Julien Rouzier, rédacteur scientifique, rencontre Marie-Hélène Duviard, pédologue à l’Unité de Recherche “Sols, Agroécologie et Spatialisation” de l’INRAE Bordeaux. Ses douze années de recherche sur les sols bocagers et les réseaux mycorhiziens en agroforesterie en font l’une des spécialistes les plus sollicitées sur les questions de biodiversité microbienne et de régénération des sols agricoles. Portrait éditorial — personnage de synthèse, illustration de la littérature et des entretiens menés sur le sujet.
La vie du sol dans un contexte bocager
Le contexte agronomique de cette biodiversité microbienne est développé dans notre guide complet sur l’agroforesterie.
Julien Rouzier : Quand vous parlez de “vie du sol” dans vos travaux sur le bocage, de quoi parlez-vous précisément ?
Marie-Hélène Duviard : La vie du sol bocager, c’est d’abord un chiffre qui écrase tout : dans un gramme de sol sain sous une haie champêtre, on trouve un milliard de bactéries, plusieurs centaines d’espèces de champignons, des milliers de protozoaires, des centaines de nématodes, et une faune visible — collemboles, acariens, vers de terre, larves de coléoptères. C’est une métropole invisible. Cette biomasse microbienne représente l’équivalent de 2 à 5 tonnes de matière organique vivante par hectare dans les 30 premiers centimètres d’un sol bocager de qualité. Ce que ces organismes font collectivement est fondamental : ils décomposent la matière organique (feuilles, racines mortes, bois), la transforment en humus stable, en azote assimilable, en phosphore soluble. Sans eux, un arbre adulte serait incapable d’absorber les nutriments dont il a besoin même dans un sol chimiquement riche. Les champignons mycorhiziens à eux seuls assurent 70 à 90 % de l’absorption en phosphore des arbres des haies champêtres. Ce chiffre suffit à comprendre pourquoi un sol vivant est la condition non négociable d’une haie résiliente.
Les champignons mycorhiziens : comment les arbres s’associent au sol
Julien Rouzier : Les mycorhizes reviennent souvent dans vos publications. Pouvez-vous expliquer concrètement comment fonctionne cette association ?
Marie-Hélène Duviard : L’association mycorhizienne est une coévolution qui remonte à 450 millions d’années, bien avant que les plantes ne colonisent les continents. Le champignon colonise les racines de l’arbre et développe des filaments microscopiques — les hyphes — dans le sol. La surface d’absorption ainsi créée est phénoménale : une racine d’aubépine mycorhizée peut avoir une surface effective de contact avec le sol 50 à 100 fois supérieure à une racine non mycorhizée. Ce réseau d’hyphes peut s’étendre jusqu’à 10 mètres du tronc et descendre à 40 cm de profondeur. Il capte l’eau et les minéraux — phosphore, zinc, cuivre — que les racines seules ne peuvent pas atteindre, et les transporte jusqu’à l’arbre. En échange, l’arbre fournit au champignon entre 20 et 30 % de ses photoassimilats — les sucres produits par la photosynthèse. C’est une relation d’échange, pas de parasitisme. Ce qui nous intéresse beaucoup dans nos recherches actuelles, c’est la diversité des espèces mycorhiziennes : une haie champêtre âgée héberge entre 40 et 80 espèces de champignons mycorhiziens différentes, chacune spécialisée dans un rôle particulier — certaines efficaces en conditions sèches, d’autres dans les profondeurs anoxiques, d’autres encore spécialisées dans la mobilisation du phosphore organique. Cette diversité fongique est un filet de sécurité : si les conditions changent (sécheresse, excès d’eau, variation de pH), il reste toujours des espèces adaptées pour maintenir le service.
Carbone du sol sous les arbres agroforestiers : chiffres mesurés
Julien Rouzier : On parle beaucoup de “séquestration de carbone” par les haies et les arbres. Quels chiffres mesurez-vous réellement sur le terrain ?
