Problématique
L’intensification et la spécialisation de l’agriculture ont provoqué une diminution de la fertilité des sols, des impacts sur l’environnement et la santé humaine (Clermont-Dauphin et al. 2014). La spécialisation de l’agriculture (i.e., polyculture ou une monoculture seules) induit une diminution voire une absence de restitution de cette biomasse dans les sols cultivés engendrant un appauvrissement progressif en éléments minéraux difficilement compensé par des apports externes, essentiellement sous forme d’engrais de synthèse. La spécialisation de l’agriculture vers des systèmes de monocultures très productifs est entre autre responsable de la diminution constante de la disponibilité des ressources minérales dans les sols notamment des territoires de grandes cultures, et donc d’une diminution de leur fertilité (Smith et al. 2005). De plus, la majorité des sols cultivés du nord de la France connaissent une alcalinisation (GIS SOL RMGS, 2011) expliquée notamment par une modification des pratiques de fertilisation azotée, une diminution de la fréquence de cultures de légumineuses et des apports de matières organiques présentant des pH basiques (e.g., écume de sucrerie). Le pH alcalin de ces sols diminue la disponibilité des éléments minéraux (phosphore et cations échangeables). A cette diminution de la fertilité des sols, s’ajoute une diminution drastique des ressources minières mondiales en phosphore (phosphates) disponibles pour l’agriculture. On estime en effet qu’au cours du XXIème siècle, l’offre mondiale en P ne pourra plus satisfaire la demande, menaçant dès lors inévitablement la sécurité alimentaire (Cordell et al. 2009).
Dans ce contexte de diminution de la fertilité des sols et des ressources minérales en phosphore mondiales pour l’agriculture, un des principaux objectifs de la recherche en agroécologie est de développer de nouveaux systèmes de culture économes en intrants, favorisant la séquestration de carbone dans les sols et permettant le maintien et le recyclage des éléments nutritifs (Tilman et al. 2002, Malézieux et al. 2009). Ce développement représente un regard généraliste et idéaliste puisqu’il est difficile de répondre à plusieurs enjeux simultanément tels que i) l’augmentation ou la stabilisation des taux de carbone dans les sols afin de maintenir leurs propriétés chimiques, physiques et biologiques tout en séquestrant une partie du carbone dans les sols et ii) l’amélioration de la disponibilité des éléments minéraux dans un contexte de réduction d’intrants minéraux. La gestion combinée de la MOS et de la disponibilité des éléments minéraux passera par la gestion d’un compromis entre les deux processus écologiques qui les influencent.
L’influence des espèces végétales sur les propriétés des sols et la disponibilité des éléments minéraux a suscité l’intérêt de la communauté des sciences végétales et du sol depuis plusieurs décennies. Cependant, les études se sont essentiellement basées sur l’approche taxonomique, focalisant sur l’effet de l’espèce (ou de la variété) sur le processus écologique (i.e., ici, la dynamique des éléments minéraux), et sont donc difficilement généralisables pour d’autres espèces ou variétés. Par exemple, l’effet positif des espèces végétales telles que le sarrasin, la phacélie, la moutarde,… sur la disponibilité du P dans le sol a été démontrée (Zhu et al. 2002, Eichler-Löbermann et al. 2008). Une étude récente démontre que la prise du P par les cultures intermédiaires peut rapidement influencer le cycle du P et améliorer sa disponibilité pour la culture suivante de blé (Maltais-Landry et Frossard, 2015). La contribution des résidus de la culture intermédiaire dans la prise du P par la culture suivante varie selon le type de sol et la composition en espèces de la culture intermédiaire (Maltais-Landry et Frossard, 2015).
L’approche des traits fonctionnels basée sur la mesure de traits morphologiques, physiologiques ou biochimiques influençant la performance de l’espèce (succès reproducteur, fitness,…) à l’échelle d’un individu permet de quantifier les processus et de prédire l’effet d’un trait et d’une espèce sur le processus écosystémique, comme par exemple l’effet de traits foliaires (surface spécifique, C :N, C :P,…) sur la dynamique du C et des éléments minéraux dans un éco ou agrosystème (Lavorel et Garnier 2002, Faucon et al. 2015, Tribouillois et al. 2015)). De plus, cette approche fonctionnelle permet de gérer des compromis entre plusieurs processus écosystémiques et services recherchés en agronomie (système de culture rare basé sur un seul objectif), notamment le compromis entre taux de C dans le sol et concentration disponible en éléments minéraux.
Les associations de cultures et les cultures intermédiaires (non récoltées ou à vocation énergétique ou fourragère) constituent les nouvelles cultures multispécifiques. L’influence des cultures diversifiées en espèces sur la biodisponibilité des nutriments n’est que peu caractérisée, bien que certaines études récentes aient mis en lumière l’effet positif que pouvait induire l’association d’une légumineuse à une culture de blé tendre sur la biodisponibilité du P dans la rhizosphère de ces espèces (Hinsinger et al. 2011, Betencourt et al. 2012 ; Tang et al. 2014).
L’effet de plusieurs espèces au sein d’une même culture sur certains processus et services (productivité de biomasse, dynamique du C du sol, disponibilité des éléments minéraux,…) nécessite de comprendre l’effet des traits fonctionnels sur ces processus. D’autant plus que l’effet de l’agrégation des traits fonctionnels pourrait être supérieur à la moyenne de l’effet des conditions mono-trait (mono-spécifiques) (Lavorel et Garnier 2002). L’explication de cet effet synergique est basée sur l’hypothèse de la complémentarité des niches écologiques, par exemple les espèces végétales associées n’exploitent pas les mêmes ressources du sol (différentes morphologies et profondeurs d’enracinement, différents processus physiologiques pour l’acquisition des éléments minéraux dans le sol,…) et ne sont pas en compétition (De Deyn et al. 2008).

