Découvrez comment les indicateurs de fertilité chimique des sols (pH, P, K et Mg) ont évolué entre 2003 et 2020.

Les statistiques départementales des ventes, produites par l’UNIFA (Union des Industries de la Fertilisation), mettent en évidence une réduction importante de la fertilisation phospho-potassique des parcelles agricoles au niveau national depuis 2010. Cette tendance peut s’expliquer en partie par l’amélioration du conseil agronomique. Mais aussi par les contraintes économiques et notamment l’augmentation des prix de l’énergie qui affectent durablement ceux des fertilisants. Parallèlement, on constate un fort recul des systèmes de polyculture-élevage dans plusieurs régions françaises. Ces évolutions marquées pourraient a priori avoir des répercussions sur la disponibilité des éléments nutritifs dans le sol, et affecter la fertilité des sols.

L’analyse de la Base de Données des Analyses de Terre montre une tendance pour les sols français à :

• une augmentation du pH et des teneurs en magnésium (Mg)
• une diminution des teneurs en potassium (K), mais surtout en phosphore (P). 

Les teneurs en P équivalent Olsen, K et Mg échangeables dans les sols semblent dépendre principalement des caractéristiques des sols : texture, nature minéralogique des matériaux parentaux. Les évolutions temporelles observées pour le P équivalent Olsen et le K échangeable semblent, quant à elles, dépendre :

• de facteurs économiques (prix de l’énergie et des engrais en augmentation),
• de la présence plus ou moins importante d’élevage
• et de recommandations à la baisse pour les calculs de dose dans une démarche de fertilisation raisonnée. 

Les diagnostics agronomiques mettent en évidence une variation des effectifs des trois classes de fertilité mais qui reste limitée. Autrement dit, les évolutions constatées en éléments n’impactent pas fortement les préconisations de fertilisation. Cependant, les évolutions de la fertilité chimique mises en évidence sur les trente dernières années vont dans le même sens que les tendances observées sur les teneurs en éléments : diminution pour le P et le K, augmentation pour le Mg. Elles incitent donc à la vigilance pour P et K. Et elles justifient le suivi des bilans minéraux à la parcelle agricole et une politique de suivi analytique régulier et raisonné des terres.

Une analyse de l’évolution de la fertilité chimique des sols grâce à la Base de Données des Analyses de Terre

Des données de fertilité chimique des sols accessibles depuis 1990

En France, la Base de Données des Analyses de Terre (BDAT Info&Sols, INRAE Orléans) regroupe depuis 1990 les résultats d’analyses agronomiques d’horizons de surface de sols cultivés. Ces analyses sont effectuées à la demande d’agriculteurs par des laboratoires agréés par le Ministère en charge de l’agriculture. Cette base de données rassemble sur la période 1990–2020 :

• plus de 3,6 millions de déterminations de pH (eau),
• 3,5 millions de déterminations de phosphore (P) extractible issues des trois méthodes d’analyses pratiquées en France (Joret-Hébert, Dyer et Olsen)
• et un nombre équivalent de déterminations de potassium (K) et magnésium (Mg) échangeables.

Un diagnostic spatio-temporel des indicateurs de fertilité chimique des sols

Le diagnostic spatio-temporel s’appuie sur l’analyse des valeurs brutes du pH et des teneurs en P, K et Mg. Il évalue également la disponibilité des éléments pour les cultures. Le logiciel RegiFert® permet de réaliser ce diagnostic agronomique de la fertilité chimique des sols en P, K et Mg. Pour cela, il affecte une classe de fertilité à chaque analyse en fonction de la position de sa valeur par rapport à deux seuils de référence nommés L1 et L2.

Ces 2 seuils permettent de définir 3 classes de diagnostic : 

• « fertilité faible » pour les valeurs d’analyse du sol inférieures à L1, 
• « fertilité moyenne » pour les valeurs d’analyse du sol comprises entre L1 et L2
• « fertilité forte » pour les valeurs d’analyse du sol supérieures à L2.

Les données de la BDAT ont été agrégées en deux périodes d’une durée de 9 ans : de 2003 à 2011 et de 2012 à 2020. Au niveau spatial, les traitements ont été menés à l’échelle des 714 Petites Régions Agricoles (PRA) de France hexagonale.

Des évolutions différentes en fonction des indicateurs de fertilité chimique des sols

Des pH qui augmentent dans quasiment tous les sols français

Les valeurs des médianes du pH eau des sols non calcaires sont les plus élevées entre 2003 et 2020 dans le centre nord de la France (Figures 2a et 2b). Par opposition, les plus faibles se trouvent au niveau des massifs cristallins et des Landes.

Enfin, les médianes du pH eau ont augmenté entre les périodes de 2003–2011 et 2012–2020 pour la quasi-totalité de la France (Figure 2c).

Ces évolutions du pH eau des sols non calcaires sont significatives pour 54 % de la SAU. Elles mettent ainsi en évidence quasiment exclusivement des augmentations (Figure 3). 

Une teneur en phosphore qui diminue pour 68 % des sols français

Les médianes des teneurs en P équivalent Olsen sont plus élevées en Bretagne et dans les Hauts-de-France. On observe les valeurs les plus faibles principalement sur la côte méditerranéenne. Par ailleurs, entre les périodes 2003–2011 et 2012–2020, ces teneurs ont eu tendance à diminuer dans la majorité des PRA. La baisse des médianes des teneurs en P équivalent Olsen est significative pour 68 % de la SAU. Et l’augmentation est significative pour 3 % de la SAU. Enfin, l’évolution est non significative pour 21 % de la SAU (Figure 5).

Les évolutions constatées des teneurs en P ont une conséquence sur la répartition des classes dominantes de fertilité pour 28 % de la SAU (Figure 6b). Ainsi, près d’un quart (24 %) de la SAU se trouve en classe faible sur la dernière période 2012–2020. Ce chiffre s’élevait à 13 % sur la période 2003–2011. À l’inverse, le pourcentage de la SAU avec une classe de fertilité forte est de 22 % sur la période la plus récente. Alors qu’il était de 36% sur la première période (Figure 6c). Ces changements de classe correspondent à une baisse significative de classe de fertilité dans une grande partie de la France. 

Une teneur en potassium qui diminue pour 46 % de la SAU française mais des sols qui restent fertiles

Les médianes des teneurs en K2O observées en France sur la période 2012–2020 varient majoritairement de 150 à 300 mg/kg (Figure 8a). Les valeurs les plus faibles sont observées dans les sols sableux des Landes de Gascogne (Figure 8a). Et on observe les valeurs les plus élevées dans les sols argileux développés sur l’arc des calcaires du Jurassique de la Lorraine à la Bourgogne et des Charentes et en Limagne dans le Massif Central (Figure 8a). Des évolutions significatives des teneurs en K concernent 52 % de la SAU. Ce sont essentiellement des diminutions pour 46 % de la SAU.

Presque toutes les PRA ont une classe dominante forte ou moyenne pour K sur la période 2012–2020. En comparaison avec celles de la période précédente 2003–2011, on observe une diminution de la classe forte au profit de la classe moyenne, sans impact visible sur la classe faible (Figure 9 a et b).

Une teneur en magnésium qui augmente pour la quasi totalité des sols français

Les médianes des teneurs en MgO par PRA sur la période 2012–2020 varient majoritairement entre 100 et 300 mg/kg avec des valeurs plus fortes dans les sols développés dans les matériaux issus d’alluvions marines ou fluvio-marines (Camargue, marais Poitevin), le long de la Garonne, dans les sols issus de roches dolomitiques (Moselle, causses du Massif Central, sud-est) et de matériaux volcaniques (Figure 10a). Ces teneurs sont très faibles pour les sols sableux et acides des Landes de Gascogne et de la Sologne. Par rapport à la période 2003–2011, on observe une augmentation significative des teneurs dans la quasi-totalité de la France. Les diminutions significatives des teneurs en MgO sont toutefois observées dans des PRA où les teneurs sont les plus faibles de France comme dans les Landes de Gascogne (Figure 10).

La grande majorité des PRA a la classe de fertilité moyenne ou forte comme dominante (Figure 11a).

On observe principalement une augmentation de classe de fertilité. Cela correspond à un transfert de 3 % de la SAU d’une classe dominante moyenne à une classe forte (Figure 11b).

Il ne semble donc pas y avoir d’enjeu particulier sur le magnésium en termes de fertilité.

Ces premiers résultats nécessiteraient d’être complétés par une étude des équilibres entre les éléments. Cela permettrait ainsi de fournir un état complet de la fertilité des sols agricoles en France hexagonale. En effet, au-delà des teneurs, l’absorption des éléments minéraux par les plantes dépend largement des équilibres cationiques. Ainsi, le fait que les teneurs en K et en Mg évoluent en sens inverse peut avoir des implications sur la stœchiométrie de ces éléments. 

