L'augmentation de la fréquence des légumineuses dans les rotations de cultures réduit la diversité fongique du sol et augmente la proportion de pathotrophes fongiques dans un agroécosystème semi-aride

Citation

Bainard, L.D., Navarro-Borrell, A., Hamel, C., Braun, K., Hanson, K., Gan, Y. 2017. Increasing the frequency of pulses in crop rotations reduces soil fungal diversity and increases the proportion of fungal pathotrophs in a semiarid agroecosystem. Agriculture, Ecosystems & Environment 240(1), 206-214.

Résumé en langage clair

Dans les Prairies canadiennes, la production de légumineuses a augmenté considérablement depuis les années 1980, y compris les cultures d’importance agronomique comme le petit pois, la lentille et le pois chiche. Les producteurs augmentant et intensifiant l’utilisation des légumineuses, il faut approfondir les connaissances pour comprendre l’impact de ces cultures sur d’importantes ressources biologiques du sol. Dans cette étude, nous avons utilisé des outils moléculaires pour déterminer si l’augmentation de la fréquence des légumineuses dans les rotations de cultures a des effets sur la diversité fongique et l’abondance des champignons pathogènes et des champignons bénéfiques. L’étude a été menée dans une région semi-aride des Prairies canadiennes avec neuf rotations différentes de quatre ans, qui englobaient le petit pois, la lentille et le pois chiche cultivés une fois, deux fois, trois fois ou pas du tout avec du blé. Nos résultats ont révélé que l’inclusion de deux légumineuses ou plus dans les rotations de quatre ans a entraîné un changement important dans la communauté fongique du sol, une diminution de la diversité fongique et une augmentation de l’abondance des pathogènes fongiques par rapport à la culture ininterrompue du blé ou aux rotations avec une seule légumineuse. Plusieurs pathogènes importants des légumineuses ont augmenté de deux à trois fois dans les rotations intégrant davantage de légumineuses, y compris Fusarium avenaceum, F. redolens et Alternaria alternata. En outre, les pathogènes propres à certaines cultures, comme Didymella pinodella et F. solani, ont augmenté dans les rotations intensifiées en pois. L’accumulation d’agents pathogènes fongiques dans le sol indique que les agriculteurs de cette région devraient éviter de cultiver des légumineuses pendant des années consécutives ou en succession rapprochée pour éviter l’apparition de maladies. Notre étude a aussi révélé que la séquence de rotation expliquait davantage la variation de la communauté fongique par rapport à la culture précédente et qu’elle jouait sur l’abondance relative de plusieurs pathogènes fongiques importants. Cette constatation souligne l’importance du choix des cultures dans les rotations et fournit aux agriculteurs un moyen pour gérer les communautés fongiques du sol afin d’assurer la durabilité et la productivité des systèmes agricoles.

Résumé

Dans les Prairies canadiennes, la production de légumineuses a augmenté considérablement depuis les années 1980, y compris des cultures d’importance agronomique comme le pois (Pisum sativum L.), la lentille (Lens culinaris Medik.) et le pois chiche (Cicer arietinum L.). Les producteurs augmentant et intensifiant l’utilisation des légumineuses, il faut davantage de connaissances pour comprendre l’impact de ces cultures sur d’importantes ressources biologiques du sol. Dans cette étude, nous avons utilisé une approche de séquençage à haut débit (technique 454 de séquençage d’amplicons) pour déterminer si l’augmentation de la fréquence des légumineuses dans les rotations de cultures a des effets sur la diversité et la composition des communautés fongiques associées au sol et aux racines et sur la proportion de guildes fonctionnelles comme les pathogènes, les saprophytes et les mutualistes. L’étude a été menée dans une région semi-aride des Prairies canadiennes avec neuf rotations différentes de quatre ans, y compris le pois, la lentille et le pois chiche cultivés une fois, deux fois, trois fois ou pas du tout avec du blé (Triticum aestivum L.). Les communautés fongiques du sol ont été évaluées après la troisième année de rotation, et les communautés fongiques associées aux racines ont été évaluées au cours de la quatrième année, lorsque toutes les superficies ont été ensemencées de blé. Nos résultats ont révélé que l’inclusion de deux légumineuses ou plus dans les rotations de quatre ans a modifié sensiblement la composition de la communauté fongique du sol, fait diminuer la diversité fongique et augmenter la proportion de pathotrophes fongiques par rapport à la culture ininterrompue du blé ou aux rotations avec une seule légumineuse. Plusieurs pathogènes importants des légumineuses ont augmenté de deux à trois fois dans les rotations intégrant davantage de légumineuses, y compris Fusarium avenaceum, F. redolens et Alternaria alternata, et des pathogènes propres à certaines cultures comme Didymella pinodella et F. solani ont augmenté dans les rotations intensifiées en pois. L’accumulation d’agents pathogènes fongiques dans le sol indique que les agriculteurs de cette région devraient éviter de cultiver des légumineuses pendant des années consécutives ou en succession rapprochée pour éviter des problèmes de maladie. Notre étude a également révélé que la séquence de rotation expliquait davantage la variation de la communauté fongique par rapport à la culture précédente et qu’elle jouait sur l’abondance relative de plusieurs pathogènes fongiques importants. Cette constatation souligne l’importance de la sélection des cultures dans les rotations et fournit aux agriculteurs un moyen pour gérer les communautés fongiques du sol afin d’assurer la durabilité et la productivité des systèmes agricoles.

Date de publication

2017-03-01

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