Marie-Hélène Duviard : Les chiffres que nous mesurons sur nos parcelles de Gironde et de Dordogne sont robustes et cohérents avec les données européennes publiées dans Science of the Total Environment en 2022. Dans les 20 premiers centimètres de sol, une haie champêtre de plus de 15 ans stocke en moyenne 2,8 fois plus de carbone organique qu’un champ de maïs adjacent. En valeur absolue : 85 grammes de carbone par kilogramme de sol sous la haie, contre 30 grammes sous la culture. La différence s’explique par trois mécanismes. D’abord, la litière : les feuilles, les brindilles et les fruits tombés alimentent en permanence la surface du sol en matière organique fraîche. Ensuite, les exsudats racinaires : les racines des arbres libèrent continuellement des sucres, des acides aminés et des acides organiques dans la rhizosphère — jusqu’à 30 % de la photosynthèse y est consacrée. Ces exsudats nourrissent les bactéries qui fabriquent de l’humus stable. Enfin, la mort des racines fines : les arbres renouvellent leurs racines fines (diamètre < 2 mm) plusieurs fois par an ; chaque génération de racines mortes enrichit le sol en carbone profond. Le bilan net pour 100 mètres de haie champêtre bien établie : 3 à 5 tonnes de carbone supplémentaires dans les 30 premiers centimètres par rapport à la même superficie en culture. Ramenés à l’hectare de bocage, les chiffres INRAE suggèrent un potentiel de stockage de 0,8 à 1,2 tonne de CO₂ par an — soit 10 à 15 fois le potentiel d’une prairie.
La rhizosphère des arbres champêtres vs les cultures nues
Julien Rouzier : La rhizosphère est un terme que vous employez souvent. Comment diffère-t-elle entre un sol sous haie et un sol cultivé ?
Marie-Hélène Duviard : La rhizosphère, c’est la zone de sol directement influencée par les racines — en général quelques millimètres à quelques centimètres autour de la racine. Dans cette zone, la densité microbienne est 10 à 1000 fois supérieure à celle du sol “libre”. Sous une haie champêtre, la rhizosphère est permanente, continue, et connecte des espèces végétales différentes — ce qui génère une diversité microbienne exceptionnellement haute. Sous un champ cultivé, la rhizosphère est saisonnière : elle disparaît chaque hiver avec la récolte, et le travail du sol la détruit mécaniquement à chaque passage. Sur nos comparaisons entre haie champêtre et tournesol-maïs en rotation, la biomasse microbienne rhizosphérique sous haie est 7 fois plus élevée que sous culture en juillet, et la différence s’accentue encore en août-septembre quand les cultures sont récoltées et que les racines meurent brutalement. Ce n’est pas qu’une question de quantité : les espèces présentes diffèrent. Sous haie, on trouve des espèces bactériennes spécialisées dans la solubilisation du phosphore organique (Bacillus megaterium, Aspergillus niger), des actinobactéries productrices d’antibiotiques naturels qui régulent les pathogènes du sol, et des nématodes prédateurs qui régulent la taille des populations bactériennes. Sous culture, la diversité s’effondre vers quelques espèces généralistes tolérantes aux perturbations mécaniques et aux résidus phytosanitaires.
Agroforesterie intraparcellaire : quel impact sur la microbiologie du sol à 3 ans ? à 10 ans ?
Pour les techniques et résultats économiques des systèmes intraparcellaires, lisez notre article sur l’agroforesterie intraparcellaire : arbres et céréales.
Julien Rouzier : Les agriculteurs qui plantent des arbres intra-parcellaires voient-ils des effets mesurables sur leur sol à court terme ?
