Au cours des quatre dernières décennies, il y a eu des innovations majeures dans les domaines de la conservation et de la gestion des sols, avec des contributions importantes à la durabilité des chaînes de production forestière. Parmi eux, la consolidation de la culture minimale du sol, les progrès des connaissances sur la nutrition des forêts et le calibrage des recommandations d'engrais se distinguent. La grande lacune scientifique et technologique à développer est celle de la gestion écologique des sols.

Lorsque la végétation indigène est supprimée et qu'une monoculture est établie, une altération intense de ses organismes (microbiote et faune) se produit dans le sol, avec la prolifération de nouveaux prédateurs et pathogènes, qui, auparavant, étaient en équilibre avec les autres organismes. Certaines maladies et ravageurs du système racinaire ou de la partie aérienne des arbres, qui ont un certain stade de leur cycle de vie dans le sol, n'atteignent que des niveaux de dommages économiques, en grande partie à cause de ce déséquilibre écologique.

Actuellement, parmi les maladies qui provoquent le flétrissement vasculaire, les principales sont: le champignon Ceratocystis fimbriata, la bactérie Ralstonia solanacearum et Erwinia psidii; et, parmi les fléaux, Gonipterus platensis, Costalimaïta ferruginea, Iridopsis panopla, Apatellodes sericea , Glena unipennaria et Glena bipennaria , entre autres. Afin de mener à bien la lutte biologique contre les ravageurs ayant un certain stade de vie dans le sol, des nématodes entomopathogènes ont été testés. Dans une thèse de maîtrise soutenue par Luana Faria, en 2020, sous la direction de Silvia Wilcken, à la Faculté des sciences agronomiques de l'Universidade Estadual Paulista, il a été constaté que l'espèce de nématode Steinernema puertoricense avait une bonne efficacité dans le contrôle des pré -nymphes de Gonipterus plateaux.

L'utilisation de pratiques sylvicoles qui profitent au biote du sol est essentielle pour maintenir la durabilité des plantations. Parmi celles-ci figurent 1) une culture minimale du sol, 2) des pratiques ayant un impact réduit sur les caractéristiques physiques du sol, 3) la plantation multispécifique d'essences forestières et 4) le maintien du sous-étage dans les peuplements.

Grâce à une culture minimale, la perturbation physique du sol est évitée, les apports de carbone sont maintenus ou augmentés et un microenvironnement de température, d'humidité et d'aération favorable au biote dans la couche supérieure du sol est créé. L'utilisation de machines à roues à faible puissance de compression, dans les pratiques d'implantation, d'entretien et de récolte, contribue également au maintien de l'intégrité physique de la structure du sol.

Parmi les pratiques de récolte, le transfert du bois avec un débusqueur est nuisible à l'activité biologique du sol et doit être évité, car cet équipement balaie le sol, entraînant une grande partie des résidus végétaux en bordure de parcelle. Plus de 50 % de la surface du sol est découverte, ce qui réduit l'apport de carbone au sol et assèche la couche supérieure.

La plantation multispécifique d'essences forestières est classiquement utilisée dans les zones de conservation de la végétation indigène, ce qui génère une grande contribution de substrat organique de différentes sources végétales au sol, bénéficiant à la prolifération d'un large éventail d'organismes. Quant au contrôle des mauvaises herbes, il convient d'éviter leur extermination totale, au moins après la fermeture de la cime des arbres, car il contribue également à l'apport diversifié de substrat organique au sol et, par conséquent, intensifie son activité biologique.

Certaines de ces espèces végétales ont la capacité de fixer l'azote. Par exemple, les Brachiaria possèdent des bactéries du genre Azospirilum associées à leur rhizosphère, capables de fixer l'azote moléculaire atmosphérique. Ils augmentent également la teneur en matière organique du sol et améliorent sa structure. Certes, la quantité de sous-étage entretenue doit être inférieure au niveau de dommage économique pour la plantation forestière.

Certains micro-organismes peuvent protéger et/ou favoriser la croissance des plantes. Parmi eux se trouvent des rhizobactéries symbiotiques ou saprophytes libres qui vivent dans la rhizosphère: une fine couche de sol autour des racines fines. Ainsi, les plantes fournissent un habitat (ou une niche) à ces micro-organismes pour acquérir de l'eau, des nutriments et des sources d'énergie, telles que le carbone et les acides aminés, en plus des métabolites secondaires. Parmi les rhizobactéries bénéfiques, les espèces les plus étudiées sont les Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas putida, Azospirillum brasilense, Serratia marcescens, bacille subtilis, bacille megaterium, Rhizobium, Bradyrhizobium, Arthrobacter, Enterobacter, Azotobacter, entre autres.