Si vous êtes intéressés par d’autres publications sur la fertilité des sols, n’hésitez pas à consulter notre rubrique Gestion des sols.

Source

Blandine Lemercier, Manon Caubet, Nolwenn Le Pioufle, Eva Rabot, Catherine Pasquier, et al. 2023. Évolutions du pH et des teneurs en P K Mg dans les sols de France hexagonale entre 2003 et 2020 à partir de la Base de Données des Analyses de Terre. 16e Rencontres Comifer-Gemas, Nov 2023, Tours, France. ⟨hal-04320423⟩

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Découvrez ce qu’est la rhizodéposition et quels sont les facteurs qui la modulent.

Date de publication : 7 février 2024

La rhizodéposition au sens large se définit comme « la libération de toutes sortes de composés par les racines d’une plante vivante, y compris les ions et les composés volatiles ». En moyenne, 17 % du carbone fixé par la plante sont rhizodéposés dans le sol. Mais on peut monter à 50 % chez les plantes prairiales. La rhizodéposition de l’azote est quant à elle estimée entre 4 et 71 % du N total assimilé par la plante. Avec une médiane de 16 % chez les Fabacées et 14 % chez les céréales. L’étude de la rhizodéposition montre toute la complexité de la compréhension de ce processus et des facteurs qui peuvent la moduler avec en premier lieu l’espèce.

L’exsudation dans la rhizosphère est fortement liée :

• à la photosynthèse,
• à l’allocation de ressources dans les différents compartiments
• et aux traits morphologiques notamment racinaires des plantes.

Par exemple, les racines les plus fines et longues semblent exsuder plus de carbone que les racines présentant des diamètres plus élevés. Enfin, les espèces de prairie présentent une plus grande allocation de C au compartiment souterrain (33 % du C total net fixé) par rapport aux espèces de grandes cultures (21 % du C total net fixé). Ce qui peut expliquer une rhizodéposition plus importante.

La rhizodéposition de l’azote et du carbone par les plantes est reconnue comme l’un des facteurs du déterminisme des communautés microbiennes du sol. Ces microorganismes, acteurs essentiels des processus et cycles biogéochimiques dans le sol, vont en effet transformer ces rhizodépôts. Et moduler la disponibilité des nutriments dans le sol via leurs activités enzymatiques. La meilleure compréhension de ce déterminisme est une voie de recherche importante dans la mise au point de systèmes de production agroécologiques.

Processus de rhizodéposition du carbone et de l’azote

La rhizosphère, lieu de la rhizodéposition

Les systèmes racinaires des plantes jouent un rôle essentiel dans la croissance et la nutrition des plantes. Via leur fonction de prélèvement de minéraux à partir du sol. En plus de leur capacité à absorber des minéraux et de stocker des composés chimiques biologiquement actifs, les racines libèrent également différents types de composés dans la rhizosphère.

La rhizosphère se définit comme le volume de sol sous l’influence et en contact direct avec les racines d’une plante en croissance. Elle constitue ainsi une zone d’interaction entre la plante et les microorganismes du sol. La rhizosphère est une zone de sol particulièrement importante. C’est un hotspot où l’activité microbienne est de 2 à 20 fois supérieure à celle d’un sol non influencé par l’activité racinaire.

Définition de la rhizodéposition

La rhizodéposition se définit d’abord comme l’émission de carbone (C) organique par les racines. Cela inclut l’exsudation, les lysats cellulaires, les débris racinaires et les cellules de bordure. Mais les racines libèrent en plus du C des composés minéraux et en particulier des composés azotés. Ainsi, la rhizodéposition au sens large se définit comme « la libération de toutes sortes de composés par les racines d’une plante vivante, y compris les ions et les composés volatiles ».

On peut subdiviser ce processus en deux parties :

• Les composés provenant de racines vivantes (tissus et cellules). On a notamment l’exsudation racinaire avec sécrétion d’ions, d’enzymes, de mucilage et une large gamme de métabolites primaires et secondaires.
• Les composés provenant des résidus des tissus racinaires. On retrouve des fragments racinaires avec notamment la sénescence des tissus racinaires et des cellules de bordure.

Rhizodéposition du carbone

Par fixation et transformation du CO₂ atmosphérique en composés organiques, les plantes contribuent à l’augmentation du stock de C organique du sol. Cet apport résulte de la décomposition des résidus de tissus végétaux et de la rhizodéposition. En moyenne, 17 % du C fixé par la plante sont rhizodéposés dans le sol . Mais on peut monter à 50 % chez les plantes prairiales.

Le C issu de l’exsudation serait 10 à 100 fois plus important par rapport au C provenant des cellules bordantes et des mucilages. Les composés solubles exsudés (majoritairement des sucres, des acides organiques et des acides aminés) contribueraient quant à eux de 1 à 10 % au flux total de C. Cette source de C est rapidement consommée par les microorganismes et environ un tiers du C rhizodéposé contribue à la biomasse microbienne.

Rhizodéposition de l’azote

La rhizodéposition de l’azote suit les mêmes voies que le C. Cela inclue ainsi la senescence racinaire et l’exsudation de composés solubles. L’exsudation de composés N solubles est constituée de 6 à 31 % d’éléments comme le NO_3^–, le NH_4⁺ et les acides aminés.

La quantité d’N rhizodéposé et la composition des exsudats en N varient également en fonction des espèces. Ainsi, les espèces de Fabacées présentent des exsudats racinaires plus riches en NH_4⁺ et en acides aminés par rapport aux exsudats des autres espèces.

Alors que les flux de C se font presque exclusivement de la plante vers le sol, les échanges d’azote entre le sol et les plantes se font dans les deux sens. Mais surtout du sol vers la plante via l’absorption de l’N. La rhizodéposition de l’N est estimée entre 4 et 71 % du N total assimilé par la plante. Avec une médiane de 16 % chez les Fabacées et 14 % chez les céréales.

Facteurs de variation de la rhizodéposition

Effets des facteurs biotiques sur la rhizodéposition

Différents facteurs et en premier lieu l’espèce influence la rhizodéposition. De nombreux travaux ont étudié l’effet du stade de développement sur la rhizodéposition. Mais les résultats obtenus sont contradictoires. Ainsi, pour certains, plus la plante est âgée, moins il y aurait de carbone alloué au compartiment souterrain. D’autres études montrent une augmentation de la rhizodéposition avec l’âge. Dans tous les cas, la composante d’exsudation est particulièrement importante chez les plantes jeunes.

Effets des facteurs abiotiques sur la rhizodéposition

La disponibilité en nutriments impacte également la rhizodéposition. Des études démontrent une augmentation du C issu de la rhizodéposition avec une augmentation de la fertilisation N. Cette augmentation serait liée à une plus forte production de biomasse racinaire et à une plus forte exsudation.

La concentration en CO₂ peut également impacter la rhizodéposition. En effet, certaines études montrent une augmentation de la rhizodéposition du C et de l’N pour des plantes soumises à des concentrations élevées de CO₂. D’autres facteurs importants entrent également en jeu, notamment la texture du sol, le pH, la salinité et l’humidité.

Relations entre traits morphologiques et rhizodéposition chez les fabacées

Des différences de rhizodéposition de carbone entre espèces de fabacées

Une étude a montré que la quantité de ¹³C assimilée par le trèfle blanc est supérieure à celle assimilée par la féverole. Mais elle ne diffère pas significativement du résultat du pois et du trèfle incarnat (Figure 3A). On observe la même chose dans le sol. Concernant la répartition du ¹³C entre les différents compartiments (Figure 3B), la féverole présente une répartition plus équilibrée entre les tissus végétaux et le sol avec une proportion plus importante de ¹³C dans les racines que les autres espèces. Enfin, pour s’affranchir du poids de la photosynthèse sur l’exsudation et se concentrer sur les relations possibles entre les traits racinaires et l’exsudation, on exprime l’exsudation du C en fonction du C total fixé (exsudation spécifique (Figure 3 C)). Le trèfle blanc a exsudé plus de C récent par unité de C fixé comparativement aux deux espèces protéagineuses.

Une rhizodéposition plus forte pour les fabacées prairiales

La corrélation positive entre la longueur spécifique racinaire et l’exsudation spécifique, ainsi que la corrélation négative entre le diamètre et cette exsudation, expliquent que les plantes qui forment des racines longues et fines, tels que les deux trèfles, sont celles qui exsudent le plus. Les espèces de prairie présentent une plus grande allocation de C au compartiment souterrain (33 % du C total net fixé) par rapport aux espèces de grandes cultures (21 % du C total net fixé), ce qui peut expliquer une rhizodéposition plus importante.

