Caractérisation de la densité racinaire en sous-sol selon l'usage du sol

Details

Supervisors

Javaux, Mathieu ; Lengrand, Aurélien

Faculty

Faculté des bioingénieurs

Degree label

Master [120] : bioingénieur en sciences et technologies de l'environnement, à finalité spécialisée

Abstract

frLes racines qui se développent en profondeur, sous la couche habituellement labourée, jouent un rôle disproportionné dans le prélèvement d'eau et de nutriments lors des périodes sèches, ainsi que dans le stockage de carbone à long terme. Cette partie du système racinaire reste pourtant peu documentée, les méthodes de terrain se limitant le plus souvent aux premiers centimètres du sol. Mieux caractériser la densité racinaire en sous-sol, et la façon dont elle varie selon l'usage du sol, est donc essentiel pour comprendre le fonctionnement hydrique et biogéochimique des sols agricoles. Le projet européen DeepHorizon vise à répondre à cet enjeu en caractérisant le fonctionnement du sous-sol jusqu'à 2 m de profondeur. Ce mémoire y contribue en comparant la densité racinaire en sous-sol entre terres arables et prairies à partir de 20 profils répartis sur plusieurs sites européens, et en évaluant dans quelle mesure deux méthodes de terrain, le comptage racinaire sur paroi (2D) et la mesure de RLD volumique (3D), permettent de caractériser ces contrastes de façon cohérente et de s'expliquer par les propriétés du sol. En surface, la densité racinaire volumique est environ huit fois plus élevée en prairie qu'en terre arable, un écart qui s'inverse entre 30 et 70 cm puis s'estompe au-delà, sauf pour les Chernozems et un profil de prairie où les racines restent mesurables jusqu'à 150 cm. La relation entre comptage 2D et RLD 3D est statistiquement valide sur la majorité des profils, avec des coefficients de détermination allant de 0,02 à 0,93 selon le site et une nette différence entre prairies (0,78) et terres arables (0,42) ; une régression regroupant tous les sites reste significative (R² = 0,65) mais masque une variabilité individuelle trop importante pour être généralisée. Les cartes de densité racinaire obtenues à partir du comptage s'expliquent de façon cohérente par les propriétés du sol (compaction, pierrosité, texture, biopores) pour la plupart des profils, avec une influence transversale du type de système racinaire et de l'équipe de mesure. Le comptage sur paroi apparaît donc comme un proxy potentiellement exploitable de la densité racinaire volumique, mais sa fiabilité reste très variable d'un profil à l'autre et ne peut être établie qu'au cas par cas plutôt que généralisée. Les propriétés du sol expliquent une large part de la distribution racinaire observée, mais ne permettent pas de conclure de manière définitive sur l'effet propre de chaque propriété prise isolément, soulignant l'intérêt de croiser plusieurs types de données pour interpréter une carte de distribution racinaire.