Les bactéries du genre Pseudomonas sont particulièrement remarquables car elles ont une grande capacité à supprimer les agents pathogènes du sol, ont une large dispersion naturelle et une population élevée, en plus de produire une grande variété d'antibiotiques, de sidérophores et d'hormones de croissance des plantes.

Cependant, à des fins pratiques d'utilisation sur le terrain, les bactéries du genre Bacillus présentent certains avantages par rapport à celles du genre Pseudomonas: elles sont plus résistantes à la dessiccation, forment des endospores et ont une plus grande capacité de survie lorsqu'elles sont formulées avec différents polymères et inertes. Parmi les phytohormones produites par les micro-organismes figurent les auxines et les cytokinines. Directement sur la plante, ils induisent la croissance, l'élongation cellulaire et la résistance aux stress abiotiques et stimulent la reproduction et la colonisation des micro-organismes bénéfiques. Indirectement, ils régulent la réponse immunitaire de la plante aux agents pathogènes.

Actuellement, avec les risques de réduction de l'offre et l'augmentation du coût des engrais conventionnels, les études et les tests avec des sources alternatives de nutriments se sont intensifiés. Parmi elles, l'épandage à la volée ou l'incorporation au sol de poudre de roches riches en Potassium (exemple: néphéline-syénite et syénite) ou en Phosphore (phosphates naturels). Les micro-organismes contribuent à la solubilisation des nutriments contenus dans ces produits. Les bactéries et champignons solubilisant le potassium et le phosphore réalisent ce processus par l'exsudation d'acides organiques, de cation H plus, d'exopolysaccharides, de sidérophores et d'enzymes (exemple : phosphatases).

Ils sont également capables de libérer le phosphore adsorbé sur les oxydes de fer et d'aluminium et de minéraliser le phosphore organique, le rendant disponible pour les plantes. Parmi les principales bactéries solubilisantes du phosphore figurent celles des genres Bacillus, Micrococcus, Pseudomonas, Burkholderia, Rhizobium, Agrobacterium, Azotobacter et Erwinia, et, parmi les champignons, celles des genres Aspergillus et Penicillium. Récemment, Embrapa, en partenariat avec la société Bioma, a lancé l' inoculant BiomaPhos, composé de microorganismes solubilisant le phosphore. Le produit développé par l'équipe dirigée par le docteur Christiane Paiva, chercheuse à l'Embrapa, est composé de souches BRM 119 (Bacillus megaterium) et BRM 2084 (Bacillus subtilis). Il est vendu sous forme liquide, indiqué pour une application par jet dans les sillons ou pour le traitement des semences.

Le suivi des organismes du sol est un bon indicateur écologique du niveau de contamination de l'environnement par les pesticides ou les métaux lourds. Les organismes bioindicateurs agissent comme des espèces sentinelles des changements précoces de l'environnement. Ils ne meurent pas de ces changements, ils y répondent simplement par des réactions comportementales ou métaboliques mesurables. Parmi eux, les vers de terre ont été beaucoup utilisés, car ils jouent un rôle important dans la décomposition de la matière organique et dans le transport des micro-organismes dans les canaux formés par leur excavation. Les niveaux de polluants contenus dans leur corps sont directement liés au degré de contamination du sol et de la litière qu'ils ingèrent.

Enfin, la mise en œuvre de pratiques efficaces de gestion écologique des sols est une autre étape importante vers l'établissement d'une foresterie régénérative. Comme on l'a vu, l'intensification de l'activité biologique du sol récupère et/ou maintient les processus écologiques essentiels, qui contribuent à la nutrition minérale, à la protection phytosanitaire, à la croissance et à la survie des arbres. C'est une branche de la science et de la technologie qui doit être étudiée davantage. Parmi les axes nécessaires de Recherche et Développement, on peut citer:
1) la caractérisation des microbiomes du sol et des plantes sous différentes conditions édaphoclimatiques;
2) évaluation spatiale et temporelle de l'influence des pratiques d'implantation, d'entretien et de récolte sur les processus écologiques du sol;
3) l'introduction de nouvelles pratiques sylvicoles qui intensifient et diversifient l'activité biologique des sols;
4) le développement de bioinoculants capables d'améliorer la nutrition et la protection phytosanitaire des arbres.