Le devenir du carbone dans les sols contribue à réguler la teneur en CO2 de l'atmosphère ainsi que la fertilité des agro-écosystèmes. Des chercheurs de l’Inra, du CEA et du CNRS apportent une quantification inédite de la cinétique de renouvellement du carbone des sols en fonction de sa profondeur d’enfouissement et de ses déterminants anthropiques et climatiques. Cette étude parue le 11 juillet 2018 dans la revue Nature ouvre des perspectives pour mieux apprécier l’évolution du cycle du carbone.
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Le renouvellement du carbone en profondeur résulte de la savante contribution de la faune qui mélange les sols – on parle de bioturbation – jusqu’à quelque 70 cm de profondeur ; des racines, apportant du carbone jusqu'à environ 2 m, et des décomposeurs qui dégradent les matières organiques, un processus qui s’estompe progressivement en profondeur.
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Il en découle un fort gradient vertical de la dynamique du carbone, que les scientifiques ont notamment mesuré pour l'ensemble des zones tropicales où l'âge médian du carbone s'échelonne ainsi de 7 ans, en surface, à 1 250 ans, à 1 m de profondeur. Ils ont de façon plus générale, mis en évidence que la dynamique du carbone dans les couches superficielles (0 -30 cm) est sept fois plus rapide que dans les couches plus profondes (30 cm – 1 m).
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De façon globale, le carbone qui est renouvelé est incorporé pour moitié entre 0 et 10 cm de profondeur et pour moitié au-delà. Cette profondeur médiane est de 9 cm en forêt contre 17,5 cm dans des sols cultivés, soulignant l’impact de l’usage des sols et notamment des pratiques agricoles sur le renouvellement du carbone.
Cependant, même dans la partie superficielle des sols tempérés cultivés, l'âge du carbone organique est élevé, de l'ordre de 75 ans, traduisant le fait que les matières organiques de nos sols actuels sont l’héritage de leur gestion par plusieurs générations d'agriculteurs.

Les chercheurs ont mis en évidence que la contribution des couches profondes du sol au carbone jeune dépend peu de la température, mais davantage des précipitations : elle est plus forte en climat sec, probablement parce que l'enracinement des végétaux est alors plus profond.
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La gestion du carbone organique des sols est un enjeu de premier plan pour la productivité et la durabilité des agrosystèmes, l'environnement ou les politiques publiques, qui doit se faire à long terme, comme celle d'un capital pour les générations futures, en prenant désormais en compte le carbone profond des sols.
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Ces travaux ont été réalisés dans le cadre du projet Dedycas - Le carbone des sols, système dynamique dépendant de la profondeur : nouveaux concepts, mesures et modélisation (Agence nationale de la recherche, 2015-2018).