Une relation linéaire entre rhizodéposition de C et de N

Les plantes présentant une forte capacité de rhizodéposition carbonée ont également une forte capacité de rhizodéposition azotée (illustration ci dessus).

Pour en savoir plus sur les interactions entre plantes et sol, n’hésitez pas à consulter nos publications dans la rubrique Gestion des sols.

Source :

KANTE M., 2022. Rhizodéposition du carbone et de l’azote chez quatre espèces de Fabacées, conséquences sur la structure et l’activité du microbiote du sol.

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Découvrez comment les vers de terre impactent le fonctionnement du sol, le cycle du carbone et des nutriments et la croissance des plantes.

Date de publication : 19 septembre 2023

Les vers de terre jouent un rôle prépondérant dans le fonctionnement des sols. Ils fournissent ainsi des services essentiels à l’humanité. Leur rôle bénéfique concerne les effets sur la structure du sol, le cycle du carbone et des nutriments, ainsi que sur la communauté microbienne du sol. L’optimisation du rôle des vers de terre dans les systèmes agricoles est donc cruciale pour maintenir ou améliorer la qualité des sols et soutenir une agriculture plus durable.

Les vers de terre ingèrent, fragmentent, mélangent et transportent à la fois des matières organiques et inorganiques. Mais, les modalités différent d’une espèce à l’autre. Pour rappel, on distingue trois catégories écologiques :

1. Les épigés se nourrissent principalement de litière à la surface du sol et sont actifs juste sous l’interface sol-litière.
2. Les endogés se nourrissent quant à eux de matières organiques des sols et forment des galeries sans orientation préférentielle.
3. Les anéciques se nourrissent principalement de litière à la surface du sol et vivent dans des galeries verticales permanentes.

Les vers de terre affectent donc les processus fondamentaux du sol (structure du sol, communautés microbiennes et cycles biogéochimiques). Grâce à ces changements, ils affectent indirectement la croissance des plantes et le bilan des gaz à effet de serre dans le sol. Toutefois, les vers de terre ne sont pas une solution autonome pour améliorer la durabilité des systèmes de culture, mais une pièce essentielle du puzzle, afin d’optimiser les avantages qu’ils offrent dans les systèmes agronomiques.

Vers de terre et structure des sols

Des turricules majoritairement déposés dans les galeries

En creusant , les vers de terre consomment du sol. Ils déplacent des particules de sol pour se nourrir et faciliter leur déplacement sous terre. Selon les espèces, il existe une très grande diversité de galeries en termes de diamètre, de profondeur, de continuité et d’intensité de ramification (figure ci-dessous).

Le sol ingéré est déposé sous forme de turricules soit en surface (concerne moins de 50 % des turricules et exclusivement ceux produits par les anéciques) soit dans leurs galeries. Ces turricules se composent d’agrégats organo-minéraux biogènes. La structure des turricules évolue rapidement après leur production. Ils passent d’un agrégat instable et riche en eau à un agrégat stable dans l’eau.

Un rôle dans la circulation de l’eau

Même si les galeries des vers de terre occupent rarement plus de 5 % de la porosité totale, elles peuvent jouer un rôle clé dans l’infiltration de l’eau en raison de leur continuité et de leur orientation générale verticale. Les turricules ont également une capacité de rétention d’eau plus élevée que le sol environnant. Cela peut s’expliquer par la préférence des vers de terre pour les particules minérales fines et la matière organique (MO). Les endogés ont la plus grande influence sur la teneur en eau du sol. Les anéciques ont eux un effet limité.

Aération, compactage et érosion du sol

Si le compactage peut limiter l’abondance et l’activité des vers de terre, les vers de terre sont également des agents de décompactage importants. Capowiez et al (2012) ont montré que les vers de terre étaient capables de recoloniser rapidement un champ de blé fortement compacté. En atteignant l’abondance initiale de galeries et le taux d’infiltration de l’eau après deux ans. Les vers de terre, en particulier les anéciques, peuvent limiter l’érosion en favorisant l’infiltration et en limitant ainsi le ruissellement de surface. A noter toutefois que les turricules peuvent également jouer un rôle dans l’imperméabilisation de la surface.

Vers de terre et communautés microbiennes

Effets contrastés sur la biomasse et l’abondance microbienne

Une récente étude montre que les trois catégories écologiques peuvent avoir un effet positif, neutre ou négatif sur la biomasse et l’abondance des communautés microbiennes. On retrouve une proportion plus faible d’études faisant état d’un effet positif et neutre pour les endogés que pour les autres. La réduction de biomasse microbienne en présence de vers de terre suggère qu’ils consomment d’abord la biomasse microbienne. Cependant, en mettant les microbes en contact étroit avec des substrats dégradables, ils pourraient entraîner une augmentation de la biomasse dans leurs galeries.

Diversité et composition des communautés microbiennes

Comme pour la biomasse microbienne, il n’y a pas de tendance générale. Par contre, l’effet sur la composition des communautés est plus claire. Il y a une surreprésentation des espèces à croissance rapide dans les turricules et les galeries de vers de terre. Ils sont particulièrement efficaces pour stimuler les protéobactéries, les actinobactéries et les acidobactéries.

Vers de terre, matière organique et cycle du carbone

Un régime semi-détrivore

Les vers de terre se nourrissent à la fois de résidus végétaux, d’autres résidus organiques et de sol. Le taux d’ingestion de résidus organiques peut varier de 2,6 à 80 mg de matière sèche par jour. En conséquence, à l’échelle mondiale, la perte de masse de la litière double en présence de vers de terre. Les vers de terre ont tendance à préférer les résidus organiques riches en protéines et en hydrates de carbone, pauvres en composés phénoliques, avec un rapport C/N relativement faible, des particules de taille relativement fine (<1 mm) et colonisés par des microorganismes.

Mécanismes régissant l’effet des vers de terre sur le cycle du carbone

L’effet des vers de terre sur le cycle du carbone est déterminé par :

• Les processus dans le corps du ver de terre. Cela comprend l’activité microbienne intestinale, le broyage dans le gésier, les conditions chimiques spécifiques et la production de mucus dans l’intestin.
• Les processus se produisant dans le sol affecté par le ver de terre. Cela comprend l’activité microbienne et le vieillissement des turricules.

L’effet des vers de terre sur la décomposition de la litière est lié à leur capacité à ingérer de la terre. Dans les sols arables tempérés, la quantité de sol ingérée varie de 0,7 à 3,3 g de sol sec par jour. Toutefois, malgré une transformation alimentaire poussée, la quantité de carbone assimilée par les vers de terre est relativement faible. Le taux d’assimilation est estimé entre 1 et 6 %. Ainsi, la majeure partie du carbone ingérée va se retrouver dans les excréments.

Impact sur la stabilité du carbone organique

La teneur en carbone organique des turricules est jusqu’à 48 % plus élevée que celle du sol environnant. La minéralisation accrue est favorisée d’abord par des teneurs élevées en eau et en mucus. Mais également par une stabilité structurale relativement faible qui empêche la protection physique du carbone contre la décomposition.

La stabilité du carbone se produit principalement pendant le vieillissement des turricules, quelques mois ou années après leur production par :

• Une augmentation des liaisons argile-cations polyvalents-MO et une attraction des particules de sol
• Une adsorption sur des surfaces minérales favorisée par un degré d’oxydation plus élevé des composés organiques
• Une accumulation de la nécromasse microbienne, réservoir important de matières organiques stables des sols

Les vers de terre créent donc des points chauds de carbone organique dans les sols. Toutefois, l’ampleur de la stabilisation du carbone induite par les vers de terre reste particulièrement difficile à quantifier, surtout en présence de plantes en croissance.

Vers de terre et cycle des nutriments

Création de points chauds transitoires pour l’azote minéral

La teneur en azote (N) minéral est généralement plus élevée dans l’intestin des vers de terre et dans les sols affectés par les vers de terre que dans le sol environnant. L’origine de ces teneurs accrues en N minéral est le résultat direct de la minéralisation de N organique (<30 à 90 kgN/ha/an) et le résultat indirect via l’urine, le mucus et les tissus morts des vers de terre.

Une part importante de l’azote minéral libéré dans les turricules peut rapidement être minéralisée. La plante absorbe cet azote, immobilisé par les communautés microbiennes, piégé dans les agrégats ou encore lessivé.

