gael.alvarez[at]vetagro-sup.fr
gael.alvarez[at]inrae.fr
00 33 (0)4 43 76 16 22

ACTIVITÉ SCIENTIFIQUE

Mes activités portent sur les interactions plantes-sol et les mécanismes biogéochimiques qui contrôlent les cycles du carbone (C) et des nutriments (N) dans les systèmes sol-plantes-atmosphère, principalement dans les écosystèmes pérennes prairiaux. Les processus de décomposition microbienne des matières organiques du sol (MOS) et de stockage du C et des nutriments dans le sol sont centraux dans les questions que j'aborde. L'étude de ces processus microbiens en interaction avec les activités et la diversité fonctionnelle des plantes (photosynthèse…) constituent l'axe privilégié de mes travaux pour faire émerger et comprendre les régulations écologiques des cycles.

Considérant ces régulations des cycles dans les agroécosystèmes comme un élément constitutif essentiel au fonctionnement et au développement des écosystèmes terrestres, les enjeux appliqués de mes activités sont agronomiques (réserves de nutriments pour les végétaux et organismes du sol, rétention en eau, production végétale) et environnementaux (puits de carbone atmosphérique, qualité des eaux). Dans le contexte de changements globaux, il s'agit de comprendre les réponses à court et long terme des cycles de transformation des éléments réalisés par les écosystèmes (réchauffement, fluctuations des ressources, changements de gestion agricole, de couverts végétaux…) et de contribuer sur cette base à l'adaptation et la conception des systèmes de culture performants et durables sous changement climatique.

En combinant expérimentations et modélisation mathématique simple, mes activités associent approches réductionniste et systémique à différentes échelles, pour aborder :

1/ l'identification et la caractérisation de mécanismes ou métabolismes clés et leurs réponses aux facteurs biotiques et abiotiques : fonctionnement catalytique du sol et réponse à la température des réactions enzymatiques ; "respiration" acellulaire du sol ; minéralisation des MOS et priming effect,

2/ l'étude systémique des interactions entre mécanismes et des transferts de matière entre organismes (relations trophiques plantes-microbes). Elle permet d'analyser les flux d'éléments dans l'écosystème et avec l'environnement, et de faire émerger des fonctions de régulations et des indicateurs de fonctionnement des cycles à l'échelle de l'écosystème (ajustement de l'offre du sol en nutriments à la demande des plantes, modèle Symphony).

Mots clés : cycles biogéochimiques, interactions sol-plantes, enzymes du sol, rhizosphère, fonctionnement des écosystèmes, régulations biologiques, santé des sols, agroécologie

PROJETS

2015-2018. BASIL, Landscape-scale biodiversity and the balancing of provisioning, regulating and supporting ecosystem services, ERA-NET Biodiversa.

2020-2026. MoBiDiv, Mobilizing and breeding intra and inter-specific crop diversity for a systemic change towards pesticide-free agriculture, ANR.

2021-2025. CULTIVDUR, Conception et étude de nouveaux systèmes de culture biodiversifiés et durables, Pack Ambition Recherche Région ARA.

2023-2026. AGROPRAIRIES, Evaluation de deux nouveaux types de couverts végétaux conçus pour contribuer à la transition écologique des cultures et à l’autonomie alimentaire des élevages, Centre International de Recherche sur les agrosystèmes (CIR1, CAP 20-25 I-SITE Clermont)

PUBLICATIONS - 5 SELECTIONNEES

1. Alvarez, G., Shahzad, T., Andanson, L., Bahn, M., Wallenstein, M.D., Fontaine, S. (2018). Catalytic power of enzymes decreases with temperature: New insights for understanding soil C cycling and microbial ecology under warming. Global Change Biology 24, 4238–4250. https://doi.org/10.1111/gcb.14281

2. Cros, C., Alvarez, G., Keuper, F., Fontaine, S. (2019). A new experimental platform connecting the rhizosphere priming effect with CO2 fluxes of plant-soil systems. Soil Biology and Biochemistry 130, 12–22. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2018.11.022

3. Fanin, N., Mooshammer, M., Sauvadet, M., Meng, C., Alvarez, G., Bernard, L., Bertrand, I., Blagodatskaya, E., Bon, L., Fontaine, S., Niu, S., Lashermes, G., Maxwell, T.L., Weintraub, M.N., Wingate, L., Moorhead, D., Nottingham, A.T. (2022). Soil enzymes in response to climate warming: Mechanisms and feedbacks. Functional Ecology 36, 1378‑1395. https://doi.org/10.1111/1365-2435.14027

4. Henneron, L., Balesdent, J., Alvarez, G., Barré, P., Baudin, F., Basile-Doelsch, I., Cécillon, L., Fernandez-Martinez, A., Hatté, C., Fontaine, S. (2022). Bioenergetic control of soil carbon dynamics across depth. Nature Communications 13, 7676. https://doi.org/10.1038/s41467-022-34951-w

5. Fontaine, S., Abbadie, L., Aubert, M., Barot, S., Bloor, J.M.G., Derrien, D., Duchene, O., Gross, N., Henneron, L., Le Roux, X., Loeuille, N., Michel, J., Recous, S., Wipf, D., Alvarez, G. (2024). Plant–soil synchrony in nutrient cycles: Learning from ecosystems to design sustainable agrosystems. Global Change Biology 30, e17034. https://doi.org/10.1111/gcb.17034

ENSEIGNEMENT - ENCADREMENT

Enseignement à 20% de mon temps en Ecole d'Ingénieur Agronome et Vétérinaire (VetAgro Sup)

• Cours, TD, TP: cycles biogéochimiques dans les agroécosystèmes (sol, fertilité), nutrition azotée des plantes et diagnostic, outils de l'ingénieur (démarche expérimentale, essais agronomiques, statistiques),
• Responsable d'un module d'enseignement "Diagnostic d'un cycle cultural" (niveau Master2),
• Tuteur de stages en Exploitations Agricoles en première année (4-5 /an),
• Tuteur de stages de fin d'études ingénieur (niveau Master2),
• Membre de jurys de mémoires de fin d'études ingénieur

Encadrement

• Co-encadrant de 3 doctorants entre 2013 et 2020,
• Co-encadrant de 1 post-doctorant (2017): dépôt d'un Brevet,
• Encadrement de stages: 2 BTS, 2 Licence, 4 Master 2 ou Ingénieur