Marie-Hélène Duviard : Oui, et c’est une bonne nouvelle que nous pouvons désormais quantifier précisément. Nous suivons depuis 2015 une cohorte de 24 agriculteurs en Nouvelle-Aquitaine qui ont intégré des rangées d’arbres champêtres dans leurs grandes cultures. À 3 ans, les résultats sont déjà perceptibles : la biomasse microbienne du sol sous les rangées d’arbres est 1,8 fois supérieure à celle du sol nu inter-rangs. La diversité fongique augmente de 35 %. On commence à détecter les premières hyphes mycorhiziennes extrarracinaires à 1 à 1,5 mètre des rangées d’arbres. Les vers de terre, indicateur pratique pour les agriculteurs, passent de 45 individus par m² à 120 individus par m² en trois ans sous les arbres. À 10 ans, la transformation est spectaculaire : les sols sous les rangées d’arbres agroforestiers présentent une biomasse microbienne 4,5 fois supérieure, un taux de matière organique doublé, et une porosité accrue de 30 % qui améliore l’infiltration des eaux de pluie. Le rayon d’influence des arbres sur le sol environnant atteint 3 à 5 mètres de chaque côté de la rangée — ce qui signifie qu’une haie intraparcellaire implantée tous les 25 à 30 mètres couvre, à terme, l’ensemble de la parcelle de son influence biologique. Ce n’est pas qu’une question de sol : les prairies de culture entre les rangées montrent aussi une réduction des attaques de pucerons de 22 % en moyenne, probablement grâce à l’augmentation des populations de carabes et d’araignées hébergées dans les strates basses des arbres.
Les indicateurs biologiques de la santé du sol
La dimension écologique aérienne de la haie — biodiversité visible, oiseaux, insectes — est explorée dans notre entretien avec l’écologue Thomas Girard.
Julien Rouzier : Un agriculteur qui veut évaluer la santé de son sol bocager sans envoyer des échantillons en laboratoire — que doit-il observer ?
Marie-Hélène Duviard : Il y a quatre indicateurs accessibles sans matériel spécialisé. Le premier est le comptage de vers de terre. Creusez un carré de 30 × 30 cm sur 30 cm de profondeur, comptez les individus. Un sol sain sous haie : 150 à 300 individus par m². Un sol agricole classique : 20 à 60. Un sol dégradé : moins de 10. C’est simple, reproductible, et le vers de terre est un excellent intégrateur — il est sensible aux pesticides, au compactage, à la sécheresse. Le deuxième indicateur est la vitesse de décomposition d’un sachet de thé — c’est le Tea Bag Index, testé en milieu scientifique mais très accessible : enterrez un sachet de thé vert standardisé à 8 cm de profondeur, déterrez-le 90 jours plus tard, pesez la matière restante. Un sol vivant décompose 50 à 70 % du sachet, un sol mort 10 à 20 %. Le troisième indicateur est l’odeur du sol : un sol vivant dégage une odeur de terre fraîche caractéristique, produite par la géosmine des actinobactéries. Un sol sans odeur ou avec une odeur de “chiffon mouillé” signale une anaérobie et un manque d’activité. Le quatrième, enfin, est la structure visuelle du sol : prélevez une motte de 500 g et essayez de la faire éclater sur votre paume. Un sol bien structuré se fragmente en agrégats ronds de 2-5 mm, avec des canaux de racines visibles et des pores réguliers. Un sol compacté se fend en plaques ou s’effrite en poussière selon le taux d’argile.
Techniques pour favoriser la vie microbienne sous les haies
Julien Rouzier : Quelles sont les pratiques concrètes qui améliorent la microbiologie du sol en bordure de haie ?
Marie-Hélène Duviard : La première et la plus efficace est de ne jamais travailler le sol dans les deux mètres de part et d’autre de la haie. Chaque passage de herse ou de rotavator détruit les hyphes mycorhiziens en quelques secondes — des structures qui ont mis des années à se constituer. La bande sous la haie doit rester non travaillée, idéalement couverte d’une mulch de bois raméal fragmenté renouvelé tous les trois ans. Le BRF est le meilleur “nourrisseur” de champignons saprophytes et mycorhiziens : c’est du bois déchiqueté jeune, riche en azote et en sucres, qui se décompose lentement et stimule la totalité du réseau fongique. La deuxième pratique est de laisser les résidus de taille de la haie sur place plutôt que de les évacuer. Une tonne de bois broyé posée au pied des arbres vaut autant que 300 kg de compost mûr en termes d’effet sur la microbiologie, et coûte zéro euro. La troisième pratique, souvent sous-estimée, est l’introduction de plantes compagnes au pied de la haie : des espèces comme la phacélie, le trèfle blanc et la bourrache stimulent des bactéries rhizosphériques spécifiques par leurs exsudats racinaires différents de ceux des arbres. Cette complémentarité des exsudats produit une diversité microbienne plus haute que celle générée par les arbres seuls. Enfin, réduire ou supprimer les herbicides dans la bande sous-haie est indispensable : le glyphosate, en particulier, a été démontré inhibiteur des champignons mycorhiziens à des doses très inférieures aux doses homologuées.
