Matière organique
Les différentes catégories de matière organique, les techniques pour augmenter la teneur de MO dans le sol, ...
En agriculture, la matière organique du sol (MOS) est un mélange complexe de résidus animaux et végétaux, à tous les stades de décomposition, de tissus microbiens vivants et en décomposition et de biomasse hétérotrophe, ainsi que de substances humiques relativement stables. Elle joue un rôle primordial sur la structure, la fertilité et l'activité chimique comme biologique des sols en plus de rendre divers services écosystémiques (séquestration du carbone, support de biodiversité etc.).
Définition
Un sol prend naissance dès lors que la vie végétale et animale vient s’installer dans les débris de la décomposition d’une roche mère. A la mort de ces êtres vivants, leur matière s’incorpore au sol, se mélangeant aux substances minérales. Ils représentent alors les "constituants organiques" ou "matières organiques" (MO).
Différents indicateurs permettent de rendre compte de la qualité d’un amendement organique.
C/N
Le rapport C/N est un des indices de qualité des produits organiques. C'est le rapport de grammes de carbone sur les grammes d'azote. En fonction de leur origine, de leur nature et de leur âge, les MO ont des proportions très variables de carbone et d'azote (ainsi que d'oxygène et d'hydrogène).[1]
| Produit | C/N |
|---|---|
| Protéine | 3 à 4 |
| Bactérie | 4 à 10 |
| Féverole | 12 à 15 |
| Sarment de vigne | 50 à 90 |
| Paille de blé | 70 à 100 |
| Ecorce de bois | 100 à 300 |
| Sure en poudre | infini (pas d'azote) |
Le C/N augmente avec l'âge des plantes (transformation du carbone minéral (CO2) en carbone organique (sucres)). Les plantes accumulent plus de carbone (qui est produit) que d'azote (qui est absorbé au niveau des racines). Plus la plante est vieille, plus elle aura produit de carbone organique et donc plus son C/N sera élevé. Attention cependant car ce rythme d'accumulation diffère grandement entre 2 espèces végétales différentes.
Une idée reçue est qu'un C/N bas correspond à une forte minéralisation. Cela est vrai dans un certain nombres de situation mais pas toutes. Par exemple, le sucre en poudre est plus dégradable que l'écorce de bois, alors que le C/N du sucre est plus élevé. La dégradabilité d'un produit est conditionnée par ses molécules et non pas par son grammage en carbone et azote. C'est pour cela qu'un nouvel indicateur plus fiable a vu le jour : l'ISMO (Indice de Stabilité des Matières Organiques).
- Un produit organique au C/N élevé correspond à une MO à priori jeune.
- A l'inverse, si le C/N du produit est bas, c'est que les MO sont plus vieilles.
Dans les sols, un C/N élevé peut s'expliquer de 2 façons :
- Apports récents de MO fraîche avec un C/N élevé : C/N du sol élevé et forte minéralisation.
- Conditions environnementales défavorables à la vie du sol : pH acide <5, faible température, engorgement en eau, compaction.
Un C/N élevé n'est donc pas forcément signe d'une minéralisation lente, mais plutôt d'une MO jeune ou bloquée dans la minéralisation.
Le C/N élevé n'implique pas non plus une faim en azote. Ce phénomène s'explique par des conditions conjointes :
- Matière organique au C/N élevé.
- MO très digestibles (ex : couverts végétaux, pailles, etc.).
- La MO a été intégrée au sol et non laissée en surface.
- Une quantité d'azote disponible dans le sol trop faible pour nourrir à la fois les plantes et les organismes.
La faim en azote est donc sol et plante dépendante.
A l'inverse, un C/N bas ne fertilise pas toujours bien en azote. En effet, cette fertilisation dépendant de deux conditions :
- C/N bas
- Forte digestibilité du produit organique par les microorganismes du sol
Si le produit organique est stable, le C/N n'aura pas d'importance sur la disponibilité de l'azote (ex : compost, digestats de méthanisation, etc.).
Utilisé seul, ce critère de qualité a ses limites : les recherches montrent que la disponibilité de l’azote dépend davantage de la localisation de cet élément dans les différentes fractions biochimiques (solubles, hémicellulose, cellulose, lignine) que du rapport C/N global du produit.
ISMO
L’ISMO (Indice de Stabilité des Matières Organiques) est un indicateur, mis au point par l’INRA, qui représente le pourcentage de matière organique stable rapporté à son taux de matière organique totale. Il donne donc une indication sur la quantité de matière organique permettant de reconstituer le stock humique du sol. Plus l’ISMO est élevé, plus l’amendement sera stable dans le sol.
Composante essentielle de l’agriculture de conservation, l’augmentation du taux de matière organique des sols est une pratique agroécologique dont les résultats se voient sur le long terme.