Augmentation de la biodisponibilité du phosphore

La teneur en phophore (P) potentiellement disponible est plus élevée (en moyenne 84 %) dans les turricules que dans le sol environnant. Il existe plusieurs voies par lesquelles les vers de terre peuvent affecter la disponibilité du P pour la plante (figure ci-dessus) :

1. La stimulation de l’activité microbienne peut entraîner une augmentation de la production de phosphatases et une minéralisation ultérieure du P organique.
2. La stimulation microbienne peut également entraîner une augmentation du carbone organique dissous (DOC) dans le sol. Cela conduit à une désorption compétitive du P adsorbé sur la phase solide du sol.
3. De fortes variations du pH dans les excréments de vers de terre affecteront la spéciation et l’adsorption du P.
4. Le faible potentiel d’oxydoréduction dans l’intestin du ver de terre peut conduire à une diminution de la surface réactive des oxydes métalliques (Me-hydr), y compris les oxydes de fer-(hydr) et donc à une diminution de l’ortho-P adsorbé.

Vers de terre et bilan des GES dans le sol

En l’absence de vers de terre (A de la figure ci-dessus), les émissions de N₂O sont principalement affectées par le pH, la teneur en eau du sol, la température, le carbone et l’azote disponibles et les processus de transformation microbienne.

La présence de vers de terre (B), en plus d’augmenter le carbone et l’azote disponibles et de modifier la teneur en eau du sol, affecte les émissions de N₂O en :

1. renforçant l’activité microbienne
2. en produisant des turricules et en créant des galeries qui représentent respectivement une source importante de N₂O et un moyen facile pour ce gaz d’atteindre l’atmosphère.

A noter que les effets des vers de terre sur le bilan GES du sol pourraient se modifier par la présence de plantes en croissance qui fixent le dioxyde de carbone (CO₂) et absorbent l’azote, par exemple sous forme de nitrate (NO^–).

Rôle des vers de terre dans le cycle du carbone et la croissance des plantes au format PDF :

Pour en savoir plus sur les vers de terre et comment les compter :

Vous pouvez consulter notre autre article consacré aux vers de terre. suivant :

Source

VIDAL A., et al, 2023. The role of earthworms in agronomie : consensus, novel insights and remainign challenges. Advances in Agronomy 181.

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Comparaison de la structure de sols : forestier, prairies, culture avec ou sans labour

Wolfgang STURNY et Andreas CHERVET nous décrivent dans cette vidéo la structure de quatre sols contrastés : forestier, en prairies depuis 150 ans, sous maïs en système labour et sous maïs en système semis direct.

Les prélèvements ont été réalisés sur la plateforme d’Oberhacker en Suisse. Cette plateforme compare différents systèmes labour/semis direct depuis plus de 20 ans.

4 structures de sol très contrastées

Structure du sol forestier

Le profil de sol se compose en surface de 17 cm de litière, puis d’un horizon avec présence de matières organiques lixiviées. Comme le pH est de 4,5, il n’y a pas de bioturbation car à ce pH, il n’y a pas de vers de terre.

Structure du sol sous prairies

A l’inverse du sol forestier, le sol sous prairies présente une homogénéité de couleur et de structure. Il n’y pas d’obstacle et la structure est grumeleuse. Le pH est à 6,5 et ce sont les vers de terre qui ont brassé la terre.

L’homme ne peut pas produire ce type de structure même avec la meilleure machine.

Structure du sol sous maïs avec labour

Le sol labouré présente une semelle de labour à 28 cm de profondeur. On observe également du lissage et du tassement. Le point positif du labour est que la minéralisation est plus rapide, entrainant une croissance des plantes plus rapide.

Structure du sol sous maïs en semis direct

On voit que la semelle de labour n’existe presque plus et qu’on commence à avoir une homogénéisation de la couleur. Le sol se rapproche du sol sous prairie. Ils pensaient au démarrage que la transition allait durer trois ans. Finalement, le sol a mis 7 ans pour atteindre cet état.

Principaux enseignements

(1) Importance du chaulage pour avoir un pH permettant la présence de vers de terre qui mélange le sol par bioturbation

(2) Effet des pneumatiques présent en surface et pas en profondeur

(3) Il faut réduire le travail du sol pour tendre vers le système prairies

Pour en savoir plus, vous pouvez consulter le compte rendu du voyage en Suisse réalisé par les conseillers agronomes Cerfrance Normandie Maine : https://normandiemaine.cerfrance.fr/arad2/voyage-detude-pour-les-conseillers-techniques-cerfrance/

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Découvrez les résultats issus des essais réalisés sur des couverts végétaux et leurs services écosystémiques.

Le projet CEGA : Coopération, Enseignement et Groupes en Agroécologie est un projet régional, initié par les Chambres d’agriculture de Normandie et la DRAAF de Normandie en 2017. Ce projet fédère 300 agriculteurs, 25 enseignants, 15 conseillers et 200 étudiants par an. Il vise la création d’espaces de réflexion et de partage, favorables à l’apprentissage permanent, tant pour les jeunes en formation que pour les agriculteurs. C’est donc dans ce cadre que les étudiants en BTS ACSE de la MFR de Granville ont participé au suivi d’une plateforme de démonstration d’implantation de différentes couverts végétaux mis en place par le groupe DEPHY du Sud Manche, piloté par Cerfrance Normandie Maine. L’objectif est alors de trouver un couvert qui maximise les services rendus tout en ne coûtant pas trop cher.

Objectif du projet pour les agriculteurs : maximiser le rapport coût/services rendus par les couverts

A la demande des agriculteurs du groupe DEPHY présent de le sud Manche, une plateforme d’expérimentation de couverts a été mise en place en 2022-2023. Classiquement, les agriculteurs implantent des couverts simplifiés de moutarde/trèfle ou Ray Gras italien valorisé en fourrage. L’objectif de la plateforme est de maximiser les services rendus par le couvert notamment la gestion des adventices estivales et automnales, la production de biomasse pour le stockage de carbone et la restitution des éléments minéraux pour le maïs au printemps tout en limitant l’investissement (semences et coput d’implantation).

Trois mélanges de couverts végétaux ont ainsi été sélectionnés et trois stratégies différentes d’implantation ont été testées. Les densités ont été ajustées afin de maximiser le nombre de pieds levés.

Les trois mélanges sont alors :

• 1 : Phacélie 3kg/ha, Trèfle d’Alexandrie 1,5 kg/ha, Trèfle Incarnat 6kg/ha
• 2 : Avoine diploïde 25kg/ha, Vesce commune 25kg/ha
• 3 : Féverole de printemps 50 kg/ha, Sorgho fourrager 10 kg/ha, Trèfle Squarrosum 8kg/ha

Intérêts des espèces choisies 

Le mélange 1 : Phacélie / Trèfle Incarnat / Trèfle Alexandrie

La phacélie est une plante riche en azote et en phosphore qu’elle prélève au sol grâce à ses racines profondes pour restituer ensuite ces éléments nutritifs au cours de sa décomposition. Mellifère, c’est une plante qui se détruit facilement. Le trèfle incarnat est une espèce hivernante avec un système racinaire pivotant. Il enrichit alors le sol en captant l’azote atmosphérique dans des nodules situés sur ses racines. En effet, il est facile à semer, tout comme le trèfle d’Alexandrie. Ce dernier est alors intéressant par sa résistance à la sécheresse et son développement rapide. Il s’agit d’une légumineuse riche en protéines ainsi que non-météorisante. Ce mélange est alors composé de petites graines potentiellement plus intéressantes à semer en conditions sèches.

Le mélange 2 : Avoine rude diploïde / Vesce commune

L’avoine diploïde dispose d’un système racinaire fasciculé. Relativement puissant, il permet alors une bonne structuration du sol. L’avoine est considérée comme une culture améliorante. En effet, elle n’est la plante-hôte d’aucune des maladies courantes des céréales comme le piétin-verse ou le piétin-échaudage. De plus, elle garantit la meilleure maîtrise des adventices. L’associer avec une vesce commune permet de fixer l’azote de l’air, d’autant qu’elle se décompose rapidement. La vesce améliore la fertilité du sol car elle produit une biomasse importante de par sa croissance vigoureuse. La vesce limite la prolifération des adventices en surface grâce à son fort pouvoir couvrant. En effet, elle est très efficace contre la battance des sols. Elle aère et fissure le sol de part son système racinaire développé ce qui permet alors d’améliorer la perméabilité du sol. Enfin, la vesce est mellifère ce qui est intéressant pour la biodiversité.

Le mélange 3 : Féverole de printemps / Sorgho fourrager / Trèfle Squarosum / Trèfle incarnat

Ce mélange contient donc quatre espèces dont trois légumineuses. L’objectif est alors de regarder la complémentarité petites graines et grosses graines. La féverole présente un intérêt pour conserver une bonne structure de sol. De plus, elle est également simple à détruire. Le sorgho moins répandu sur le secteur est une espèce résistante à la sécheresse, pouvant alors produire une biomasse conséquente.

Trois stratégies d’implantation

Trois types de stratégies ont donc été choisis par les agriculteurs :

1. Combiné : déchaumage + semis au combiné ;
2. Déchaumeur : déchaumage + déchaumage et semis au « Delimbe » ;
3. Semis direct : semis direct sur chaume avec semoir à disque.