Objectifs
Le présent projet ambitionne d’étudier l’effet des traits fonctionnels aériens et souterrains et leur agrégation sur la dynamique du phosphore au sein d’une culture intermédiaire dans un système – colza-blé-orge de printemps.
Il aura pour objectif initial d’identifier les traits fonctionnels influençant la disponibilité du P dans les sols cultivés du nord-est de la France chez les onze principales espèces de cultures intermédiaires (cultures intermédiaires non récoltées).
Deux approches expérimentales seront développées sur deux types de sol représentatif du territoire d’étude, une en condition contrôlée en mésocosme et une en champ.

Informations
Durée du projet : trois ans, 1er octobre 2016 au 31 septembre 2019
Salaire brut mensuel = 1957 euros

Profil recherché
Master 2 ou ingénieur agri ou agro qui s’est initié aux recherches en écologie fonctionnelle végétale, sciences du sol, en biogéochimie et en agroécologie.
Compétences demandées : rigueur, curiosité scientifique, bonne organisation de son temps, mise en place et suivi d’une expérimentation, bon niveau d’anglais écrit et parlé, maîtrise des statistiques appliquées et du logiciel R.
Le dossier de candidature sera constitué d’un CV, de vos relevés de notes de Master ou 4ème et 5ème année post-bac ingénieur et d’une lettre de motivation, est à envoyer par email avant le 2 mai 2016.

Unité de recherche
L’équipe HydrISE de l’Institut Polytechnique LaSalle-ESITPA est une Unité Propre de Recherche du Ministère de l’agriculture (UP.2012.10.102). Elle s’intéresse aux transferts des minéraux dans les environnements de surface, de la roche vers les eaux superficielles et souterraines, en passant par le système sol/plante. L’étude des cycles biogéochimiques des minéraux aux interfaces sol-eau et sol-plante permet d’appréhender les flux des minéraux afin de répondre à des questions fondamentales sur le fonctionnement des hydrosystèmes et des écosystèmes et appliquées en agroécologie et en remédiation des sols.
L’unité regroupe 11 membres (10 enseignants-chercheurs dont 3 HDR, 1 chargé de recherche, 4 doctorants) associant des compétences en géochimie, sciences du sol, écologie végétale et du sol, hydrologie, hydrogéologie, géophysique et chimie analytique.

VIVESCIA
VIVESCIA est un groupe coopératif agricole et agroalimentaire spécialiste des céréales. Organisé autour de ses deux grands métiers de l’agriculture et de l’industrie, il est impliqué tout au long de la chaîne de valeur allant des champs jusqu’aux consommateurs. VIVESCIA prodigue des conseils aux agriculteurs adhérents de la coopérative afin d’améliorer la rentabilité de leurs fermes et réalise la commercialisation de leurs productions de grains sur les marchés mondiaux. Le Groupe est également leader dans de nombreuses activités industrielles de valorisation des céréales telles que le malt pour la bière, la boulangerie et les viennoiseries. Très diversifié et très international, le groupe opère 80 usines dans 25 pays, sur 4 continents. Réalisant 4,0 Mds € de CA et fort de 11400 associés coopérateurs et de 7600 collaborateurs réunis autour d’une même ambition et de très fortes valeurs d’entreprise centrées sur l’humain et la confiance en l’innovation, VIVESCIA est l’un des acteurs de référence de son secteur économique.
La Direction Recherche & Innovation Agriculture de VIVESCIA a pour mission de mettre en place les stratégies et thématiques d’innovation dans les métiers agricoles. L’équipe constituée de 9 experts Innovation Agronomie et Environnement et 5 expérimentateurs doit proposer des solutions innovantes aux agriculteurs pour leur permettre de produire de façon plus durable sur leurs exploitations tout en répondant aux besoins des clients et aux attentes de la société. Une meilleure connaissance des sols ainsi que des interactions entre le sol et la plante fait partie des enjeux prioritaires identifiés. Le sujet de thèse proposé est parfaitement en phase avec les objectifs fixés.

Encadrement et renseignements
Michel-Pierre Faucon (directeur de la thèse, HDR) enseignant-chercheur en écologie végétale et agroécologie, David Houben (co-directeur) enseignant-chercheur en sciences du sol et biogéochimie, Hans Lambers (co-directeur), Professeur en biologie végétale (University of Western Australia).
E-mails : [email protected]
Tél. : + 33 (0)3 44 06 38 03
Institut Polytechnique LaSalle Beauvais 19 rue Pierre Waguet – BP 30313 – F-60026 BEAUVAIS Cedex www.lasalle-beauvais.fr

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