Le sol vivant en serres chauffées et en climat méditerranéen, par François Mulet
Rendez-vous à Elne (66) pour le festival des Rencontres de l'Agroécologie du bassin méditerranéen, organisé par Arbre et paysage 66.
Suivez nos actions sur notre site https://ap66.org et sur notre page facebook
Pour contribuer à nos missions, vous pouvez nous soutenir sur
https://ap66.org/don-et-mecenat/
Vous retrouverez dans cette vidéo une explication des racines et des microbes dans la gestion de l'eau, par Marc-André Sélosse, intervenant lors du festival !
Introduction
François Mulet présente ici une courte introduction à une formation plus longue en cours de développement sur la variabilité de l’intensité du cycle de la fertilité selon les contextes pédoclimatiques, en particulier en serres chauffées et en climat méditerranéen.
Dans la démarche « sol vivant », et notamment en maraîchage sur sol vivant, un repère a longtemps été utilisé : celui d’un cycle de la fertilité représentant en moyenne environ 30 tonnes de matière sèche par hectare et par an. Cette quantité correspond à l’ensemble des matières organiques qui doivent revenir au sol, sous différentes formes, afin de nourrir le réseau trophique du sol, sa biodiversité, et notamment les vers de terre.
Cependant, François Mulet insiste sur le fait qu’il s’agit bien d’une moyenne, valable dans des contextes pédoclimatiques européens moyens. Dans la réalité, il existe une forte variabilité selon les situations :
- entre [[climat océanique]] doux et humide ;
- [[climat continental]] plus froid ;
- plein champ, serre froide, serre chauffée ;
- zones très chaudes et sèches comme la Mauritanie.
L’objectif est donc de repenser les curseurs du cycle de la fertilité en fonction :
- de la température ;
- de l’eau disponible ;
- de l’ensoleillement ;
- de la génétique des plantes ;
- et de l’intensité de l’activité biologique du sol.
Le cycle de la fertilité n’est pas fixe
Jusqu’à présent, la référence de 30 tonnes de matière sèche par hectare et par an permettait de dimensionner l’intensité de la ration du sol. Mais cette valeur ne peut pas être appliquée uniformément partout.
François Mulet explique que, selon les contextes :
- en Bretagne, avec peu de gel et une humidité quasi permanente, la production de biomasse et la minéralisation sont plus longues dans l’année ;
- en Normandie ou dans des climats plus continentaux, l’hiver plus long ralentit les processus biologiques ;
- sous serre, en jouant sur la chaleur et l’irrigation, on modifie profondément le contexte pédoclimatique.
Il ne s’agit pas d’un changement total d’ordre de grandeur : on reste dans des dizaines de tonnes. Mais les écarts deviennent suffisamment importants pour devoir être intégrés dans la conception des systèmes « sol vivant ».
L’influence du contexte pédoclimatique
Pour François Mulet, le contexte pédoclimatique repose avant tout sur deux grands facteurs :
- l’eau ;
- le soleil.
Sans eau ou sans chaleur suffisante, les systèmes agricoles ne peuvent pas se développer pleinement. À l’inverse :
- avec beaucoup de soleil mais pas assez d’eau, on obtient un désert ;
- avec assez d’eau et assez de soleil, la biomasse peut se développer spontanément et intensément.
Il rappelle aussi que les déserts peuvent être favorisés ou aggravés par l’activité humaine, par exemple :
- le surpâturage ;
- la déforestation.
Toute la question consiste alors à quantifier les ordres de grandeur de variation de ce contexte pédoclimatique :
- en intensité solaire ;
- en besoins en eau ;
- en adaptation génétique des plantes.
Un enjeu pour développer le sol vivant dans de nombreux contextes
Cette réflexion ne concerne pas uniquement les serres chauffées ou les climats méditerranéens. Elle est utile pour :
- adapter les stratégies de sol vivant à d’autres régions du monde ;
- accompagner des pionniers engagés dans ces démarches au Maroc, en Algérie, en Nouvelle-Calédonie, au Brésil, en Argentine, au Mexique ou encore en Mauritanie ;
- faire évoluer les systèmes français, notamment vers des stratégies de couvert permanent.
François Mulet souligne qu’il ne suffit plus de répéter que « le cycle de la fertilité, c’est 30 tonnes de matière sèche par hectare et par an ». Cette valeur est vraie comme moyenne, mais elle ne suffit pas à décrire tous les contextes.
Le lien avec les couverts permanents
Cette réflexion est également importante pour le développement des stratégies de couvert permanent.
Jusqu’à présent, beaucoup de systèmes compensaient le manque de production de biomasse des légumes par des apports extérieurs de matières organiques. Mais François Mulet observe l’arrivée de nombreux producteurs qui :
- maîtrisent mieux l’irrigation ;
- sont très fins techniquement ;
- souhaitent aller vers des systèmes plus autonomes.