Toutes les modalités ont été suivis d’un passage de rouleau type Cambridge afin de maximiser le contact sol/graine et de favoriser la levée des couverts avec les conditions sèches de cet été.

L’essai est alors composé en grandes bandes d’agriculteurs de 9 à 12 mètres de largeur sur 100 mètres de long afin d’avoir suffisamment de matière pour observer des tendances. Les modalités ne sont toutefois pas répétées car il s’agit d’un essai agriculteur. Le semis de toutes les modalités a été réalisé le 20 août 2022.

Objectifs du projet pour les étudiants

Le projet a alors permis de :

• Sensibiliser les étudiants aux systèmes de cultures durables et aux leviers agronomiques ;
• Appréhender la notion de couverts végétaux et leurs services écosystémiques ;
• Échanger avec les agriculteurs du groupe sur leur système, notamment sur l’agriculture de conservation des sols ;
• Savoir distinguer les adventices des espèces cultivées dans le couvert ;
• Réaliser des relevés terrain (taux de levée, reconnaissance adventices, biomasse) ;
• Compiler, traiter et valoriser des données acquises dans une synthèse pour le groupe.

La classe a été divisée en trois groupes. Chaque groupe a alors travaillé sur un des mélanges. Pour les comptages de levée des couverts et biomasse, les relevés ont été réalisés avec un quadrat de 60 cm par 60 cm, avec quatre répétitions dans les modalités ainsi que trois répétions pour les relevés de biomasse.

Des levées à la faveur de l’implantation avec combiné

L’objectif des comptages de levée (nombre d’individus par m²) était alors de déterminer en fonction des outils et des mélanges quelles sont les modalités qui permettent d’avoir une meilleure levée des espèces.

Pour le mélange 1 : Phacélie / Trèfle Incarnat / Trèfle Alexandrie

Pour la modalité combiné de semis, même si le nombre de pieds levés de phacélie est moindre que sur la partie déchaumeur, au global, la levée du couvert est meilleure avec presque 200 pied/m². On remarque un bon développement de la phacélie sur les modalités avec travail du sol mais en revanche moins de développement du trèfle d’Alexandrie sauf pour le semis direct. Le semis direct est la modalité qui est la moins intéressante avec le plus faible nombre de pieds au m² mais aussi le plus grand nombre d’adventices présentes avec les repousses de graminées lié au non travail du sol et l’absence de concurrence du couvert. Sur la partie avec un travail plus profond, on observe moins d’adventices. En revanche le passage du déchaumeur marque plus le sol avec les passages de pattes d’oie formant des vagues.

Pour le mélange 2 : Avoine rude diploïde / Vesce commune

Le combiné reste alors l’outil favorisant une meilleure levée des deux espèces. Avec le déchaumeur, on observe plus de terres nues, un semis plus irrégulier, traces de dents ainsi que beaucoup d’adventices (colza) et la vesce est moins abondante. En utilisant le semis direct, on observe les traces de disques ainsi que des repousses et adventices. En revanche le taux global de levée est plutôt bon comparé au mélange précédent. Niveau salissement, il y a plus d’adventices sur la modalité déchaumeur. Il est donc possible de supposer que ce niveau de salissement est lié au plus faible développement du couvert.

Pour le mélange 3 : Féverole de printemps / Sorgho fourrager / Trèfle Squarosum / Trèfle incarnat

Le semis direct se distingue pour la féverole car celui a été réglé plus profondément, ce qui explique que les petites graines ont plus de mal à germer contrairement au combiné qui favorise les trèfles avec un nombre de pieds au m² important. Le combiné est le bon compromis au niveau de la profondeur de semis, favorisant à la fois les petites ainsi que les grosses graines. En revanche le déchaumeur apparaît comme moins performant pour ce type de mélange avec un semis plus grossier laissant la place à un nombre de repousses importante au m². On retrouve également une faible levée de trèfle pour le semis direct mais moins de développement de repousses lié à l’absence de travail du sol comparé au déchaumeur.

Des résultats contrastés en fonction des mélanges

Les biomasses ont été mesurées lors du second relevé. Les résultats ont été ensuite rentrés dans le calculateur MERCI afin d’estimer la matière sèche par hectare ainsi que les éléments qui seront restitués au sol.

Mélange 1 : Phacélie / Trèfle Incarnat / Trèfle Alexandrie

Biomasse du mélange 1

Les deux types de trèfle (Alexandrie et incarnat) ont été regroupés dans la même catégorie « Trèfles » même si on a abservé une prédominance de trèfle incarnat.

Pour ce mélange, le déchaumeur est la modalité la plus adaptée à notre recherche : maîtrise des adventices et maximum de biomasse. En effet, le déchaumeur démontre une belle performance pour la gestion des adventices avec 212 g/m². Il y a alors 37 g/m² de moins que le combiné et 94 g/m² de moins que le semi-direct. De plus, le déchaumeur assure une biomasse importante grâce à un très bon développement de la phacélie. Il y a alors quasiment le double par rapport aux autres modalités (4,941 kg/m² pour le déchaumeur contre 2,258 Kg/m² pour le semi-direct et 2,400 Kg/m² pour le combiné). Au total, 5,19 kg/m² de biomasse ont été récoltés pour le déchaumeur.

Le combiné se place donc en outil intermédiaire pour la biomasse d’adventices. Nous avons relevé 0,296 Kg/m² d’adventices. Cette biomasse relevée pour les adventices est alors comprise entre le déchaumeur (0,212 Kg/m²) et le semis direct (0,306 Kg/m²). La gestion des adventices et repousses n’est donc pas la meilleure mais reste satisfaisante.

Enfin, le semis direct est l’outil qui semble le moins adapté. En effet, la masse d’adventices est la plus importante des trois modalités (0,306 Kg/m²). De plus, la biomasse relevée de phacélie reste totuefois assez faible 2,258 Kg/m², au vu des résultats obtenus par le déchaumeur 4,941 kg/m².

Bénéfices des couverts pour le mélange 1

A partir des biomasses et de la méthode MERCI, nous pouvons calculer les bénéfices des couverts en terme de fertilisation en prenant les valeurs des éléments comparé à des engrais de synthèse. Pour le mélange 1, on observe que la modalité déchaumage par son coût de mécanisation abordable et la forte biomasse du couvert permet un bénéfice théorique de 273 €/ha notamment lié à une restitution importante de potasse avec 250 kg/ha.

Mélange 2 : Avoine rude diploïde / Vesce commune

Biomasse du mélange 2

Pour le déchaumeur, il y a une présence plus importante d’avoine en revanche il y a également une présence importante d’adventices. Pour le combiné, la biomasse est toutefois plus faible par rapport au taux de levée. De plus, les adventices ont pris une part importante de la biomasse au m² par rapport aux autres modalités. Le semis direct apparaît alors comme un bon compromis entre les deux autres modalités. Même s’il y a une diminution de l’avoine ainsi qu’une légère augmentation de la vesce. Les adventices sont très peu présentes au m². De plus, ils sont même divisées par deux voire trois par rapport aux deux autres outils.

Bénéfices des couverts pour le mélange 2

La modalité déchaumeur est celle qui permet le plus de bénéfices à l’agriculteur grâce à une bonne production de biomasse ainsi que de faibles charges de mécanisation. Néanmoins la modalité semis direct se distingue également avec un bénéfice au-dessus de celui du combiné ainsi qu’une meilleure gestion des adventices que le déchaumeur. De plus, l’aspect temps de travail n’a pas été prise en compte. Mais un passage en semis direct permet de gagner quasiment deux fois plus de temps par rapport à la modalité déchaumeur, qui comprend deux passages d’outils.

Mélange 3 : Féverole de printemps / Sorgho fourrager / Trèfle Squarosum / Trèfle incarnat

Biomasse du mélange 3

Une nouvelle fois la biomasse est importante pour la modalité déchaumeur notamment pour la féverole. Néanmoins la modalité au combiné a une biomasse totale supérieure avec plus de trèfles lié également à une profondeur de semis plus adaptée. Le sorgho, bien que résistant au sec, ne s’est pas adapté dans le mélange et il présente une faible biomasse dans toutes les modalités. Enfin, au niveau adventices, la meilleure modalité reste le semis direct comme pour le mélange 1, par rapport aux deux autres modalités.

Bénéfices des couverts pour le mélange 3

Pour ce dernier mélange plus coûteux en charge de semence, une nouvelle fois le semis au déchaumeur permet de diminuer les coûts ainsi que d’obtenir une bonne biomasse. A noter que la modalité au combiné ne permet alors pas un gain théorique pour l’agriculteur du fait de son coût d’implantation et d’une production de biomasse qui n’est pas suffisante pour en tirer un bénéfice. Il s’agit toutefois de la seule modalité de l’essai dans cette situation.

