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Effets à long terme des fertilisants sur les sols : l’essai des 42 parcelles

L’essai des 42 parcelles, installé à l’Inra de Versailles depuis 1928, est un dispositif qui permet d’évaluer sur le long terme l’effet des fertilisants sur la structure et la composition des sols. Cet essai de longue durée et sa collection d’échantillons sont uniques au monde, avec une grande valeur patrimoniale pour la recherche.

Vue d'ensemble du dispositif expérimental de longue durée, dit « les 42 parcelles », mis en place en 1928 sur le site de Versailles (78).
Ce dispositif a pour objectif de déterminer les effets de l'application prolongée des principaux engrais à base d’azote, de phosphore et de potassium, ainsi que d’amendements organiques et calcaires sur la composition et les propriétés physiques des sols de limons éoliens, caractéristiques du Bassin parisien et du Nord de la France. Il joue également un rôle dans l’enregistrement de la qualité environnementale (accumulation et devenir de retombées atmosphériques de micropolluants métalliques et de radioéléments).Il est accompagné d’une collection d’échantillons de terre prélevée régulièrement.. © INRA, CROUZET Olivier
Par Pascale Mollier
Mis à jour le 28/10/2016
Publié le 14/10/2016

Comparer l’effet des différents fertilisants sur la structure et la composition des sols

L'usage de fertilisants chimiques s'est développé dans le contexte d'après-guerre pour relancer l'agriculture, avec un modèle d'intensification des cultures. Or, dans ces conditions, la plupart des sols sont fragiles, comme les sols sur lœss, qui représentent environ un tiers des sols de France. Ils sont utilisés majoritairement pour les grandes cultures céréalières, du fait de leur bon niveau de fertilité. En cas de surexploitation, ces sols présentent des risques d’acidification, de battance et d’érosion superficielle.

 A partir de ce constat, Albert Demolon, Stéphane Hénin et Henri Burgevin ont eu l’idée originale d’étudier l’impact des fertilisants sur la composition et les propriétés des sols nus, au lieu d’étudier cet impact sur les cultures, ce qui était déjà fait par ailleurs.

Pour cela, ils ont mis sur pied à Versailles, dès 1928, l’expérience de longue durée dite des 42 parcelles. On y teste 16 traitements différentes en duplicat, et 10 parcelles sont sans apport aucun. Des échantillons de chaque parcelle sont ainsi collectés depuis mars 1929 et une banque d’échantillons a été constituée. On a pu ainsi comparer, pour des niveaux de fertilisation identiques, l’effet de différents fertilisants :

  • engrais azotés, phosphatés et potassiques, utilisés pour fournir aux plantes les éléments dont elles ont besoin
  • amendements basiques et organiques visant à améliorer la structure des sols.  

 Dix années suffisent à acidifier un sol

 L’application d'engrais ammoniacaux (nitrate, phosphate et sulfate d’ammonium) sur un sol agricole a provoqué en dix ans une diminution du pH de 6,5 à une valeur d’environ 4,3, une valeur observée plutôt pour des sols de forêt.

A contrario, l’apport de chaux vive ou de calcaire broyé, c’est à dire la pratique ancestrale du « chaulage » conduit à l’effet inverse. Le pH du sol devient alors comparable à celui d’un sol développé sur roche calcaire. Cette pratique favorise une grande stabilité vis à vis des eaux de pluies et des conditions favorables d’aération et d’infiltration pour l’eau.

 Effets de la circulation automobile, des pluies, des jachères nues

 Cette collection est valorisée à des fins souvent très éloignées de l’objectif initial de l’expérience, par exemple :

  • la présence de métaux accumulés dans les sols et dont on peut suivre la teneur et la nature depuis l’ère automobile (présence de plomb dans l’essence)
  • l’acidification des sols du seul fait des apports d’acide atmosphérique (baisse du pH de 1,5 unité de pH en 85 ans)
  • Baisse de la teneur en carbone organique jusqu'à 75% par rapport à l'état initial en 80 ans.
Contact(s)
Contact(s) scientifique(s) :

  • Folkert van Oort UMR1402 ECOSYS Ecologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes
Département(s) associé(s) :
Environnement et agronomie, Santé des plantes et environnement
Centre(s) associé(s) :
Versailles-Grignon

Références

- Pour les impacts de traitements sur les propriétés des sols :

Van Oort F. et al. 2016. Dernières nouvelles de 42 vieilles parcelles - Indicateurs d’évolutions pédologiques centenaires dans un sol limoneux nu, sous contrainte d’applications continues de matières fertilisantes. Étude et Gestion des Sols, 23, 143-162.

- Pour les retombées d'éléments métalliques (Pb) /radioactifs (Cs137) :

Semlali RM. et al. 2004. Modeling lead input and output in soils by using lead isotopic geochemistry. Environmental Science & Technology, 38, 1513-1521.

Monna F. et al. 2009. Modelling of 137Cs migration in soils using an 80-years soil archive. Role of fertilizers and agricultural amendments. Journal of Environmental Radioactivity, 100, 9-16.

- Pour la baisse de la teneur en matières organiques :

Barré P. et al .2010. Long-term bare fallow experiments offer new opportunities for the quantification and the study of stable carbon in soil. Biogeosciences, 7, 3839-3850.

Lire le rapport 2013 :

Essai des 42 parcelles

Collection d'échantillons de terre prélevée régulièrement dans les parcelles du dispositif expérimental de longue durée, dit « les 42 parcelles », mis en place en 1928 sur le site de Versailles (78). Archivage de la collection historique des échantillons de sol, avec les premiers prélèvements du 14 mars 1929…
Ce dispositif a pour objectif de déterminer les effets de l'application prolongée des principaux engrais à base d’azote, de phosphore et de potassium, ainsi que d’amendements organiques et calcaires sur la composition et les propriétés physiques des sols de limons éoliens, caractéristiques du Bassin parisien et du Nord de la France. Il joue également un rôle dans l’enregistrement de la qualité environnementale (accumulation et devenir de retombées atmosphériques de micropolluants métalliques et de radioéléments).. © INRA, BREUIL Sébastien

Une collection d’échantillon unique au monde

Au total, environ 2500 échantillons ont été archivés depuis le début de l’expérimentation en1928. Plusieurs projets de recherches nationaux et internationaux  font  aujourd’hui  appel  à  des échantillons, récents ou historiques, afin de mener des études chronologiques en relation avec les différents types d’intrants.

Le dispositif des 42 parcelles est en outre un outil pédagogique très utilisé à destination des agriculteurs, des enseignants et des élèves des écoles primaires et secondaires.