmes. La réduction du travail du sol, l’agriculture biologique ou l’agriculture régénératrice peuvent produire des résultats différents selon la parcelle et la manière dont elles sont conduites. Une pratique favorable doit être évaluée par ses effets agronomiques, économiques et environnementaux.

Couvrir et diversifier les parcelles

Les rotations longues, les cultures intermédiaires et les mélanges d’espèces augmentent la diversité des racines et des résidus. Une couverture vivante protège la surface, nourrit la rhizosphère et peut limiter le ruissellement. Le choix des espèces doit tenir compte du climat, du type de sol, de la culture suivante, du risque de concurrence pour l’eau et de la capacité de destruction du couvert.

Les résidus laissés au sol peuvent fournir une ressource aux organismes et contribuer à la protection de la surface. Leur quantité, leur qualité et leur répartition comptent autant que leur simple présence.

Réduire les perturbations physiques avec méthode

Réduire le travail du sol ne signifie pas nécessairement supprimer toutes les interventions. Une adaptation progressive peut consister à éviter les passages en conditions humides, à mieux organiser les voies de circulation ou à limiter la profondeur lorsque le diagnostic montre une perturbation excessive.

Le non-labour peut réduire certaines perturbations, mais il peut aussi modifier la gestion des adventices, la température du sol, l’humidité de surface et les besoins en matériel. Les résultats doivent être suivis sur plusieurs campagnes, et non jugés sur une seule saison.

Restituer de la matière organique et reconnecter les milieux

Les résidus, composts, fumiers et autres apports organiques peuvent alimenter les organismes et contribuer à la structure. La dose, la qualité du produit, sa maturité, les besoins de la culture et les règles d’épandage doivent être vérifiés. Un apport excessif peut provoquer des pertes de nutriments ou introduire des contaminants.

Les haies, arbres, bandes enherbées et prairies offrent des habitats complémentaires et peuvent réduire le transfert de particules. Le résultat dépend de leur emplacement, de leur entretien et de la continuité entre les différents éléments du paysage.

1. Décrire la parcelle : noter texture apparente, zones compactées, pente, historique des cultures et problèmes d’infiltration.
2. Définir un objectif : améliorer l’enracinement, réduire l’érosion, stocker davantage d’eau ou limiter certaines dépenses.
3. Choisir un levier limité : tester une couverture, une diversification ou une adaptation des passages sur une zone représentative.
4. Mesurer les effets : comparer structure, infiltration, enracinement, rendement, charges et évolution biologique dans le temps.

La lutte contre le réchauffement climatique et ses effets sur les cultures demande aussi de distinguer les mécanismes. La lecture de notre article sur les causes du réchauffement climatique aide à replacer la résilience des sols dans le fonctionnement global du climat.

Comment mesurer la biodiversité et la santé d’un sol ?

Mesurer la biodiversité d’un sol demande de croiser des observations de terrain, des analyses et l’historique de la parcelle. Aucun indicateur isolé ne décrit à lui seul la diversité des espèces, leurs fonctions et leur état d’activité ; un diagnostic utile relie les mesures à une décision agronomique précise.

Un suivi peut commencer par une fosse ou un test à la bêche, puis être complété par des analyses physiques, chimiques et biologiques. La répétition des mesures dans des conditions comparables est indispensable, car l’humidité, la saison, la culture et le travail récent du sol modifient les observations.

Observer la structure, les racines et les organismes visibles

Le test à la bêche permet d’examiner la forme des agrégats, la porosité, l’humidité, l’odeur, les résidus, les racines et les éventuelles zones compactées. La recherche de vers de terre apporte un indice d’activité biologique, mais le résultat dépend de la saison, de l’humidité et de la profondeur observée.

Une observation visuelle ne permet pas d’identifier la majorité des microorganismes ni de mesurer directement la diversité fonctionnelle. Elle constitue un point de départ, pas un diagnostic complet.

Compléter par des indicateurs biologiques, physiques et chimiques

Selon l’objectif, le suivi peut intégrer un comptage des vers de terre, la respiration du sol, la biomasse microbienne ou la diversité de certains groupes. Ces résultats gagnent à être rapprochés de la texture, de la compaction, de l’infiltration, du pH, de la matière organique et de la disponibilité des nutriments.

L’extraction de l’ADN du sol et la baisse du coût du séquençage facilitent l’étude des communautés microbiennes. La culturomique, qui repose sur des cultures à haut débit, cherche aussi à identifier des microorganismes d’échantillons environnementaux. Ces méthodes décrivent une partie du vivant ; elles ne remplacent pas l’interprétation agronomique.

Construire un suivi utile à la décision

Un suivi devient pertinent lorsqu’il répond à une question précise : l’eau s’infiltre-t-elle mieux, les racines descendent-elles davantage, l’érosion diminue-t-elle ou les apports sont-ils mieux valorisés ? Quelques indicateurs répétables valent souvent mieux qu’une longue liste de mesures isolées.

Lorsque l’interprétation dépasse l’observation de terrain, l’appui d’un agronome, d’un laboratoire ou d’un réseau d’essais peut éviter de tirer une conclusion trop rapide. Les résultats doivent être comparés à des références adaptées au type de sol et au système de production.

Quels bénéfices et quelles limites pour les exploitations ?

