La fertilité du sol, vitale pour l’agriculture et la société

02_Hauptbild Titelstory Carole Parodi_web
Sokrat Sinaj dirige la recherche en nutrition des cultures agricole.

Qu’est-ce qu’un sol fertile ? Comment préserver et augmenter sa fertilité ? Trois équipes de recherche d’Agroscope auscultent les sols et développent des pratiques agricoles productives et favorisant la fertilité du sol.

Légumes, fruits, céréales, viande, eau potable, 95% de notre alimentation trouve son origine dans le sol. Mais au-delà de la production agricole, le sol remplit des fonctions vitales pour la planète : réservoir d’éléments nutritifs pour les végétaux, habitat pour plus d’un quart des espèces vivantes (biodiversité), fonctionnement des écosystèmes avec entre autres les cycles du carbone, de l’azote et de l’eau, filtrage, captation et stockage de l’eau de même que séquestration de grandes quantités de carbone hors de l’atmosphère (captation de gaz à effet de serre).

Dans un pays comme la Suisse, les terres agricoles constituent une ressource très limitée.

Il est donc essentiel pour l’agriculture et la société de comprendre comment fonctionnent les sols et comment promouvoir leur fertilité.

Dans ce but, Agroscope axe son travail de recherche notamment sur des essais de longue durée sur des parcelles de grandes cultures des sites de Changins et de Reckenholz ainsi que sur des approches innovantes centrées sur le microbiome du sol.

Le carbone organique, clé de la fertilité

Réalisé en 2018, un bilan des recherches menées par Agroscope sur une période de plus de 50 ans démontre qu’à long terme les apports d’engrais de ferme et les résidus de culture fournissent au sol d’importantes quantités de carbone organique. Ce paramètre joue un rôle clé pour la fertilité du sol et pour la séquestration du gaz carbonique. Toutefois, seul un apport conséquent de fumier conduit à une augmentation significative de la teneur en carbone organique et à une augmentation du rendement des cultures. L’influence de différents types de travail du sol – labour, travail réduit, semis direct – sur la fertilité est avérée et tous les procédés provoquent une diminution de la teneur du carbone organique. Cependant un travail réduit du sol permet d’atténuer cet effet. Les trois types de travail du sol génèrent à long terme des rendements similaires. Quant à la rotation des cultures, cette pratique n’amène pas de bénéfice au niveau du carbone organique du sol, mais génère des rendements plus élevés à court comme à long terme. En conclusion, des apports d’engrais organiques réguliers, une réduction du travail du sol et une rotation diversifiée permettent, ensemble, de maintenir à long terme la fertilité du sol et le rendement des grandes cultures.

Comment régénérer un sol tassé ?

Environ un tiers des sols suisses souffrent de tassements. La compression survient lors de l’utilisation de machines toujours plus lourdes sur des sols détrempés, ce qui altère la structure des sols. La circulation de l’air et de l’eau ainsi que le développement des racines et des organismes sont entravés. En termes de prévention, l’évaluation du risque avant le passage avec des machines lourdes permet de minimiser les tassements. Mais que faire lorsqu’un sol est tassé ? Les recherches portent sur le potentiel d’amélioration de différentes pratiques agricoles. En effet, le travail du sol ne suffit pas à rétablir la structure. Il s’agit aussi de pratiquer une rotation avec des plantes qui s’enracinent profondément, d’amener des engrais organiques pour nourrir les organismes du sol et favoriser les processus naturels. Ces mesures sont également importantes pour une teneur optimale en humus, elle-même essentielle pour la fertilité du sol. C'est pourquoi Agroscope a développé un logiciel sur le bilan humique utilisé par les agriculteurs-trices pour évaluer et gérer la teneur en matière organique des sols par des pratiques adéquates telles que la rotation, les apports d’engrais organiques et les cultures intermédiaires.

Fertilité et systèmes de culture

Une recherche menée à l’échelle internationale sur une période de 10 ans compare différents systèmes de grandes cultures – agriculture conventionnelle avec et sans labour, agriculture biologique avec labour et en semis enfouis – en terme de rendement et d’impact écologique. De nombreux paramètres ont déjà été observés tels que la productivité, le bilan en éléments nutritifs, la biodiversité bactérienne, la sensibilité à l’érosion et la captation du carbone.

Après 4 ans, les premiers résultats démontrent que les pratiques sans labour et la production biologique influencent positivement les fonctions du sol et le bilan énergétique.

Malgré ces avantages écologiques avérés, les rendements sont encore moins élevés. C'est pourquoi les chercheurs-euses d'Agroscope étudient actuellement quelles pratiques agricoles peuvent combiner bons rendements et avantages écologiques. La recherche aborde également le potentiel des microorganismes du sol pour diminuer l’apport d’engrais.

Les atouts du microbiome du sol

Les microorganismes du sol jouent un rôle clé pour la fertilité du sol et la croissance des plantes. Par exemple, les bactéries symbiotiques du trèfle amènent de l’azote en quantité importante et les mycorhizes (associations symbiotique entre champignons et racines) mobilisent des volumes considérables de phosphore et de microéléments.

Les recherches menées par Agroscope consistent à comprendre les processus biologiques du sol et à identifier les bactéries et les champignons utiles au microbiome de la rhizosphère. Des expériences en laboratoire dans des systèmes modélisés démontrent qu’une augmentation de la biodiversité et de la vie du sol favorise l'assimilation des éléments nutritifs par les plantes et réduit les pertes dues au lessivage. Avec l’objectif d’améliorer la fertilité des sols, des essais d'inoculation avec des mycorhizes sont en cours de réalisation sur plusieurs parcelles de maïs. Dans certains champs, une augmentation de 30% du rendement a pu être observée, alors que dans d’autres, aucun effet n’a été constaté. Dans le cadre d’un autre projet, des préparations de microorganismes bénéfiques au sol et disponibles sur le marché ont été testées. Il ressort que la qualité de ces produits commerciaux est très variable, allant même jusqu’à 50% de quantité de microorganismes non viables.

Selon ces résultats, la qualité des préparations est insuffisante et un système d’assurance qualité devrait être mis en place.

Ces exemples de recherches actuelles sur le sol montrent comment Agroscope travaille pour développer des réponses aux problèmes concrets de fertilité du sol, d’utilisation efficace des ressources, de tassement et d’amélioration du sol en tant que support de vie. Les essais de longues durées notamment constituent un outil précieux pour comprendre, modéliser et valider l’impact de différentes pratiques agricoles. Les efforts se poursuivent avec l’objectif d’offrir des solutions pratiques pour assurer la fertilité des sols agricoles de façon durable.


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Logiciel sur le Bilan humique

La teneur en humus d’un sol est capitale pour sa fertilité. Elle est considérablement influencée par le mode d’exploitation. Le logiciel sur le bilan humique permet d’estimer si le mode d’exploitation actuel (PER ou Bio) maintient la teneur en humus à un niveau stable, la stimule ou s’il existe un risque de perte d’humus.