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HARICOT en semis direct sous couvert. expérimentation à Ponta Grossa (Brésil). © INRA, Stéphane de Tourdonnet

L’agriculture de conservation : faut-il labourer le sol?

Des résultats originaux : la décomposition des mulch

Dans le cadre du projet PEPITES, des résultats originaux ont été obtenus sur les processus encore peu étudiés de décomposition des mulch, qui enrichissent le sol en matière organique. Les mulch, résidus végétaux issus des cultures précédentes, se décomposent d’autant plus vite qu’ils retiennent mieux l’eau et qu’ils sont soumis à un régime de pluie régulier.

Par Pascale Mollier
Mis à jour le 04/03/2014
Publié le 12/11/2013
Les échantillons de sols et de mulch sont prélevés dans des colonnes et soumis à des températures contrôlées et à un simulateur de pluies. Les chercheurs mesurent l’évolution de la biomasse végétale du mulch, son humidité, sa teneur en carbone et en azote.. © Inra, Akhtar Iqbal et Sohaib Aslam
Les échantillons de sols et de mulch sont prélevés dans des colonnes et soumis à des températures contrôlées et à un simulateur de pluies. Les chercheurs mesurent l’évolution de la biomasse végétale du mulch, son humidité, sa teneur en carbone et en azote. © Inra, Akhtar Iqbal et Sohaib Aslam
 

La couverture du sol est un des trois piliers de l’agriculture de conservation. Ces couverts peuvent être soit des cultures intermédiaires vivantes, soit des « mulch », formés par les résidus des cultures précédentes qui s’accumulent à la surface des sols. Conserver des mulch pendant l’interculture permet de lutter contre l’érosion, mais aussi de maintenir une humidité appréciable dans les régions sèches, d’enrichir le sol en matières organiques, d’empêcher éventuellement la repousse des mauvaises herbes si le mulch est suffisamment dense.

 Des indicateurs d’efficacité des mulch

Les mulch sont dégradés par les microorganismes du sol. Cette dynamique de décomposition est déterminante car elle conditionne l’aptitude des mulch à remplir leurs fonctions, mesurable par différentes grandeurs comme le taux de couverture et la durée au sol, les quantités d’azote et de carbone organique fournies au sol, l’adsorption et la dégradation des pesticides. Des chercheurs de plusieurs équipes de l’Inra ont mis au point un modèle qui permet de calculer ces grandeurs clés, pour différentes plantes et selon différentes conditions de sols et de climats. « Nous avons adapté un modèle existant (PASTIS) et  obtenu des résultats originaux, car la plupart des modèles simulant les processus dans le sol ne prennent pas en compte les mulch » explique Patricia Garnier.

 Un paramètre clé : la capacité de rétention d’eau du mulch

« Nous avons montré que la capacité de rétention d’eau d’un mulch est un facteur déterminant pour sa dynamique de décomposition. Il se décompose plus vite s’il capte et conserve l’eau de pluie. Par exemple, un mulch composé d’une association entre maïs et dolique conserve mieux l’humidité qu’une association entre blé et luzerne et va donc être dégradé plus vite par les microorganismes ».

C’est un résultat original car jusqu’à présent, on considérait plutôt que la décomposition dépendait des propriétés biochimiques des végétaux, ce qui est bien le cas dans les situations où les résidus végétaux sont incorporés par labour. Quand les végétaux restent en surface, les paramètres physiques, comme la rétention d’eau, deviennent prépondérants par rapport aux propriétés biochimiques. Dans le cadre du projet PEPITES, les chercheurs ont montré qu’il suffit de mesurer la densité de la plante (masse/volume) pour connaître sa capacité de rétention d’eau.

Ces résultats devraient permettre de raisonner le choix des espèces en fonction des objectifs visés : si on veut lutter contre l’érosion, il vaut mieux des mulch qui restent plus longtemps au sol, donc à décomposition lente, alors que ce sera le contraire si on privilégie l’enrichissement rapide du sol en azote minéral pour la culture suivante.

 Autre facteur déterminant : le régime des pluies

Le régime des pluies est déterminant pour la dynamique de décomposition des mulch. Les pluies fréquentes de nos climats accélèrent la décomposition du mulch qui reste souvent humide. Dans les régions tropicales où les pluies sont fortes, mais espacées par des périodes de forte évaporation, le mulch reste sec et la décomposition est ralentie. Sous un régime de pluies continues, les mulch peuvent se décomposer aussi vite en surface que s’ils sont enfouis par labour.

Quant aux pesticides, les mulch peuvent les intercepter et les dégrader. Les conditions tropicales sont plus propices à un lessivage des pesticides du mulch vers le sol, ce qui peut accentuer leur transfert vers les nappes phréatiques. Un risque important de lessivage des pesticides existe aussi en conditions sèches et sols argileux où peuvent se créer des « fentes de retrait ».

 Raisonner le choix des couverts

Le modèle permettra de choisir les couverts les plus appropriés à des conditions données de sol et de climat. Il peut s’appliquer à toutes sortes d’espèces de nos pays : blé, maïs, pois, luzerne, soja, etc. mais aussi à des espèces tropicales : dolique (Dolichos lablab), Stylosanthes, riz, Cajanus, Braccharia. « On peut aussi tester virtuellement des associations d’espèces, dont le comportement ne peut être déduit de la simple addition des propriétés de chacune d’entre elles » conclut Patricia Garnier.

 Voir la présentation de Sylvie Recous et Patricia Garnier (Séminaire final PEPITES, Montpellier, 27-28 juin 2013) :

Dynamique des matières organiques dans les so

Contact(s)
Contact(s) scientifique(s) :

Département(s) associé(s) :
Environnement et agronomie, Caractérisation et élaboration des produits issus de l’agriculture
Centre(s) associé(s) :
Versailles-Grignon, Hauts-de-France

Références

- Iqbal A.,  Beaugrand J., Garnier P. Recous S. 2013. Tissue density determines the water storage characteristics of crop residues. Plant and Soil, 367 : 285-299.

- Aslam S., Garnier P., Rumpel C., Parent S E., Benoit P. 2013. Adsorption and desorption behavior of selected pesticides as influenced by decomposition of maize mulch. Chemosphere, 91 : 1447-1455.

- Aslam S. 2013. Modeling the impact of decomposing mulch on pesticide dynamics in conservation agriculture. Thèse de doctorat Ecole Doctorale Abies. 187 pages.

- Iqbal A. 2013. Effet de la nature et décomposition des mulch de résidus végétaux sur les services assurés par les sols en agriculture de conservation. Thèse de doctorat Université de Reims. 225 pages.