Pour une exploitation, la biodiversité des sols peut représenter un capital agronomique à préserver plutôt qu’un objectif indépendant. Les bénéfices attendus sont généralement progressifs : fonctionnement de l’eau plus régulier, stabilité structurale, meilleure valorisation de certains résidus et moindre vulnérabilité à certaines perturbations. Les coûts de transition et les risques techniques doivent être intégrés au même niveau que les bénéfices espérés.

Un sol profond, une parcelle hydromorphe, une terre sableuse et une terre argileuse ne présentent ni les mêmes contraintes ni les mêmes marges de progrès. La comparaison la plus utile est donc locale : situation initiale, parcelle témoin, coûts engagés, résultats agronomiques et évolution des indicateurs sur plusieurs campagnes.

Raisonner la biodiversité comme un capital agronomique

Cette approche déplace l’attention du rendement immédiat vers le maintien des fonctions du sol. Elle relie santé des sols, résilience climatique, qualité de l’eau et pérennité économique, sans confondre corrélation et causalité. Une parcelle biologiquement active n’est pas nécessairement la plus productive dans toutes les conditions, et un rendement élevé ne prouve pas à lui seul une bonne santé biologique.

Les résultats établis doivent être distingués des pratiques encore expérimentales. Les promesses commerciales liées à des produits ou à des méthodes particulières ne peuvent pas remplacer des essais comparables, des analyses et une vérification du contexte.

Commencer par des changements mesurables et réversibles

Un diagnostic initial permet de choisir un changement limité : couvrir une partie de la parcelle, diversifier une rotation, réduire certains passages ou améliorer la gestion des résidus. Le test sur une zone de l’exploitation réduit le risque de modifier simultanément plusieurs variables et de ne plus savoir ce qui a produit un effet.

Le suivi doit intégrer le rendement, les charges, le temps de travail, la consommation d’eau lorsque la donnée est disponible, l’état structural et les signes d’activité biologique. Une amélioration apparente sur un seul indicateur ne suffit pas à conclure.

Option	Intérêt possible	Limite à vérifier	Profil concerné
Culture intermédiaire	Couverture, racines et restitution de biomasse	Concurrence pour l’eau et destruction du couvert	Parcelle exposée à l’érosion ou laissée nue
Rotation diversifiée	Racines et résidus plus variés	Débouchés, organisation et choix des espèces	Exploitation pouvant modifier son assolement
Travail du sol adapté	Perturbation physique potentiellement réduite	Adventices, matériel, humidité et structure initiale	Parcelle où les passages ou la compaction posent problème
Apport organique raisonné	Ressource pour les organismes et soutien structural possible	Qualité, dose, réglementation et risque de transfert	Sol pauvre en restitutions ou en matière organique, après analyse

La biodiversité des sols agriculture ne se pilote donc pas avec une recette unique. Elle devient un enjeu majeur parce qu’elle relie le fonctionnement biologique du sol à des décisions très concrètes sur l’eau, les intrants, l’érosion et la durée de vie productive des terres.

Questions fréquentes

Comment savoir si un sol agricole est vivant ?

Un sol vivant présente des signes d’activité comme des agrégats stables, des racines bien réparties, des résidus transformés et parfois des galeries ou des vers de terre. Ces observations doivent être complétées par le contexte de la parcelle et, si nécessaire, par des indicateurs biologiques, physiques et chimiques.

Les vers de terre suffisent-ils pour mesurer la biodiversité des sols ?

Non. Les vers de terre renseignent sur une partie de la macrofaune et sur certaines fonctions physiques, mais ils ne représentent ni les bactéries, ni les champignons, ni les nématodes, ni la diversité des interactions racinaires. Leur comptage doit donc être interprété comme un indicateur parmi d’autres.

Quelle pratique faut-il adopter en priorité pour favoriser la biodiversité des sols ?

La priorité dépend du problème observé. Une couverture peut être pertinente face à l’érosion, tandis qu’une meilleure gestion des passages peut être prioritaire en cas de compaction. Le diagnostic de la parcelle doit précéder le choix d’une pratique.

Combien de temps faut-il pour améliorer la biodiversité d’un sol dégradé ?

La durée varie selon la dégradation, le climat, la texture, les pratiques engagées et les organismes suivis. Certaines évolutions peuvent être observées rapidement, alors que la restauration de fonctions structurales ou de communautés diversifiées demande souvent un suivi sur plusieurs campagnes.

La biodiversité des sols garantit-elle de meilleurs rendements ?

Non. Elle peut soutenir certaines fonctions utiles aux cultures, mais le rendement dépend aussi de l’eau, du climat, de la variété, de la fertilisation, des ravageurs et de la conduite technique. Une biodiversité plus élevée ne constitue pas une garantie automatique de performance.

Quelle différence existe-t-il entre biodiversité des sols, fertilité et matière organique ?

La biodiversité désigne la diversité des organismes et de leurs fonctions. La fertilité décrit la capacité du sol à fournir des conditions favorables à la croissance, tandis que la matière organique correspond à un ensemble de résidus et de composés carbonés à différents stades de transformation. Les trois notions sont liées, mais elles ne sont pas interchangeables.

Sources utiles à consulter

Les repères scientifiques et institutionnels de cet article peuvent être vérifiés auprès de la FAO sur la biodiversité des sols, de l’Office français de la biodiversité, de l’INRAE et de l’Encyclopédie de l’environnement. Ces sources servent à vérifier les définitions, les ordres de grandeur et les limites d’interprétation ; les décisions agronomiques doivent rester adaptées à la parcelle.