En synthèse pour les résulats des couverts végétaux leurs services écosystémiques

Tableau de synthèse des résultats sur les couverts végétaux leurs services écosystémiques

Les élèments importants de cette étude sur les couverts végétaux leurs services écosystémiques

Finalement le meilleur couvert et la meilleure stratégie d’implantation dépendent des objectifs de l’agriculteur. On note cependant que les espèces nitrophiles comme la phacélie ou l’avoine se sont très bien comportées sur l’essai notamment du fait de reliquats azotés importants cette année liés au sec au détriment des légumineuses produisant une plus faible biomasse.

Toutefois, le taux de levée des couverts ne signifie pas une production de biomasse supérieure. En effet, les modalités semées au combiné présentent un meilleur taux de levée mais en terme de biomasse lors du deuxième relevé les résultats sont plus faibles.

Pour la production de biomasse, la modalité déchaumage se distingue nettement surtout pour le premier mélange avec un 5,19 kg/m² et une valeur théorique de 5,9 T/MS selon le calculateur MERCI. De fait, c’est la modalité la plus intéressante économiquement pour chaque mélange car c’est celle qui a capté le plus d’éléments minéraux, permettant une réduction d’intrants pour le maïs.

Le semis direct apparaît intéressant en termes de coût, mais également en termes de temps d’implantation qui est nettement inférieur que les deux autres modalités nécessitant plus de passages. Cette donnée et aussi à prendre en compte dans les avantages d’implantation.

Conclusion de l’essai sur les couverts végétaux leurs services écosystémiques

D’un point de vue gestion des adventices, on distingue plusieurs éléments. Le combiné avec le passage de la herse rotative favorise la levée des espèces semées mais également celles des adventices ce qui peut être préjudiciable dans une stratégie de gestion des adventices estivales/automnales. Le semis direct semble quant à lui limiter la remise en germination des repousses et adventices pour le mélange 2 et 3. Les résultats sur l’outil sont à relativiser, car le réglage du semis en profondeur n’a pas permis le développement des plus petites graines. Pour le déchaumeur, le travail plus profond peut améliorer la gestion des adventices mais surtout la production de biomasse qui permet de gérer leur développement avec une rapidité et une facilité d’utilisation.

En conclusion ces essais de démonstrations démontrent qu’il n’y a pas de combinaison parfaite entre le choix des couverts, il n’y a pas de mauvais outil et c’est surtout les objectifs de l’agriculteur qui sont à prendre en compte. Enfin, dans la grande majorité des cas, le semis d’un couvert est toujours rentable que ça soit sur les économies d’intrants ou sur les services écosystémiques qu’il apporte.

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Découvrez notre fiche pratique : travailler le sol superficiellement avec le scalpeur.

Dans les systèmes en Agriculture Biologique de Conservation (ABC), l’utilisation du scalpeur permet de travailler le sol très superficiellement pour gérer les adventices et les repousses des cultures ou encore détruire les prairies sans labour. 

Cette fiche reprend trois exemples d’agriculteurs ayant une démarche de réduction du travail du sol.

Le scalpeur : travailler le sol superficiellement

Le scalpeur apparaît pour certains agriculteurs comme un moyen de travailler de manière superficielle les sols.

Les quatre objectifs de l’utilisation du scalpeur sont :

• Travailler le sol superficiellement (inférieur à 5 cm) sur toute la largeur de travail,
• Détruire des prairies sans labour,
• Détruire les adventices et les laisser en surface,
• Gérer les repousses de cultures.

Guillaume AGNEESSENS : le scalpeur, matériel central de son système Bio en techniques culturales simplifiées

Agriculteur en Belgique, Guillaume cultive 150 ha en agriculture biologique depuis 2016 sans labour. Il utilise un Terrano FG qu’il a équipé avec des pattes d’oies spécifiques pour le scalpage qu’il trouve plus fines et plus coupantes que les pattes d’oies pour le déchaumage. Pour gérer les repousses de colza et de chicorée, deux passages sont nécessaires et pour détruire les luzernes, il faut trois à quatre passages en période séchante. Pour lui, cela permet une bonne maîtrise des adventices, y compris les vivaces. 

Yann BERNEY : un scalpeur avec rouleau modifié

Éleveur en Suisse, Yann est en agriculture biologique sans labour depuis 2018. Il utilise un Horsch Terrano MT qu’il a équipé d’un double rouleau à dents de la marque Atos. Le second rouleau est à rotation inversée pour qu’il soit plus agressif. Cela permet de remettre les racines des végétaux en surface et de bien maîtriser les adventices.  

Jean Pierre JAUSSI : désherber et semer avec le Treffler TGA 300

Céréalier en Suisse, Jean Pierre est en agriculture biologique depuis 2016 et pratique le scalpage superficiel et le semis direct quand il peut. Il a remplacé le rouleau du Treffler par trois rangées de peignes qui relèvent les adventices et sortent les racines pour qu’elles sèchent. Pour lui, c’est un outil polyvalent qui permet de travailler superficiellement avec une bonne précision. Il lui permet de scalper et de semer en même temps mais parfois cet outil a du mal à semer dans un mulch épais. 

Bilan : le scalpeur, un outil superficiel efficace

Le scalpeur est un outil efficace pour gérer les adventices dans des systèmes en agriculture biologique sans labour. Toutefois, il reste non adapté aux sols à forte teneur en charges grossières et encore des parcelles trop pentues. Reste également à mieux évaluer l’impact sur les sols à long terme car il nécessite parfois un nombre important de passages pouvant avoir un effet déstructurant du sol. 

Transposabilité de l’utilisation du scalpeur pour travailler le sol

Certains utilisateurs ou anciens utilisateurs signalent que les scalpeurs peuvent ne pas être adaptés dans les terrains en pente et dans des sols à forte teneur en charges grossières.

Points clés de réussite de l’utilisation du scalpeur pour travailler le sol

Il y a plusieurs points clés de réussite pour l’utilisation du scalpeur :

• Absence de rouleau : évite le rappuyage des adventices et meilleure gestion des cailloux
• Pattes d’oie travaillant de manière horizontale à une profondeur homogène
• Roues de jauge : permet un travail horizontal
• Dents en carbure : moins d’usure
• Fort recouvrement : supérieur à 20 %

Conclusion : un outil globalement satisfaisant

Dans plusieurs situations observées, le scalpeur est l’outil qui a permis de travailler superficiellement et gérer les adventices. L’impact de son utilisation sur le sol sera à observer sur un temps long.

Découvrez notre fiche pratique exposant le semis-direct sous couvert.

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Découvrez notre fiche pratique sur le sous-semis et le couvert de légumineuses dans une culture.

En agriculture biologique, l’implantation des couverts post moisson est compliquée. En effet, le salissement oblige souvent des passages d’outils, ce qui assèche le sol et rend le semis du couvert impossible ou tardif avec par conséquent un faible développement. Une des techniques utilisées par les agriculteurs en agriculture biologique pour réussir leur couvert est de l’implanter en sous semis dans la culture en place.

Cette fiche reprend quatre exemples d’agriculteurs.

En agriculture biologique, l’implantation des couverts post moisson est compliquée. En effet, le salissement oblige souvent des passages d’outils, ce qui assèche le sol et rend le semis du couvert impossible ou tardif (faible développement).

Les trois objectifs du sous-semi avec l’implatation d’un couvert de légumineuses dans une culture :

• Réussir l’implantation d’un couvert en Agriculture Biologique sans travail du sol
• Limiter le salissement de la culture
• Apporter de l’azote dans le système

Le principe du sous-semi et couvert de légumineuses dans une culture

Il s’agit de l’implantation d’un couvert, principalement de légumineuses,dans une culture en cours de développement.

Quatre exemples sont alors présentés dans cette fiche : Vincent CHABROUD, Yann BERNEY, Nicolas CHENUZ et Stéphane CHALLANDES.

Vincent CHABROUD : un itinéraire technique abouti

Céréalier à Toussieur, dans le Rhône, Vincent CHABROUD est en agriculture biologique depuis 2017. Il implante un couvert de trèfle violet dans le blé fin mars avec un semoir JD 750A qui permet un bon rappui sans pénaliser le rendement du blé (35 q/ha en moyenne). Avec qutre années de recul, aujourd’hui il a généralisé cette pratique à l’ensemble des surfaces de céréales.

Nicolas CHENUZ : une pratique adaptée à l’élevage

Basé en Suiss, Nicolas CHENUZ est éleveur et en agriculture biologique depuis 2011. La pratique du sous semis de trèfles violet et blanc lui permet de disposer d’une source de fourrage supplémentaire à l’automne notamment lorsque les prairies décrochent.

