Résumé

 

L’agriculture, et notamment par l'utilisation de matières fertilisantes, est une des principales sources d’émissions de GES, engendrant certaines perturbations climatiques et pollution des eaux. Il est primordial de trouver et de mettre en place des méthodes écologiques et innovantes afin de produire mieux avec moins d’intrants, et ainsi minimiser l’empreinte environnementale des agroécosystèmes.

 

La serriculture en mode biologique permet de produire des aliments en environnement contrôlé à haut niveau de rendement sans ajout d’intrants de synthèse, offrant ainsi un fort potentiel pour intensifier la production agricole. Il faut cependant résoudre les défis reliés à une gestion inefficace des engrais organiques (EO) et à la surfertilisation qui en découle. L’azote (N) est l’élément fertilisant principal au centre de la nutrition végétale. Sa dynamique complexe et hautement réactive est conduite par plusieurs activités métaboliques microbiennes, transformant l’N en formes assimilables par la plante (nitrate et ammonium) ou néfastes pour l’environnement (protoxyde d’N et N lessivé).

 

Le microbiote rhizosphérique constitue les partenaires microbiens entourant le système racinaire de la plante. C’est donc ce microbiote rhizosphérique qui est responsable en agriculture biologique de rendre accessible à la plante l’azote organique contenu sous forme de protéines et d’acides aminés dans les EO via sa minéralisation. Prédire la disponibilité de l’N d’un EO est d’autant plus complexe que l’activité microbienne responsable de la minéralisation est influencée par l’EO lui-même. En effet, les EO à compositions variables transforment les niches écologiques et le portrait taxonomique et fonctionnel des communautés microbiennes de la rhizosphère et du sol. Une compréhension globale des interactions entre l’effet du système de culture, les activités d’absorption minérale de la plante et les activités microbiennes est nécessaire afin de développer une méthode prédictive fiable de la disponibilité de l’N en agriculture biologique et de gérer la régie d’application des EO de façon à optimiser l’activité du microbiote.

 

Ainsi, l’objectif général de ce projet est de mieux comprendre le rôle du microbiote associé à l’efficacité d’utilisation de l’N afin de limiter les pertes dans l’environnement et d’améliorer la productivité des agroécosystèmes serricoles biologiques. Les expérimentations seront réalisées in vivo en serre dans deux systèmes de culture (sol minéral et substrat) de la tomate et du concombre en mode biologique. Les technologies de biologie moléculaire et de séquençage à haut débit (métagénomique, métatranscriptomique et RT-qPCR) seront utilisées afin de caractériser et quantifier les fonctions microbiennes en lien avec le cycle de l’azote.

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