Des essais sont menés sur différentes cultures, y compris :
- des grosses plantes ;
- des semis d’oignons ;
- d’autres implantations plus délicates.
Dans ces systèmes, plusieurs questions apparaissent :
- le couvert permanent peut-il produire suffisamment de biomasse pour nourrir le sol ?
- quelle génétique choisir ?
- comment gérer la concurrence avec la culture principale ?
- quelle quantité d’eau fournir pour alimenter à la fois le légume et le couvert ?
- lorsque le couvert est tondu, fauché ou roulé pour favoriser le légume, la baisse temporaire de production de biomasse est-elle significative ou non ?
Pour réussir, il faut donc adapter :
- la ration du sol ;
- la quantité d’eau ;
- la plante ;
- et même, selon François Mulet, l’activité biologique du sol elle-même.
Adapter aussi l’activité biologique du sol
Un point nouveau mis en avant est qu’il ne suffit peut-être pas de laisser l’activité biologique du sol se redévelopper spontanément. Dans certains contextes, il pourrait être utile :
- d’introduire une biodiversité spécifique ;
- d’apporter des organismes particuliers ;
- de favoriser des espèces mieux adaptées à certaines conditions.
Ce point est apparu particulièrement important dans les travaux menés sur les tomates sous serre.
Des ordres de grandeur différents selon les contextes
Dans un contexte pédoclimatique français moyen, François Mulet retient un besoin de nutrition du sol de l’ordre de :
- 20 à 40 tonnes de matière sèche par hectare et par an.
En revanche, sous serre, les besoins peuvent fortement augmenter :
- 50 à 150 tonnes de matière sèche par hectare et par an.
Selon lui :
- le bas de cette fourchette correspond plutôt à des serres froides performantes, de type chapelle, avec une bonne gestion de l’aération ;
- le haut de la fourchette correspond à des serres chauffées et éclairées.
Dans ces dernières, plusieurs facteurs s’additionnent :
- chaleur permanente ;
- forte activité biologique ;
- présence continue de plantes ;
- minéralisation intense ;
- besoins très élevés pour soutenir une forte production de biomasse et de rendements.
Ainsi, on passe d’une synthèse moyenne autour de 30 tonnes à des systèmes où il faut parfois multiplier cette intensité par 3, 4 ou 5.
Température, eau, lumière et potentiel de biomasse
Les capacités de production de biomasse de tous les systèmes sont régulées principalement par :
- la température ;
- l’eau.
En serre chauffée, même en France, l’ensoleillement devient malgré tout un facteur limitant, ce qui explique le recours à l’éclairage artificiel. Mais malgré cette limite, le potentiel de production de biomasse est beaucoup plus élevé que dans des contextes climatiques plus froids ou moins lumineux.
François Mulet souligne également qu’il faut changer de raisonnement selon les plantes cultivées. Une serre chauffée et éclairée ne demandera pas la même fertilité selon qu’on y cultive :
Le besoin de fertilité dépend de la plante cultivée
Pour François Mulet, le besoin en fertilité d’une plante est lié très directement à sa production de biomasse.
Plus une plante produit de [[matière organique]], plus elle exige :
- un sol fertile ;
- un cycle de fertilité intense ;
- une ration du sol importante.
Exemple donné :
- sous serre chauffée, des poivrons n’ont pas du tout le même potentiel de production de biomasse que des tomates ou des concombres ;
- les tomates et concombres ont un potentiel bien supérieur, parfois du simple au double ou au triple.
Par conséquent, un système sur sol vivant sous serre devra être nourri différemment selon la culture mise en place.
L’exemple extrême de la Mauritanie
François Mulet évoque un projet de production de fourrage en Mauritanie. Là-bas :
- les températures se situent entre 25 et 40 °C toute l’année ;
- l’eau est rare ;
- l’ensoleillement est extrêmement élevé.
Il montre une photo prise au bord du fleuve Sénégal. D’un côté, on trouve des roseaux ou typhas de 3 à 4 mètres de haut ; de l’autre, juste derrière, c’est le désert. Cela illustre que, dès lors que l’eau est présente, le potentiel de production de biomasse devient très élevé.
À partir d’observations de terrain et de la bibliographie, il estime que, dans ce type de contexte, le potentiel de production de biomasse peut atteindre :
- 300 à 400 tonnes de matière sèche par hectare et par an.
Il évoque ici un ordre de grandeur de :
- 1 tonne de matière sèche par hectare et par jour.
Selon lui, c’est probablement l’un des extrêmes observables sur Terre, comparable à certains contextes de forêt tropicale humide.