Yann BERNEY : un sursemis en cas d’échec

En Suisse, Yves BERNEY, éleveur, sème à la volée un mélange trèfle violet et trèfle blanc au stade deux noeuds de la céréale. Si il observe un faible développement des trèfles, il n’hésite pas à sursemer un trèfle incarnat juste après la moisson. Le mélange peut être broyé ou ensilé selon l’année.

Stéphane CHALLANDES : une pratique testée en altitude

Basé en Suisse, Stéphane CHALLANDES est en agriculture biologique depuis 2017 et pratique le sous semis depuis cinq ans. Il observe qu’en cas d’été pluvieux, la portance des sols est meilleure et lui facilite les moissons. Par contre, en année sèche, il a parfois observé une perte de rendement de la céréales avec cette technique. 

Bilan : le sous-semis, pratique de sécurisation du couvert

Transposabilité du sous-semis avec le couvert de légumineuses dans la culture

La pratique du sous-semis réussit moins bien lorsque le potentiel de la céréale est élevé (forte fertilisation ou potentiel de sol élevé) car l’accès à la lumière est plus compliqué.

L’application en agriculture conventionnelle semble donc plus laborieuse.

Points clés de la réussite du sous-semis

Il y’a plusieurs points clés de réussite du sous-semis :

• Parcelle propre lors du semis
• Humidité du sol suffisante et bon contact sol/graine lors du semis
• Densité du couvert à adapter en fonction des objectifs (priorisation du couvert ou la culture)
• Choisir des céréales en fonction de leur capacité d’étouffement
• Moissonner haut
• Faucher post moisson : facilite la dégradation des pailles (permet le désherbage mécanique en N+1) et donne de la lumière au couvert

Conclusion : une pratique simple et peu risquée

La pratique semble avoir fait ses preuves dans une diversité de contextes pédoclimatiques. Le semis peut se faire avec différents outils en fonction du matériel disponible.

L’espèce utilisée est variable selon les contextes. Le trèfle blanc et trèfle violet sont les plus utilisées. Enfin, la prise de risque semble limitée. Cette pratique apparait donc être un bon levier pour couvrir le sol et réduire le travail du sol en agriculture biologique.

Découvrez notre fiche pratique exposant le semis-direct sous couvert.

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Découvrez notre fiche pratique sur le semi-direct sous couvert permanent en agriculture biologique.

En conventionnel, le semis direct sous couvert permanent présente de nombreux avantages : couverture du sol, fourniture d’azote… Toutefois, cette pratique est généralement permise par une régulation chimique du couvert. En AB, il est donc nécessaire de trouver des stratégies alternatives afin de gérer le développement du couvert pour qu’il ne pénalise pas la culture principale.

Les trois objectifs de cette culture en semis-direct sous couvert permanent sont alors :

• Maximiser la couverture du sol ;
• Absence de travail du sol ;
• Avoir une culture compétitive vis-à-vis du couvert.

Deux exemples sont alors présentés dans cette fiche : Ronny BONDUEL et Eloi PETIT.

Le principe de la culture en semi-direct sous couvert permanent

Le semis est réalisé grâce à un semoir en direct dans un mélange de légumineuses déjà en place. En fonction des cas, les agriculteurs utilisent des plantes et des machines spécifiques pour réussir à gérer le couvert.

Ronny BONDUEL : une moisson ou une fauche opportuniste

En Belgique, Ronny BONDUEL pratique le roulage à l’automne pour contrôler son trèfle. Son mélanges de blés anciens choisis pour leur fort pouvoir de tallage est semé avec un semoir semis-direct à disque fin août/début septembre pour favoriser le tallage. En octobre, il passe un rouleau de type « croskilette » qui blesse le trèfle au port horizontal et épargne les blés au port dressé.  Il effectue un second roulage sortie hiver si nécessaire. En mai, il réalise une estimation du rendement et il décide alors soit de moissonner son mélange soit de le faucher pour son troupeau. Avec un recul de quatre ans, il réussit à moissonner 20 à 40 % de la surface soit 80 ha. La prise de risque reste limitée car cette pratique engendre très peu de charges et le débouché à forte valeur ajoutée assure un bon produit.

Eloi PETIT : une gestion de la couverture vivante sans régulation

Dans le Doubs (France), Eloi PETIT, en agriculture conventionnelle, gère son couvert permanent sans régulation chimique. Il sème de l’orge (ou triticale ou seigle pour leur pouvoir étouffant) en octobre dans une luzerne qu’il a fauché plusieurs fois auparavant. Trois à quatre jours avant la moisson, il passe une faucheuse andaineuse pour permettre au mélange de sécher. Avec cet outil, il arrive à récolter même si la luzerne est passée au-dessus. Sur les quatre années de pratique de cette technique, son rendement moyen est de 65 q/ha d’orge. 

Bilan : Agriculture Biologique et couverture permanente, des résultats encourageants

Transposabilité du semi-direct en agriculture biologique

La pratique doit encore être améliorée. Il faut trouver le couvert adapté à son contexte et la céréale qui arrive à le concurrencer.

Pour transposer la pratique en Agriculture Biologique, Eloi PETIT envisage de réguler le couvert mécaniquement et d’apporter de l’azote rapidement disponible (digestat) à la céréale.

Points clés de réussite du semi-direct en agriculture biologique

Ronny BONDUEL :

• Semis précoce de la céréale et choix d’espèces à fort pouvoir de tallage (blé ancien)
• Fauche avant que la céréale n’ait atteint le stade fécondation : soutient l’exsudation racinaire
• Utilisation d’un trieur à graines

Eloi PETIT :

• Choix des espèces en fonction de leur capacité à rentrer en compétition avec le couvert
• Fauchage andainage : permet la récolte

Conslusion sur le Semi-Direct sous couvert permanent en Agriculture Biologique

Dans le cas de Ronny BONDUEL, la prise de risques est limitée car la pratique engendre très peu de charges et le débouché à forte valeur ajoutée assure un bon produit.

Dans le cas d’Eloi PETIT, la clef repose donc dans le choix des espèces implantées et l’accessibilité à du matériel adapté pour la fauche et la récolte.

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Dans cette publication, retrouvez un état des lieux des pratiques liées aux couverts végétaux en France. L’évolution de la réglementation, en lien notamment avec la directive Nitrate, a conduit à une évolution des pratiques de gestion de l’interculture. On définit l’interculture comme la période entre la récolte du précédent et le semis de la culture suivante. Quatre états sont possibles : sol nu, repousses du précédent, culture dérobée ou encore culture intermédiaire appelée communément couvert végétal. Une analyse des bases de données du Ministère de l’Agriculture (période 2001-2017) montre qu’il existe une grande diversité de stratégies de gestion de l’interculture. Les repousses sont dominantes dans la couverture automnale de sol . Mais, on constate une montée en puissance des cultures intermédiaires en mélanges d’espèces avec toutefois une forte hétérogénéité par région.

Une évolution du mode de gestion de l’interculture impulsée par la réglementation

Au cours des 16 années explorées (2001-2017), l’extension des couvertures végétales, jusqu’à 45 % des surfaces de grandes cultures, concerne principalement les repousses du précédent (25 %) et les cultures intermédiaires (20 %) au détriment principalement des sols nus en interculture longue (15 %).

Ces évolutions sont à mettre en parallèle avec l’évolution de la législation avec notamment en 2012 l’obligation de couverture hivernale des sols dans 100 % des zones vulnérables.

Evolution réglementaire dans la période :

• 1^ère Directive nitrate européenne 1191 transposée par un décret 1993 France : délimitation zone vulnérable et corrections des apports fertilisants.
• 2^ème programme d’action (2000) renforcé en 2003, et surtout la procédure contentieuse (Commission européenne contre État français en 2011) (pour l’ouest en particulier) : impose des couverts végétaux dans les bonnes pratiques agricoles sur interculture de Zone d’Application Complémentaires (ZAC).
• 4^ème directive nitrate (2012) : la couverture hivernale des sols est obligatoire pour couvrir 100 % des sols nus l’hiver en zone vulnérable, hors dérogation.
• 5ème programme d’actions (2014) :
  • Interculture longue (moins de 20 % de repousses).
  • Interculture courte (après colza un mois de repousses minimum, après culture récoltée avant le 15 juillet (un CIPAN) : destruction mécanique (dérogation : TCS, légumes…).
• Verdissement de la PAC à partir de 2015 : conditions d’éligibilité des couverts au status de SIE :
  • pas de repousses,
  • semis d’un mélange de deux espèces minimum,
  • destruction mécanique sans dérogation.

Des pratiques de gestion des couverts également en évolution

La figure ci-dessous montre l’évolution des espèces implantées en couvert.

