Les sols contiennent trois fois plus de carbone que l'atmosphère et jouent à ce titre un rôle majeur dans la lutte contre le changement climatique.
La dynamique du carbone des sols est étudiée depuis deux siècles à travers :
- les apports de carbone via la litière des feuilles mortes et des racines,
- les pertes de carbone lors de la décomposition de la matière organique par les microbes du sol émettant du CO2 dans l'atmosphère (par respiration).
Mais quelle est l'importance relative des processus microbiens dans ce cycle ?
Pour répondre à cette question, des chercheurs ont adopté une nouvelle approche combinant un modèle microbien et des techniques numériques (assimilation de données et apprentissage automatique) afin d'analyser le big data relatif au cycle du carbone des sols.
Ils ont ainsi pu estimer l'efficacité des communautés microbiennes à utiliser le carbone des sols, et plus précisément les fractions de carbone utilisées respectivement pour la croissance des microorganismes et celle utilisée pour leur métabolisme qui émet du CO2 dans l'atmosphère. En effet, le « carbone de croissance » est séquestré dans les cellules microbiennes et finalement dans les sols, tandis que le « carbone de métabolisme » est relâché dans l'atmosphère sous forme de CO2.
Les scientifiques ont découvert que les communautés microbiennes stockent beaucoup plus de carbone dans le sol qu'elles n'en libèrent et que leur contribution doit être quatre fois plus importante que les autres (dépôt et décomposition de la litière) pour rendre compte du stockage actuel de carbone dans les sols.
Ces nouvelles connaissances incitent à développer des pratiques de gestion agricole favorisant l'efficacité microbienne à utiliser le carbone, avec des bénéfices supplémentaires : améliorer la santé des sols pour l'agriculture et renforcer la sécurité alimentaire. Différentes familles de microorganismes et de supports de culture (substrats) tels que ceux riches en sucres) pourraient être sélectionnés pour optimiser le stock de carbone dans les sols.