Les sols compactés par les engins agricoles : régénération possible ?
Julien Rouzier : Beaucoup d’agriculteurs ont des sols très compactés après des décennies de passages d’engins. Est-ce réversible ?
Marie-Hélène Duviard : C’est réversible, mais avec des nuances importantes selon la profondeur du compactage. Un compactage superficiel — 0 à 15 cm — est généralement réversible en 3 à 5 ans si on supprime le travail du sol et qu’on introduit une couverture végétale permanente. Les racines de radis fourrager et de féverole, qui pénètrent à 60-80 cm, jouent un rôle mécanique de “décompacteur biologique” reconnu. Un compactage profond — la semelle de labour entre 20 et 35 cm — est beaucoup plus long à régénérer : 8 à 15 ans de non-travail ou une décompaction mécanique unique avec un sous-soleur à pattes d’oie, suivie immédiatement d’une couverture végétale pour éviter le “retassement” lors des premières pluies. Le rôle des arbres champêtres dans ce processus est très documenté dans nos travaux : les racines pivotantes du chêne, du frêne et du cornouiller descendent à 1 à 2 mètres et fracturent mécaniquement les semelles. Leurs exsudats stimulent ensuite les vers de terre anéciques — les vers gris qui creusent des galeries verticales permanentes — qui maintiennent la porosité ouverte. Sur nos parcelles de suivi, les zones proches des haies champêtres récupèrent une porosité fonctionnelle 40 % plus vite que les zones centrales de parcelles sans arbres. Les recherches récentes sur la microbiologie des sols forestiers et bocagers documentent ces mécanismes de régénération en détail et proposent des protocoles adaptés aux différents types de sols du bassin méditerranéen et du couloir rhodanien. Pour les voyageurs curieux de découvrir ces paysages agricoles vivants, VeryGreenTrip recense des séjours à la ferme engagés en agroécologie.
Communications souterraines entre arbres : ce que dit la science
Julien Rouzier : La “Wood Wide Web” — les arbres qui se parlent sous terre — a beaucoup été médiatisée. Qu’en est-il vraiment dans les haies champêtres ?
Marie-Hélène Duviard : La réalité scientifique est plus nuancée que le récit populaire, mais tout aussi fascinante. Les travaux de Suzanne Simard sur les forêts de Douglas de Colombie-Britannique ont démontré des transferts de carbone entre arbres adultes via les réseaux mycorhiziens. Ces résultats ont été reproduits en Europe dans des forêts de hêtres par l’équipe de Tamir Klein. Dans les haies champêtres, nos propres données confirment que des arbustes d’espèces différentes — une aubépine et un prunellier voisins de 50 cm, par exemple — partagent effectivement des hyphes mycorhiziens communs, identifiables par séquençage ADN. Nous avons mesuré des transferts de carbone radiomarqué entre des aubépines et des coudriers en contact mycorhizien, de l’ordre de 2 à 8 % du carbone assimilé — ce qui est significatif sans être dominant. Ce qui est plus robustement démontré dans nos haies champêtres, ce sont les signaux de stress : quand une plante est attaquée par un pathogène, elle libère des composés volatils (méthyl jasmonates, éthylène) qui induisent des défenses chimiques dans les plantes voisines, mycorhizées ou non. Dans les réseaux mycorhiziens, des signaux de stress hydrique semblent aussi se propager via les hyphes. Ce n’est pas de la communication au sens plein du terme — c’est une diffusion de molécules — mais les effets sont réels et mesurables. La prudence s’impose sur les extrapolations : les forêts de conifères centenaires et les haies champêtres de dix ans ne fonctionnent pas de la même manière.
Recommandations concrètes pour un agriculteur qui veut améliorer son sol
L’aronia (aronie noire) est l’un des arbustes les plus faciles à intégrer dans une haie champêtre productive : notre dossier sur les bienfaits santé et nutritionnels de l’aronie détaille sa valeur antioxydante et ses usages.
