La biodiversité agricole, ou agrobiodiversité, à l'instar de la biodiversité, désigne la diversité des espèces, la diversité génétique et celle des écosystèmes associés ou créés par l'agricultureL. Hazard,Agrobiodiversité, dictionnaire d'agroécologie de l'INRA, le 22 août 2016, consulté le 3 mars 2017..

C'est un sous-ensemble de la biodiversité générale. Ce sous-ensemble inclut toutes les formes de vie ayant une incidence directe sur les pratiques agricoles, et englobe tout le vivant nécessaire aux systèmes agricoles : plantes, arbres, animaux, insectes, microbes, germes et champignons symbiotes ou associés. Il joue un rôle pivot dans les écosystèmes. Sa diversité promeut de nombreux services écosystémiques (rôle dans les équilibres naturels et semi-naturels qui régulent les ravageurs, l'eau ou la fertilité du sol, permettent la pollinisation des plantes cultivées, limite l’érosion des sols et favorise la production de biomasse utile à l'Homme) sans compromettre les rendements agricoles.…

L'accent est souvent mis sur les espèces et variétés de plantes cultivées (cultivars), dont les * plantes sauvages apparentées aux plantes cultivées, ainsi que sur les espèces et races d'animaux d'élevage. Toutefois, la biodiversité agricole englobe également d'autres organismes, dont la microflore, la flore et la faune du sol, les plantes adventices, les ravageurs et prédateurs des cultures, les prédateurs de prédateurs ou encore les champignons mycorhizateurs ou décomposeurs.

Cultivars Les variétés cultivées peuvent être grossièrement classées entre variétés « modernes » et variétés « traditionnelles » (semences paysannes ou semences fermières).

Les premières sont le résultat d'un travail de sélection professionnel et sont souvent caractérisées comme variétés à « rendement élevé ». C'est le cas par exemple des variétés de blé ou de riz à paille courte de la révolution verte. À l'opposé, les variétés fermières (variétés traditionnelles locales) sont le produit de la sélection réalisée au fil du temps par les paysans eux-mêmes. Toutes ces variétés représentent un haut niveau de diversité génétique et sont au centre des actions de conservation des ressources génétiques agricoles.

Biodiversité du sol

vignette|Les organismes vivants du sol ont des rôles très différents mais participent ensemble au recyclage des éléments nutritifs. La biodiversité du sol, en agriculture, désigne un sous ensemble de la biodiversité agricole, recouvrant la diversité du vivant présent dans les sols cultivés par les humains et fortement influencés par les pratiques agricoles. Il s’agit des formes de vie animales, végétales et microbiennes, majoritairement souterraines et habituellement présentes dans un sol naturel, qui constituent la biodiversité des sols, comme les bactéries, les champignons, les protozoaires, les nématodes, les acariens, les larves d’insectes, les vers de terre etc. Cependant, les pratiques agricoles affectent significativement la diversité ainsi que la biomasse des espèces qui vont pouvoir s’y développer favorablement. En retour, la sélection forcée de certaines espèces plutôt que d’autres va affecter les cycles biogéochimiques du sol et potentiellement altérer les fonctions naturelles du sol dont l’agriculture bénéficie pourtant, comme le filtrage et la rétention d’eau, le recyclage des nutriments et de la matière organique, ou encore la fertilité et donc les rendements à plus long terme.

En agronomie Au cours du , l’approche agronomique a peu à peu remplacé les modes de gestion traditionnels jusque là organisés autour de formes assez diversifiées d’équilibre agro-sylvo-pastoral. C’est notamment l’essor de la technologie, avec l’usage croissant de la machinerie, mais surtout le recours aux intrants de synthèse, qui a fondé le cœur de l’approche agronomique et qui est de subvenir aux besoins des plantes cultivées pour maximiser les récoltes. Or dans une vaste mesure, les cultures ont besoin avant tout de lumière, de CO2, d’azote (N), de phosphore (P) et de potassium (K) pour assurer la croissance de leur biomasse. Partant de ce constat, la fourniture des engrais inorganiques (N, P, K) semble suffire et le sol n’être qu’un support inerte.

La complexité et la diversité de la vie du sol ont ainsi été pendant longtemps ignorées par l’approche agronomique. Pourtant, la montée en puissance des problèmes environnementaux associés aux pratiques agricoles intensives, comme l’érosion des sols, voire la désertification, la pollution des cours d’eau et des nappes phréatiques entraînant des phénomènes d’eutrophisation en aval des cultures, le dégagement de GES, ou encore la chute des populations d’insectes et d’oiseaux , ont relancé l’intérêt des agronomes pour les fonctions du sol. Or ces fonctions sont assurées par la vie du sol, ce qui a mené à un regain d’intérêt pour l’étude des organismes du sol et leur rôle écologique, et notamment l’étude des impacts des pratiques agricoles sur la composition des communautés du sol, leur organisation et leur diversité.

Mesures Le sol reste un milieu peu connu, avec 99% d’espèces non cultivables en laboratoire. Pourtant, de sol peut contenir jusqu’à 1 milliard de bactéries et des dizaines de milliers d’espèces différentes, et jusqu’à d’hyphes fongiques et une grande variété de nématodes, micro-arthropodes, et vers de terre. C’est donc un milieu essentiel aux activités agricoles mais dont on connaît finalement assez peu la composition biologique.

