Organic farming induces changes in soil microbiota that affect agro-ecosystem functions

Type de document
journalArticle
Langue source
Anglais
Titre français
L'agriculture biologique induit des modifications du microbiote du sol qui affectent les fonctions de l'agro-écosystème
Titre anglais
Organic farming induces changes in soil microbiota that affect agro-ecosystem functions
Auteur(s)
  • BONANOMI Giuliano
  • DE FILIPPIS Francesca
  • CESARANO Gaspare
  • LA STORIA Antonietta
  • ERCOLINI Danilo
  • SCALA Felice
Editeur(s)
Autre(s)
Id
AI5BIXYP
Version
1214
Date ajout
28 octobre 2020 12:22
Date modification
30 octobre 2020 13:55
Résumé français
La culture de légumes sous des tunnels en plastique est un système agricole en croissance constante dans le secteur agricole mais suscite des inquiétudes quant à sa durabilité environnementale. Le but du présent travail était d'évaluer l'impact de l'agriculture biologique, par rapport à la culture conventionnelle, sur les fonctions de l'agro-écosystème et les communautés microbiennes du sol. Deux fermes ayant pratiqué la culture biologique pendant 10 et 20 ans ont été comparées à une ferme conventionnelle, toutes avec des cultures sous tunnel en plastique. Les fonctions du sol ont été évaluées à l'aide d'essais biologiques multi-espèces sur la croissance des plantes et la décomposition de la matière organique, et les communautés microbiennes ont été caractérisées par un séquençage à haut débit de marqueurs génétiques d'ARNr bactériens et eucaryotes. La croissance des plantes et la décomposition de la matière organique étaient plus élevées dans les sols organiques que dans les sols à gestion conventionnelle. Les pratiques agronomiques ont montré un effet significatif sur la diversité et la composition microbiennes. La diversité bactérienne du sol était plus faible dans les deux fermes biologiques que dans la ferme conventionnelle. La diversité eucaryote du sol était légèrement plus élevée dans la ferme biologique de 10 ans, mais plus faible dans la ferme biologique de 20 ans par rapport à la ferme conventionnelle. Au niveau du phylum, les acidobactéries, les firmicutes et le TM7 étaient plus élevés, tandis que les planctomycètes, les verrucomicrobies et les actinobactéries étaient plus faibles dans les sols biologiques que dans les fermes conventionnelles. Il convient de noter que les métazoaires sont passés de 0,1% de l'abondance relative d'eucarya dans les cultures conventionnelles à 20,9% dans des sols de culture biologique de 20 ans. L'analyse de corrélation entre l'abondance relative des OTU microbiennes et les fonctions de l'écosystème suggère que les eucarya jouent un rôle majeur, par rapport aux bactéries, dans le contrôle de la croissance des plantes et du cycle du carbone organique. L'intégration des données sur la diversité microbienne à la croissance des plantes et à la décomposition de la décomposition de la matière organique nous a permis d'établir un lien entre la gestion agricole, la composition de la communauté microbienne et la fonctionnalité du sol.
Résumé anglais
Cultivation of vegetables under plastic tunnels is a steadily growing farming system in the agricultural sector but raises concerns about its environmental sustainability. The aim of the present work was to assess the impact of organic farming, compared to conventional cultivation, on agro-ecosystem functions and soil microbial communities. Two farms that practiced organic cultivation for 10 and 20 years were compared with one conventional farm, all with cultivations under plastic tunnel. Soil functions were assessed with multi-species bioassays on plant growth and organic matter decomposition, and microbial communities were characterized by high-throughput sequencing of bacterial and eukaryotic rRNA gene markers. Plant growth and organic matter decomposition were higher in organic compared to conventionally management soils. Agronomical practices showed a significant effect on microbial diversity and composition. Soil bacterial diversity was lower in both organic farms than in the conventional farm. Soil eukaryotic diversity was slightly higher in the 10-year organic farm but lower in the 20-year organic farm compared to the conventional farm. At phylum level, Acidobacteria, Firmicutes, and TM7 were higher, while Planctomycetes, Verrucomicrobia, and Actinobacteria were lower in organic-farmed soils compared to conventional farm. Noteworthy, Metazoa raised from 0.1% of eukarya relative abundance in conventional-farmed to 20.9% in 20 year organic-farmed soil. Correlation analysis between microbial OTUs relative abundance and ecosystem functions suggest that eukarya play a major role, compared to bacteria, in controlling plant growth and organic carbon cycling. Integration of microbial diversity data with plant growth and decomposition of organic matter decomposition allowed us to provide a linkage between agricultural management, microbial community composition, and soil functionality.
Note
None
CRAW tags
  • AB - Spécifique
  • crop yield
  • soil microbiota
  • soil organic carbon
WEB tags
  • beneficial microbes
  • earthworms
  • soilborne pathogens
Titre de la publication
Soil Biology and Biochemistry
Volume
103
Pages
327-336
Date caractères
December 1, 2016
Date publication
1 décembre 2016
Doi
10.1016/j.soilbio.2016.09.005 Le DOI est une URL unique de référencement d'une publication. Il est donc plus fiable et permanent qu'une URL classique
Issn
0038-0717 L’ISSN est un code de 8 chiffres servant à identifier les journaux, revues, magazines, périodiques de toute nature et sur tous supports, papier comme électronique.