Si la moutarde représente plus de 50% des surfaces en 2001 et ce jusqu’en 2014, elle diminue fortement sur la fin de la période étudiée. Elle est principalement remplacée par des mélanges d’espèces avec ou sans légumineuses.

Les périodes d’implantation restent assez tardives et postérieures au 15 août (Figure de gauche ci-dessous). Les destructions (majoritairement mécaniques dans les enquêtes 2017) sont variable. Mais pour près de 50 % des surfaces promises à une culture de printemps, les couverts sont détruits au plus tard en décembre.

Trois types de couverts ont été identifiés :

1. Type 1  « Couvert réglementaire CIPAN » implanté entre une céréale et une culture de printemps et détruite précocément. En 2017, il représente 37 % des surfaces.
2. Type 2 « Couvert de légumineuses en pur ou mélange » implantée plus précocément, maintenue plus tardivement et avec une destruction chimique plus fréquente. En 2017, il représente 50 % des surfaces.
3. Type 3 « Couvert de graminées ou autres espèces implanté entre 2 maïs ». En 2017, il représente 13 % des surfaces

Des disparités régionales

Si la Bretagne a précocément mis en place des couverts végétaux, ils se sont développés depuis dans le Centre, en Bourgogne, en Champagne Ardennes et Lorraine.

Quand on évalue la part des différents types de couverts (cultures intermédiaires, cultures dérobées, repousses et sol nu), on peut dégager différentes zones au profil assez marqué. Ces différences sont liées aux systèmes de production et à un historique, lié à l’extension des zones vulnérables.

• Une zone Centre France où « sol nu » et « repousses » principalement de colza sont très dominants. L’assolement y est dominé par les cultures d’hiver induisant peu de surfaces en interculture longue avec obligation d’implanter un couvert.

• Une zone Nord France où l’on trouve beaucoup de cultures intermédiaires de type 1 et 2 et peu de repousses. Elle correspond à la zone de production de la betterave sucrière fréquemment précédée par l’implantation d’une moutarde en culture intermédiaire.

• Une zone Ouest offrant une grande diversité de types de couverts. Cette zone se caractérise par une part importante de maïs, mais aussi par une orientation élevage expliquant la présence de dérobées.

• Une zone Sud où les couverts, quand il y en a, sont des couverts de type 3 ou 2. Cet ensemble recouvre à la fois des zones de côteaux argileux avec des sols fréquemment laissés nus et des zones de maïs culture.

Source pour rédiger l’état des lieux des pratiques liées aux couverts végétaux en France

BALLOT R. et al (2022), Evolution des surfaces de couverts végétaux en France : état des lieux statistique. Revue AE&S 12-1 gestion des adventices : quelles opportunités et quels effets de couverts végétaux.

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Se passer de labour en agriculture biologique (AB) reste un grand défi pour les agriculteurs bio. Le projet SUSTAIN avait pour objectif d’évaluer, en systèmes AB, les effets de la réduction du travail du sol sur la qualité et les services rendus par les sols. Pour cela, il s’est appuyé sur l’analyse de données collectées durant 15 ans sur la station de Kerguéhennec en Bretagne.

Il en ressort que le travail réduit du sol améliore les services de régulation et de soutien. Il permet une réduction de l’érosion et du transfert d’éléments de 70 à 90 %. Sur le long terme, le travail réduit du sol n’a aucun effet significatif sur les stocks en carbone des sols. Mais, il modifie leur répartition avec une plus forte accumulation en surface. Comparé au labour, le travail réduit du sol ne modifie pas la biomasse microbienne totale. Toutefois, il en modifie sa distribution spatiale. Par ailleurs, il a des effets positifs sur les populations de lombrics.

La biomasse croît de + 40 à + 60 %. De plus, il augmente la richesse et la régularité des espèces en favorisant les lombrics anéciques et épigéiques. Toutefois, ses effets sur le niveau de production culturale sont plus variables, de l’ordre de –10 % à +7%. De plus, ils sont fortement liées au type de culture et aux autres pratiques culturales. Ainsi, la diminution de la profondeur et de la fréquence du travail du sol est généralement bénéfique si elle s’accompagne d’une gestion adaptée de la matière organique (cultures de couverture, résidus, rotation, déchets organiques) et d’une réflexion contextualisée aux cultures, types de sol et climat local.

Une comparaison de quatre modalités de travail du sol en système Agriculture Biologique

L’essai a été conduit sur la station expérimentale de Kerguéhennec en Bretagne. Ce site est subdivisé en quatre blocs et géré selon les règles de l’Agriculture Biologique. Il présente un sol glaiseux avec un taux de matière organique élevé de 4 % et un pH de 6. La rotation appliquée est maïs/triticale/sarrasin/pois/triticale /luzerne deux ans/triticale/maïs/blé. La fertilisation organique se fait avec du fumier ou lisier de porcs.

Dans chaque bloc, quatre techniques de travail du sol ont été comparées depuis 2003 :

• LC = labour conventionnel à 25 cm
• LA = labour agronomique à 15 cm
• C15 = travail réduit à 15 cm
• C8 = travail superficiel à 8 cm

Différents paramètres ont été mesurés :

• Chimiques : carbone, azote, phosphore, matière organique
• Physiques : densité et conductivité hydraulique
• Biologiques : vers de terre, nématodes et biomasse microbienne

Principaux résultats obtenus

Comparé au labour conventionnel, le travail réduit du sol ne modifie pas la biomasse microbienne totale mais modifie sa distribution spatiale en concentrant les microorganismes à la surface du sol. Ainsi, après 10 ans de travail minimum, la biomasse microbienne augmente de 19 % dans l’horizon 0 – 15 cm.

Le travail réduit a un effet positif sur les populations de lombrics avec une augmentation de la biomasse en g/m² de 40 à 60 %. Il favorise principalement les espèces anéciques et épigéiques. Se nourrissant des résidus en surface, ces catégories écologiques accèlerent la décomposition des matières organiques. Les espèces anéciques, qui forment de grandes galeries verticales dans le sol, améliorent également la capacité d’infiltration hydrique des sols.

Le projet SUSTAIN a confirmé que les systèmes avec travail réduit du sol diminuaient à la fois l’érosion et le transfert d’éléments (pesticides et phosphore particulaire) grâce à une meilleure couverture du sol par les plantes et les résidus végééaux. Les essais montrent globalement une réduction de 70 à 90 % des phénomènes d’érosion et de ruissellement. Toutefois, on observe de fortes variations en fonction des cultures. Le ruissellement est considérablement plus faible en cultures de printemps (exemple : maïs) avec un travail réduit, qu’en cultures d’hiver (exemple : blé). Cela s’explique notamment par les conditions spécifiques à la saison (humidité du sol élevée, évènements pluvieux plus marqués).

Après 5 et 10 ans, le travail réduit du sol n’a aucun effet significatif sur le stockage de carbone mais modifie sa répartition, la matière organique ayant tendance à s’accumuler en surface du sol. Par ailleurs, les émissions de N₂O liées à la réduction du travail du sol, généralement plus élevées au moment du changement de systèmes se réduisent après une dizaine d’années (- 26 %).

Des études globales regroupant différents types de cultures, climats et sols montrent que l’impact du travail du sol réduit sur la production est généralement négatif de l’ordre de – 5 %. Le projet SUSTAIN a mis en évidence que ces modifications de rendement sont toutefois très variables, de négatives à positives, et qu’elles sont surtout étroitement dépendantes des cultures, de l’année et des autres pratiques mises en œuvre.

Ainsi, le travail réduit n’a pas eu de conséquence sur le rendement des cultures telles que le colza ou l’association trèfle-graminées. A l’inverse, pour le blé, les rendements étaient en moyenne inférieurs de 10 % en semis direct mais ils retrouvaient des valeurs proches du labour dans le cas du travail réduit.

Le projet SUSTAIN montre qu’aucune des quatre techniques de travail du sol en AB n’a un profil favorable sur l’ensemble des paramètres mesurés. Concernant les critères agronomiques, l’avantage est au labour conventionnel.

Pour la qualité chimique et physique, c’est le travail réduit qui est le plus favorable mais il impacte plus fortement les critères agronomiques notamment en raison d’une plus forte concurrence par les adventices.

Enfin, pour la composante biologique, c’est le labour agronomique qui est le plus favorable notamment pour la biomasse microbienne.

Sources des effets du non labour sur la qualité et les services écosystémiques des sols en systèmes Agriculture Biologique

PERES Guénola., 2022. Do reduced tillage practices applied under organic faming represente a realistic approach to maintain soil biological, physical and chemical quality and the linked ecosystem services, 29, 239-274

PODESTA Gwenaël, 2016. Résumé rapport projets SNOWMAN

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