Les différentes catégories de MO
Par rapport à une approche fonctionnelle, on peut classer différents types de matières organiques pour différentes fonctions :
| Type de MO | Fonction |
| Matière organique vivante :
végétaux et animaux vivants |
Transformation/minéral |
| Matière organique fraîche :
débris végétaux et animaux |
Substrat énergétique et
croissance/fertilité chimique |
| Matière organique transitoire :
matières évoluées (cellulose réduite, lignine, protéines) |
Substrat énergétique/
fertilité physique (structure du sol) |
| Matière humique (ou stable) :
lignine, cellulose, matières azotées microbiennes |
Fertilité physique
(stabilité à long terme) |
Le cycle de minéralisation de la matière organique
L'activité biologique (dans les sols ou dans des installations de compostage ou de méthanisation) décompose les matières organiques et les transforme en matières minérales : méthane et dioxyde de carbone, eau, et nutriments (azote, phosphore, etc.).
Cette dégradation met à la disposition des plantes une quantité importante d’éléments nutritifs auxquels elles n'ont pas accès sous forme organique.
Les plantes absorbent les éléments minéraux par leurs racines. Ces éléments doivent donc se trouver sous une forme soluble.
Les minéraux présents dans le sol ne se retrouvent que partiellement sous forme soluble. Ils peuvent être réorganisés par la microfaune du sol sous forme organique ou organo-minérale (azote, phosphore), être adsorbés par les complexes du sol, immobilisés sous formes minérales (phosphore), transformés en gaz (azote). Chaque minéral possède son propre cycle géobiochimique.
La biodiversité du sol
La biodiversité du sol représente l’ensemble des espèces d’organismes vivants que l’on trouve dans nos sols[2]. Cela comprend les animaux, les champignons, et les micro-organismes. On peut classer les organismes du sol en 5 grandes catégories :
- Mégafaune : les "grands" animaux tels que les souris et les musaraignes, ils fournissent de la matière organique au sol et ce dernier leur sert d'abris et de garde manger.
- Macrofaune : principalement représentée par les vers de terre, les "ingénieurs" du sol, ils aèrent et rendent le sol perméable.
- Mésofaune : collemboles et acariens, ils ont un rôle majeur dans la décomposition des matières organiques.
- Microfaune : les champignons et nématodes, les premiers pouvant être mycorhiziens et les seconds, bien que souvent parasites des plantes, favorisent pour certains la décomposition des matières organiques.
- Microorganismes : principalement des bactéries, qui sont les organismes du sol les plus nombreux et les plus divers. Elles recyclent les nutriments et participent au développement et à la structuration des sols.
Bénéfices et importance d'un taux élevé de MO
Un taux élevé de MO dans le sol comporte de nombreux bénéfices. En effet, la MO, de part ses différents rôles et actions, permet d'entretenir la qualité du sol.[3]
| Rôle | Action | Bénéfice |
|---|---|---|
| Rôle physique
(cohésion) |
Structure, porosité et
rétention en eau |
-Pénétration et
stockage de l'eau -Limitation de l'érosion -Limitation du compactage -Réchauffement |
| Rôle biologique
(énergisant) |
Stimulation de
l'activité biologique |
-Humification,
minéralisation, etc. -Aération -Croissance des racines |
| Rôle chimique
(nutritif) |
Minéralisation, capacité
d'échange cationique, rétention des micropolluants et des pesticides |
-Fourniture d'éléments
minéraux -Stockage et disponibilité des éléments minéraux -Limitation des toxicités -Qualité de l'eau |
Augmenter et maintenir le taux de matières organiques dans le sol
- Laisser les résidus de la précédente récolte sur la parcelle après sa récolte.
- Mettre en place un couvert végétal d’interculture.
- Apporter des déjections animales par le pâturage ou un épandage de fumier, lisier, compost ou autre amendement carboné.
- Faire un apport de bois raméal fragmenté (BRF) [4].
- Accélérer la dégradation de la biomasse en l’enfouissant dans le sol via un travail du sol comme le labour qui va répartir la matière organique de manière homogène sur toute la hauteur de terre travaillée. A contrario un semis direct sous couvert végétal va favoriser une accumulation de la matière organique à la surface du sol.
- Eviter les cultures consommatrices d’humus.
- Eviter le travail du sol, le déchaumage et le tassement du sol.
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Source
- ↑ Thibault Déplanche, 2023 : Tout comprendre au C/N https://www.linkedin.com/posts/thibaut-deplanche_id%C3%A9e-re%C3%A7ue-cn-haut-implique-faim-dazote-activity-7091681634449506304-HsWO/?utm_source=share&utm_medium=member_desktop
- ↑ Vincent et al., 2023 : La biodiversité des sols https://aube-haute-marne.chambres-agriculture.fr/fileadmin/user_upload/National/FAL_commun/publications/Grand-Est/67_fertilite_des_sols_importance_matiere_organique_2011.pdf
- ↑ CA Aube Haute Marne, 2011 : L'importance de la matière organique https://aube-haute-marne.chambres-agriculture.fr/fileadmin/user_upload/National/FAL_commun/publications/Grand-Est/67_fertilite_des_sols_importance_matiere_organique_2011.pdf
- ↑ Le « bois raméal fragmenté » Un outil pour doper les sols en matières organiques (https://transgal.projet-agroforesterie.net/pdf/TCSBRF.pdf)
