Circulation de l’eau dans les sols

Moins de travail du sol, plus de couverture végétale : quels effets sur le stockage et la circulation de l’eau dans les sols ?

Moins de travail du sol et plus de couverture végétale, quels sont les effets sur le stockage et la circulation de l’eau dans les sols ? Le projet BAG’AGES tente de répondre à cette question.

Le projet BAG’AGES est un projet de recherche. Ce projet évalue les effets de l’agroécologie sur l’eau et les milieux aquatiques du bassin Adour-Garonne. Il vise à déterminer si les pratiques agroécologiques peuvent permettre de mieux gérer les flux d’eau et d’améliorer la qualité de l’eau, le tout avec une rentabilité économique comparable, voire meilleure, à celle obtenue avec des pratiques conventionnelles. Les pratiques agroécologiques prises en compte dans le projet sont donc de quatre types :

  • allongement des rotations,
  • utilisation des Cultures Intermédiaires Multi Services (CIMS),
  • simplification du travail du sol,
  • agroforesterie.

Les effets attendus de ces pratiques vis-à-vis du cycle de l’eau sont alors :

  • barrage de la plante (moins de ruissellement),
  • guide pour la pénétration de l’eau dans le sol le long du système racinaire,
  • éponge pour une meilleure rétention autour du système racinaire,
  • structuration du sol par la présence permanente de racines dans les sols et des mycorhizes. Ceci serait grâce à l’apport de rhizodépôts et in fine de MO.

Pour valider ces effets, cinq années d’expérimentations, d’enquêtes et de modélisation ont été menées. Elles ont démontré que les pratiques agroécologiques permettent bien une :

  • meilleure rétention de l’eau dans les sols,
  • augmentation et une plus forte stabilité des capacités d’infiltration des sols,
  • alimentation en eau des nappes comparativement aux sols régulièrement travaillées.

Une augmentation de la taille de réserve utile en eau sur les horizons de surface

L’analyse des profils de rétention verticaux et les tests pénétrométriques ont montré que les systèmes agroécologiques (AC) présentent une perte de volume mésoporal. Cette perte est due à un tassement naturel. Alors qu’en système labour, on observe une perte de volume macroporal, au-delà de 25 cm de profondeur. Cette perte correspond alors à la semelle de labour.

Profils de rétention et tests pénétrométriques
Profils de rétention et tests pénétrométriques

Les systèmes agroécologiques ont également un plus grand potentiel de remontées capillaires et une plus forte sorptivité (capacité à infiltrer les eaux de pluies intenses) que les systèmes avec labour.

Les essais montrent une augmentation de la réserve utile (RU) en eau des sols allant de 10 à 15 %. Mais elle se situe principalement sur les horizons de surface (0 à 10 cm), sans forcément noter d’augmentation de cette RU en profondeur.

Réserve utile (RU) en eau des sols
Réserve utile (RU) en eau des sols

Un réseau poral différent entre systèmes AC et systèmes labour

Le sol en système AC se caractérise par davantage de connexions verticales grâce à des biopores de longueur variable.

Le graphique ci-dessous (à gauche) montre toutefois une moindre capacité à stocker de l’eau en profondeur que les systèmes labour. Cette moindre capacité est due au fait de la décroissance du volume macroporal.

Tests de stabilité structurale normalisés
Tests de stabilité structurale normalisés

Par contre, les tests de stabilité structurale (cf graph droit) ont mis en évidence une meilleure stabilité des agrégats dans les systèmes AC. Cette stabilité s’explique principalement par une présence accrue, dans ces systèmes, de composés biologiques (notamment la glomaline). Ils confèrent alors aux particules du sol des propriétés hydrophobes et les protègent ainsi de la désagrégation par l’eau.

Le projet BAG’AGES a démontré que les pratiques agroécologiques permettent :

  • meilleure rétention de l’eau dans les sols avec un accroissement de l’ordre de 10 à 15 % en cas de combinaison couverture végétale maximale + arrêt du travail du sol par rapport à des sols régulièrement labourés.
  • augmentation et meilleure stabilité des capacités d’infiltration des sols
  • augmentation de la transpiration par la longue présence de plantes vivantes sur le sol. Cette augmentation peut alors réduire le drainage de 15 à 60 mm/an selon la biomasse des couverts présents et leur date de destruction sans toutefois pour trois années sur quatre d’incidence sur la culture suivante.

Conclusion

Il est probable qu’une plus grande quantité d’eau traverse les sols pour réalimenter les nappes comparativement aux sols régulièrement travaillés sur lesquels une forte part de l’eau circule en surface, assez rapidement, vers les rivières. Par ailleurs, la baisse de l’évaporation de l’eau du sol, du fait de la couverture du sol, et l’amélioration de l’infiltration de l’eau favorisent aussi la minéralisation. Sur la question du carbone, le non travail et les couverts végétaux, même de courte durée, permettent de stocker du carbone dans les sols (à hauteur de 50 à 100 g C/m²/an). Cet effet est toutefois plus faible sur les sols déjà riches en matières organiques. Enfin, les couverts permettent d’augmenter l’albédo de surface entrainant un refroidissement local.

Sources :

Webinaire AFA « Moins de travail du sol, plus de couverture végétale : quels effets sur le stockage et la circulation de l’eau dans les sols ? » 25 février 2022

Brochure projet BAG’AGES 2021

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