Une remarque sur la biodiversité
François Mulet fait une remarque importante sur la biodiversité. Dans de nombreuses discussions agricoles, il a le sentiment que tout le monde cherche à maximiser la biodiversité, ce qui est compréhensible. Entre un système dégradé et un système sur sol vivant :
- la biodiversité augmente ;
- les réseaux trophiques s’allongent ;
- la santé des plantes s’améliore.
Mais il rappelle qu’un autre facteur compte fortement : la stabilité du contexte pédoclimatique.
Dans les roselières observées en Mauritanie, par exemple :
- l’eau est toujours présente ;
- le niveau d’eau est stable ;
- le climat est très régulier.
On obtient alors un système très productif, mais pas forcément très diversifié en espèces. À l’inverse, une forêt tropicale humide, avec :
- des montagnes ;
- des rivières ;
- des pentes ;
- des sols variés ;
- des ouvertures de canopée ;
- des perturbations diverses,
présente davantage de biodiversité.
Son idée est donc la suivante :
- la fertilité est nécessaire à la biodiversité ;
- mais la biodiversité dépend aussi de la diversité des micro-contextes ;
- un système très productif et relativement peu diversifié localement n’est pas forcément un drame écologique.
Il cite à ce propos :
- les roseaux ;
- le miscanthus ;
- la canne de Provence,
qui peuvent malgré tout :
- tenir les sols ;
- limiter l’érosion ;
- produire de l’eau propre ;
- fournir beaucoup de biomasse.
Les vers de terre comme indicateur de l’intensité du cycle de la fertilité
Pour piloter ces systèmes, François Mulet s’est demandé comment mesurer l’intensité de l’activité biologique du sol. En s’appuyant sur les travaux de Marcel Bouché, il considère que l’indicateur le plus simple, le plus utile et le plus représentatif est probablement la population de lombriciens.
Les repères donnés sont les suivants :
- population standard de vers de terre en France : environ 1,2 tonne par hectare ;
- besoin de nutrition correspondant : environ 30 tonnes de matière sèche par hectare et par an.
Selon les chiffres cités de Marcel Bouché :
- ces vers de terre remuent environ 1 400 tonnes de terre par hectare et par an ;
- ils produisent aussi de l’azote ;
- environ 70 à 80 % du cycle de l’azote passerait par les lombriciens, principalement via leurs sécrétions.
François Mulet insiste sur ce point : cette activité des lombriciens représenterait une part majeure de l’azote absorbé par les plantes.
Dans une prairie productive, l’ordre de grandeur retenu est :
- environ 800 unités d’azote par hectare et par an absorbées ;
- soutenues par environ 1 tonne de lombriciens ;
- eux-mêmes nourris par les racines, exsudats racinaires et résidus de prairie ;
- soit environ 30 tonnes de matière sèche par hectare et par an.
À partir de là, il propose un raisonnement simple :
- si le contexte pédoclimatique est plus chaud ou plus humide, plus longtemps dans l’année ;
- si l’on cultive une plante plus productive ;
- alors il faudra multiplier d’autant :
- la ration du sol ;
- la population de vers de terre ;
- l’intensité du cycle de la fertilité.
Application aux tomates sous serre chauffée
Le cas de la tomate sous serre chauffée sert ici d’exemple central.
Pour des tomates très productives, visant des rendements de l’ordre de :
- 50 à 70 kg par m²,
François Mulet retient un besoin d’environ :
- 1 500 unités d’azote.
En appliquant les ordres de grandeur issus des travaux sur les lombriciens, il en déduit qu’il faut environ :
- 3 à 4 tonnes de vers de terre par hectare.
Autrement dit, environ trois fois la population standard.
Pour nourrir cette biomasse de vers de terre, il faut alors apporter une ration du sol beaucoup plus importante que la moyenne habituelle :
- autour de 100 tonnes de matière sèche par hectare et par an.
C’est ce qui a été testé dans différents systèmes :
- bacs ;
- andains ;
- nombreuses modalités expérimentales.
Après un an et demi d’essais, François Mulet explique que les résultats confirment largement ces ordres de grandeur :
- quand la population de vers de terre reste trop faible, par exemple autour de 1,5 tonne, un léger déficit en azote apparaît ;
- les tomates poussent moins vite ;
- quand la ration du sol augmente, la population de vers de terre augmente ;
- les tomates retrouvent une croissance et des rendements satisfaisants.
L’intérêt des vers de terre épigés
Dans ces systèmes, une attention particulière est portée aux vers de terre épigés, notamment parce qu’ils se multiplient très rapidement.
Ils sont inoculés dans les bacs afin d’accélérer le redéveloppement d’une activité biologique très intense. Avec de petits inoculums, de l’ordre de :
- 10 kg de vers de terre,
il est possible d’atteindre en :
- 4 à 6 mois
des populations avoisinant :
- 3 à 4 tonnes, voire davantage selon les essais.
François Mulet précise que ces valeurs sont données en équivalent hectare, mais que dans les bacs, la fertilité est en réalité fortement concentrée.
