Ce projet serait sous la direction de : Mmes Nathalie POURTAU et Julia CLAUSE

Unité de recherche : EBI – équipe SEVE

Ecole doctorale : Rosalind Franklin – énergie, environnement, bio santé

Intitulé du sujet :

Réponse des sols et de la plante à des apports différenciés de matière organique dans des systèmes cultivés de Nouvelle-Aquitaine

Début de thèse : à partir du 01/10/2026

Mots clés : fertilisation organique, agroécologie, biodiversité des sols, maraîchage, grandes cultures

Résumé :

Cette thèse vise à comprendre l’effet des apports exogènes de matière organique (MOe), dont des biodéchets transformés, sur la santé des sols et dans différents contextes pédoclimatiques de Nouvelle-Aquitaine, ainsi qu’à investiguer la réponse de la plante à ces apports. Deux systèmes de culture sont étudiés : grandes cultures et maraîchage dans deux territoires d’études, le Nord-Vienne (NV) et le Sud-Landes-Béarn (SLB). La première partie de la thèse est focalisée sur l’échantillonnage et la caractérisation biologique des sols, qui sera mise en relation avec les pratiques de fertilisation et les propriétés physico-chimiques du sol, incluant les polluants organiques et métaux. Cette caractérisation inclut la description taxonomique et fonctionnelle des communautés lombriciennes, microbiennes et fongiques, ainsi que des indicateurs de décomposition de la matière organique et d’activité enzymatique. Une deuxième partie comprend une expérience en serre focalisée sur les mécanismes d’interactions entre des MOe ciblées, des vers de terre et des plantes cultivées. Le suivi impliquera des mesures de paramètres physiologiques, phénologiques et morphologiques des plantes ainsi que la réponse de certaines bactéries aux interactions. L’ensemble de ces résultats seront analysés et mis en relation afin de nourrir la réflexion sur les pratiques de fertilisation. Ils alimenteront l’Observatoire SpatialisE Regional de l’Agroécologie (OSERA) et contribueront au développement d’un indicateur multicritères sur les effets écologiques des MOe, en partenariat avec les laboratoires ISPA (INRAE) et EPOC (CNRS-Univ Bordeaux). Le projet de thèse s’inscrit dans le projet MAIA (financement Région Nouvelle-Aquitaine 2024-2029) et dans le projet CompostStory (financement Université de Poitiers 2026-2029).

Contexte et problématique :

Les pratiques agroécologiques valorisent les processus naturels et la diversité biologique au service de la production agricole. Entre l’extension des pratiques dans la continuité de l’agriculture conventionnelle à une refonte totale des systèmes de culture, une gamme de pratiques agroécologiques se déploie dont le point commun est la préservation et la restauration de la matière organique des sols. Les matières organiques exogènes (MOe) apportées à la parcelle valorisent une variété de coproduits de natures diverses. En fonction des sources et de leur transformation, leur qualité varie, ce qui se répercute sur leurs effets agronomiques (Guilayn et al., 2019 ; Levavasseur et al., 2022).

Les MOs sont une source d’énergie et de nutriments pour les organismes du sol, et l’apport de MO favorise leur activité biologique (Betancour-Corredor et al., 2022 ; Zhou et al., 2022). Cependant, ils sont sensibles à la qualité chimique et biochimique de la MOe. Cela peut se répercuter sur les services écosystémiques fournis par les sols, comme la bioturbation par les vers de terre, liée à la structure du sol, qui n’a pas été testée dans un contexte maraîcher, et encore moins in situ (Yadav et al., 2023), ou la décomposition de la MO et la disponibilité des nutriments pour la plante. Des apports différenciés pourraient se traduire par une stimulation de certains processus plus ou moins favorables à la plante ainsi que l’apport de certains genres bactériens d’intérêt, bénéfiques ou pathogènes (Sharma et al., 2017 ; Ratt et al., 2022), avec un potentiel d’allégement des effets de stress environnementaux (Zhang et al. 2024). Par ailleurs, en maraîchage comme en grande culture, des intrants modérément concentrés en éléments traces (e.g. Cuivre) peuvent conduire à accroître la contamination des sols du fait de leur apport répété. Or les apports en intrants organiques qui sont souvent source des métaux dans les sols contribuent aussi à contrôler leur écotoxicité via les mécanismes d’interactions entre les microorganismes, les concentration et spéciation des métaux et la matière organique soluble. Cela se répercutera sur la biodisponibilité des métaux pour les organismes du sol. Ce point sera adressé.

Ainsi, cette thèse visera à répondre à trois sous-questions :

– Le long d’un gradient de pratiques (maraîchage et grandes cultures), les effets des pratiques de fertilisation sur les communautés de vers de terre et microorganismes du sol varient-ils selon les pratiques et la nature des matières organiques utilisées comme fertilisant ou amendements ?