Julien Rouzier : Pour conclure, si un agriculteur vous demande “par où commencer pour améliorer la biologie de mon sol”, que lui répondez-vous ?
Marie-Hélène Duviard : Trois recommandations, dans cet ordre. Un : arrêtez de labourer. Je sais que c’est difficile à entendre pour des agriculteurs dont toute la tradition est basée sur le labour, mais c’est la seule recommandation qui s’appuie sur trente ans de littérature convergente. Le non-travail du sol, même progressif — réduire le nombre de passages, remplacer le charrue par un déchaumeur, puis par un strip-till — permet à la microbiologie de se reconstituer. Les effets sont mesurables dès la deuxième année sur la biomasse fongique. Deux : maintenez le sol couvert en permanence. Un sol nu en hiver perd entre 20 et 40 kg d’azote par hectare par lessivage, se dessèche en surface au printemps et voit sa microbiologie stagner faute de substrat. Les couverts d’interculture — même simples, avoine-phacélie — nourrissent la microbiologie et protègent la structure. Trois : plantez des arbres. Je ne suis pas agronome, je suis pédologue, et pourtant c’est ma recommandation numéro un sur le long terme : les arbres sont les meilleurs producteurs de matière organique stable qu’on connaisse. Une rangée d’arbres intraparcellaires change fondamentalement la chimie et la biologie du sol adjacent en moins de dix ans. Ce n’est pas une contrainte, c’est une infrastructure productive — en bois, en ombrage, en azote fixé (pour les aulnes et les robiiniers), en régulation des ravageurs. L’investissement initial est faible ; le retour biologique est durable et exponentiel.
Questions rapides
Julien Rouzier : L’espèce qui vous surprend le plus dans vos échantillons de sol bocager ?
Marie-Hélène Duviard : Les tardigrades. Ces micro-animaux de 0,5 mm, surnommés “ours d’eau”, peuvent survivre à une déshydratation complète et reprendre leur activité dès que l’eau revient. On en trouve dans presque tous nos échantillons bocagers. Leur présence dans un sol indique une alternance dynamique d’humidité et de sécheresse bien tolérée — signe d’une structure résiliente.
Julien Rouzier : La plus grande idée reçue sur les sols agricoles ?
Marie-Hélène Duviard : Que la fertilité chimique équivaut à la fertilité biologique. Un sol peut avoir des teneurs en NPK parfaites à l’analyse de laboratoire et être biologiquement mort — incapable de rendre les nutriments assimilables sans intrants supplémentaires. La vraie fertilité est microbienne, pas chimique.
Julien Rouzier : L’action que les particuliers peuvent faire pour leurs sols de jardin ?
Marie-Hélène Duviard : Ne jamais retourner la terre. Paillez, posez des feuilles mortes, laissez la litière se décomposer. En deux à trois ans, la microbiologie d’un jardin bêché chaque automne se transforme — les vers de terre reviennent, l’odeur change, la structure s’améliore. C’est le même mécanisme qu’en agriculture, à l’échelle d’un carré potager.
Takeaways — à retenir de cet entretien
- Un gramme de sol sain sous haie champêtre contient un milliard de bactéries et des centaines d’espèces de champignons — cette biomasse microbienne assure 70 à 90 % de l’absorption en phosphore des arbres via les mycorhizes.
- Le sol sous une haie de plus de 15 ans stocke 2,8 fois plus de carbone que le sol agricole adjacent dans les 20 premiers centimètres — soit 3 à 5 tonnes de carbone supplémentaires pour 100 mètres de haie.
- À 10 ans d’agroforesterie intraparcellaire, la biomasse microbienne est 4,5 fois plus élevée sous les rangées d’arbres, avec un rayon d’influence de 3 à 5 mètres de chaque côté.
- Les vers de terre sont le thermomètre du sol : 150-300 individus par m² = sol sain ; moins de 10 = sol dégradé.
- Les trois recommandations prioritaires pour régénérer la biologie d’un sol : arrêter de labourer, maintenir le sol couvert en permanence, planter des arbres champêtres.