Une astuce pour multiplier rapidement les vers de terre
François Mulet donne un conseil pratique important pour nourrir rapidement les vers de terre, en particulier les épigés.
Le point clé est la granulométrie de la nourriture.
Si les matières carbonées apportées au sol contiennent des morceaux trop gros, supérieurs à environ :
- 5 à 10 mm,
les vers de terre ne peuvent pas les absorber correctement. Même au-dessus de :
- 1 à 3 mm,
l’absorption devient plus difficile.
En revanche, avec des particules inférieures à :
- 0,5 mm,
les vers de terre peuvent les consommer beaucoup plus facilement, sans attendre une prédigestion poussée par les micro-organismes.
Parmi les aliments très efficaces, il cite :
- les granulés organiques utilisables en agriculture biologique ;
- et surtout le granulé de paille, qu’il décrit comme un aliment particulièrement apprécié des vers de terre.
Avec ce type de nourriture, leur multiplication peut devenir extrêmement rapide.
Vers une forme d’autofertilité des cultures
À partir de ces travaux, François Mulet envisage des pistes pour s’approcher progressivement de l’autofertilité dans ces systèmes.
Dans le cas de la tomate, il observe que la culture produit déjà elle-même une quantité importante de biomasse :
- feuilles ;
- tiges ;
- racines.
Il estime qu’on approche peut-être :
- 40 à 50 tonnes de matière sèche par hectare et par an.
La tomate pourrait donc être considérée comme à moitié autofertile. La stratégie envisagée est alors de compléter cette production interne avec :
- des couverts permanents ;
- une meilleure récupération des photons non utilisés ;
- une adaptation génétique et technique du système.
Conduire les tomates en vivaces
Une autre piste testée concerne la conduite de la tomate comme une plante vivace. François Mulet rappelle que la tomate est, à l’origine, une plante vivace.
Les essais en cours consistent à :
- conserver la plante ;
- marcotter régulièrement les lianes dans le sol ;
- couper les anciennes parties aériennes et les vieux systèmes racinaires ;
- suivre les effets à l’aide de capteurs spécifiques.
L’objectif est de voir s’il est possible d’éviter de replanter les tomates et de les maintenir durablement en production. Des réflexions similaires sont engagées ou envisagées pour :
- les poivrons ;
- les aubergines ;
- les concombres.
Autres pistes de travail : nématodes, champignons et réseaux trophiques
Au-delà des serres chauffées, François Mulet travaille aussi à des stratégies transposables à d’autres contextes, notamment :
- pour des serristes ;
- pour des cultures de plein champ ;
- pour des systèmes confrontés à des problèmes de nématodes.
Plutôt que de s’appuyer uniquement sur de très gros apports de compost, il explore l’usage d’intrants carbonés plus ciblés :
- sucres ;
- amidons ;
- huiles végétales,
apportés au pied des plantes afin de redévelopper localement :
- l’activité biologique ;
- les réseaux trophiques ;
- la protection racinaire.
L’objectif est de lutter contre certains problèmes :
- maladies fongiques ;
- nématodes.
À cela peuvent s’ajouter :
- des champignons mycorhiziens ;
- d’autres champignons disponibles dans le commerce.
Dernière perspective : gérer les parasites aériens
Enfin, François Mulet indique qu’il reste encore quelques problèmes de parasites aériens dans ces systèmes.
Il réfléchit donc à des moyens de favoriser certaines populations prédatrices, notamment :
- les arachnides ;
- d’autres insectes auxiliaires.
Les cultures sous serre de tomates ou concombres étant très verticales, elles peuvent offrir un support favorable à ces prédateurs. L’idée serait de développer des réseaux trophiques aériens plus complets, par exemple en favorisant :
- des moucherons ;
- de petits insectes volants ;
- puis leurs prédateurs naturels.
Pour l’instant, il indique se focaliser surtout sur les araignées, avant d’élargir éventuellement à d’autres auxiliaires.
Conclusion
Cette intervention montre que la notion de cycle de la fertilité doit être pensée comme une moyenne à adapter, et non comme une règle fixe. Selon les contextes climatiques, les conditions de culture et les plantes produites, l’intensité nécessaire du cycle de la fertilité peut varier fortement.
Dans les systèmes très intensifs comme les serres chauffées, cela conduit à :
- augmenter fortement la ration du sol ;
- raisonner la population de vers de terre comme un indicateur fonctionnel ;
- adapter la génétique des plantes ;
- piloter plus finement l’eau, la biomasse et l’activité biologique.
Le cas de la tomate sous serre chauffée illustre concrètement cette approche, avec des besoins très supérieurs à ceux d’un contexte moyen, mais aussi avec des résultats encourageants lorsque ces paramètres sont correctement ajustés.