– Ces effets varient-t-ils en fonction d’un gradient d’intensité de pratiques et selon les types de sols ?

– Quels sont les mécanismes directs et indirects de réponse de plantes cultivées à des apports de différentes matières organiques ?

Description du sujet :

Ce projet de thèse vise à quantifier les effets d’un gradient de pratiques de fertilisation organique dans deux systèmes de cultures différents sur la qualité des sols, évaluée au travers de ses propriétés biologiques, mais aussi physiques et chimiques. Il vise également à identifier des mécanismes d’interactions entre plusieurs composants de l’interaction sol-plantes dans le but de comprendre l’effet de l’apport de MOe sur les rendements.

L’échantillonnage sur des parcelles sélectionnées chez les agriculteurs sont représentatives des sols et systèmes de culture, et les paramètres mesurés in situ détermineront les conditions d’une expérimentation sous serre. Les résultats alimenteront le développement d’indicateurs de qualité des MOe incluant des critères fonctionnels.

Méthodologie et mise en œuvre :

Les travaux de thèses concerneront les deux territoires d’études de ces projets : le Nord-Vienne (NV) et le Sud-Landes-Béarn (SLB). Deux systèmes de culture sont concernés : les grandes cultures et le maraîchage.
Une première phase d’échantillonnage a déjà eu lieu dans des cultures de blé en Nord-Vienne au Printemps 2026.

Une des premières étapes du travail de thèse consistera à analyser les échantillons et données collectés. Notamment, la caractérisation biologique comprendra l’identification de la faune lombricienne et la mesure de traits, la détermination de la biomasse et diversité microbienne et fongique et la mesures d’activités enzymatiques (cycles du C, N, P) et la respiration du sol (ISPA). Les données seront mises en relation avec les paramètres chimiques du sol. Une deuxième phase d’échantillonnage aura lieu sur la même zone d’étude au printemps 2027 pour compléter les données au regard des premiers résultats. Une autre phase importante de collecte d’échantillons de même type aura lieu au printemps 2027 en systèmes maraîchers dans les deux territoires d’étude et en système de grande culture dans le SLB. Le/la doctorant.e sera assisté du personnel technique du laboratoire EBI ainsi que des partenaires de la zone SLB. La première et la deuxième années seront consacrées à ces échantillonnages et l’analyse des échantillons et données associées.

Le deuxième volet de la thèse se focalisera sur une approche plus fine des mécanismes d’interaction MOe – faune du sol – plante, en lien avec la partie in situ. Une expérience en serre visera à évaluer l’effet de l’ajout de MOe contrastées sur des plantes cultivées (e.g. blé, laitue) et sur la présence et l’activité de certaines bactériennes ciblées, en présence de vers de terre ou non.

L’ensemble des données permettra d’apporter des connaissances sur des pratiques agroécologiques se situant sur le gradient agriculture conventionnel – agriculture biologique et dans un contexte local. Leur synthèse enrichira l’Observatoire SpatialisE Regional de l’Agroécologie (OSERA) et contribuera au développement d’un indicateur multicritères sur les effets écologiques des MOe, en partenariat avec les laboratoires ISPA (INRAE) et EPOC (CNRS-Univ Bordeaux).

Ce projet de thèse est co-financé par le Programme Scientifique de Grande Ambition de la Région Nouvelle Aquitaine au travers du projet MAIA (MAssification et Intensification Agroécologique pour renforcer la résilience des systèmes agricoles et assurer la sécurité alimentaire en Nouvelle-Aquitaine ; 2024-2029). Dans ce cadre, des partenariats scientifiques sont développés avec des collègues en écotoxicologie et écologie microbienne (L. Denaix, N. Janot, N. Fanin UMR ISPA) et chimie analytique (J. Rivas, H. Budzinski, M.H. Devier UMR EPOC).

Autres collaborations : CIVAM Châtelleraudais, CA86, VienneAgroBio, Grand Poitiers Communauté Urbaine, Communauté d’agglomération de Grand Châtellerault, CIVAM BioBéarn et de AgroBI0.

Profil recherché :

Master 2 ou étudiant ingénieur.e en écologie, science des sols, agronomie avec un intérêt pour la pédofaune.

Connaissances souhaitées en écologie/écologie des sols et/ou écologie des communautés, en particulier sur les méthodologies d’échantillonnage et d’analyses.

Des connaissances en microbiologie et/ou physiologie végétale seraient un plus.

Connaissance des analyses statistiques des données dont analyses multivariées (logiciel R) et des outils de recherche bibliographique.

Bonnes capacités rédactionnelles et de synthèse en français et en anglais.

Autonomie, rigueur scientifique, curiosité et appétence pour le terrain et le travail en laboratoire et le travail en équipe.

Permis B obligatoire

Contact pour plus d’informations et pour candidater jusqu’au 03/06/26 :

Julia CLAUSE :  julia.clause@univ-poitiers.fr