Toutefois, les progrès de la métagénomique ont récemment permis d’analyser relativement facilement le continu génétique des échantillons de sol, donc sans culture en laboratoire, mettant ainsi à disposition des chercheurs un outil fiable de mesure de la composition des communautés du sol, notamment microbienne, permettant d’étudier plus précisément les relations entre la présence des organismes dans le sol et les fonctions macroscopiques qui en résultent.

Rôle

Services écosystémiques Au niveau de l’écosystème, qu’on appelle aussi agrosystème ou encore agroécosystème dans le cas d’un espace agricole, le concept de services écosystémiques est mobilisé pour rendre compte des fonctions opérées au bénéfice des humains. En l’occurrence, il s’agit non seulement de la production directe de nourriture lors de la récolte, mais également de services dits de soutien et de régulation, que le biodiversité permet, et qui comprennent : vignette|Le cycle de l'azote, nutriment essentiel des cultures, repose sur l’activité de microbes très diversifiés. Le recyclage de la matière organique et des nutriments essentiels aux cultures. Le filtrage de l’eau, qui assure la qualité de l’eau disponible à la consommation humaine. La limitation de l’érosion et la conservation de la fertilité des sols, c’est-à-dire la capacité à maintenir les rendements agricoles sur le long terme. Le stockage de carbone, qui contribue à la mitigation des changements climatiques. Le contrôle des parasites et des pathogènes.

Organismes Les services mentionnés ci-dessus sont opérants grâce aux propriétés physiques, chimiques et biologiques des sols, qui émergent de l’activité biologique qui s’y développe.

Les bactéries forment des micro-agrégats grâce à des glus secrétées sur leur surface, que les champignons connectent ensemble grâce à leurs hyphes formant le mycélium. Ensemble ils contribuent à aérer le sol en lui conférant une structure poreuse, à la fois capable d’être oxygénée et capable de retenir l’eau par capillarité. De plus, les bactéries et les champignons forment ensemble la base d’une chaîne alimentaire complexe, et leurs prédateurs, par leur fouissement continuel, creusent des galeries et aèrent d’autant plus le sol, comme les micro-arthropodes, les nématodes, ou encore les vers de terre. Cette aération permet au sol de se comporter comme une véritable éponge, qui stocke l’humidité tout en filtrant le surplus en retenant les éléments nutritifs dans le sol. vignette|Chaînes trophiques du sol En plus des relations de prédation qui structurent les chaînes trophiques, les organismes ont des fonctions différentes et s’organisent en niches : les bactéries et les champignons saprophytes décomposent la matière organique issue de la litière comme les résidus de culture ou le compost; les mycorhizes sont des champignons mutualistes qui se développent en symbiose avec les racines de certaines plantes et vont chercher dans le sol des nutriments en échange de sucres produits par la photosynthèse; les vers de terre contribuent à la formation du complexe argilo-humique et à la stabilisation du sol contre l’érosion et le lessivage des nutriments; enfin des parasites et des pathogènes, qu’il s’agisse de bactéries, de champignons ou de virus, s’attaquent aux différents organismes.

D’une manière générale, l’organisation de la vie du sol est extrêmement complexe et encore mal connue. Cette complexité est due à l’intrication poussée des relations entre les organismes du sol eux-mêmes ainsi qu’avec leur milieu. Toutefois, la biodiversité semble jouer un rôle clé en agriculture, et pour la fertilité des sols plus particulièrement.

Pratiques agricoles De nombreuses pratiques de diversification des systèmes de culture participent à la biodiversité agricole. : agroforesterie, cultures associées, mélanges variétauxPlusieurs variétés de la même espèce sont cultivées en même temps dans une même parcelle., rotation des cultures, cultures des couvertures.

En 2021, une compilation de 95 méta-analyses, et réparties sur 84 ans, plus de 120 types de cultures et 85 pays, montre que la diversification des cultures, toutes pratiques confondues, entraîne une hausse moyenne de la production de 14 %, une amélioration de la qualité de l'eau de 50 %, de la lutte contre les ravageurs et maladies de plus de 63 %, de la qualité des sols de 11 %, et une hausse de près d'un quart de la biodiversité associée à ces pratiques..

Impact des pratiques agricoles Depuis que l’agriculture nourrit l’Humanité, la population mondiale a beaucoup évolué, longtemps sous la barre du milliard, jusqu’à 1800, puis une augmentation fulgurante, un triplement depuis 1950, pour atteindre aujourd’hui 7.5 milliards d’humains. Cette explosion démographique, parallèlement à une moindre disponibilité des terres agricoles, a représenté un défi sans précédent, et par conséquent la nécessité d’augmenter les rendements agricoles est devenue le cœur des stratégies agricoles déployées par les états.

La « révolution verte » a répondu efficacement à cet enjeu en augmentant considérablement les rendements agricoles, qui représentent, entre 1960 et 1999, 78% de l’augmentation de la production agricole mondiale. Cette performance repose principalement sur la mécanisation et l’utilisation massive des engrais de synthèse, permise par la mise au point du procédé Haber-Bosch, ainsi que le recours aux pesticides pour éliminer les causes directes de perte de rendement : les herbicides contre les adventices, les fongicides contre les champignons parasites, et les pesticides plus largement contre les prédateurs des cultures. vignette|Les 5 grandes causes de régression de la biodiversité selon l'ONU et la Convention mondiale sur la biodiversité. Les flèches à double sens évoquent les relations d'exacerbations qui peuvent exister entre chacune de ses causes et les autres.