Rencontres Nationales 2022 - 1ére journée - Pascal Boivin - Couvert végétaux, eau & qualité des sols
Deux journées autour du maraîchage sol vivant ont été organisées le 7 et 8 Novembre 2022. A l'issue de ces rencontres, plusieurs intervenants ont pu présenter leur fermes. Pascal Boivin, professeur en agronomie à l'HEPIA, nous parle des impacts positifs des couverts végétaux sur la qualité des sols et la gestion de l'eau.
Introduction
Cette intervention est assurée par Pascal Boivin, en visioconférence depuis la Suisse. Il est présenté comme professeur doyen de la filière agronomie à l’École des hautes études à Genève, ainsi que président de la Confédération européenne des sociétés de sciences des sols.
Le thème proposé est : couverts végétaux, qualité des sols et gestion de l’eau. L’intervention s’inscrit dans la continuité de la présentation précédente, et insiste sur le fait que les couverts végétaux constituent un outil central, à effets multiples, au point d’être comparés à un « couteau suisse ».
Les couverts végétaux comme outil multifonction
Pascal Boivin propose de considérer les couverts végétaux comme un outil multifonction, capable d’agir sur de nombreux enjeux agronomiques et environnementaux.
Parmi les principaux effets évoqués :
- la suppression de l’érosion ;
- l’amélioration de l’infiltration de l’eau ;
- la gestion et l’augmentation de la matière organique du sol ;
- la séquestration du carbone ;
- la dynamique de l’azote ;
- le soutien à la biodiversité, aérienne comme souterraine ;
- l’amélioration de la structure et de la qualité physique du sol.
Il souligne que certains effets sont très rapides, notamment sur l’érosion et l’infiltration, alors que d’autres demandent davantage de temps, comme l’amélioration durable des teneurs en matière organique.
Supprimer l’érosion et favoriser l’infiltration de l’eau
Le premier effet jugé « extrêmement important » est la capacité des couverts végétaux à supprimer l’érosion et à permettre l’infiltration de l’eau.
Pascal Boivin illustre cela par une comparaison entre deux parcelles voisines après un orage :
- une parcelle où le couvert avait été semé mais mal implanté ;
- une autre où le couvert était réussi.
La différence visuelle entre les deux situations est décrite comme parlant « d’elle-même ». Cette efficacité est présentée comme un effet immédiat des couverts végétaux.
Il insiste sur le fait que les enjeux liés à l’érosion, au ruissellement et aux risques d’inondation prennent une importance croissante :
- pour les acteurs travaillant sur la qualité des eaux ;
- pour les eaux de surface territoriales ;
- pour la prévention des inondations.
Selon lui, de nombreux partenaires sont prêts à financer des actions de contrôle de ces risques, car ils se gèrent d’abord en amont, grâce à des sols couverts et capables d’absorber l’eau.
Le rôle central des couverts dans la matière organique du sol
Pascal Boivin explique que, dans les situations étudiées sur l’arc lémanique, le principal levier permettant d’entretenir et d’augmenter les stocks de matière organique du sol est constitué par les engrais verts.
Il introduit ici une distinction importante entre :
- les couverts végétaux, qui servent à couvrir le sol ;
- les engrais verts, lorsque la biomasse est restituée au sol.
Si le couvert est fauché puis exporté ou exploité, il ne joue pas le même rôle sur la matière organique. L’effet principal sur cette dernière est lié au fait de laisser et restituer la biomasse aérienne au sol.
D’autres facteurs interviennent également :
- le bilan organique global de l’exploitation ;
- l’exportation ou non des résidus ;
- les apports de fumier.
Mais il précise que l’effet des couverts est particulièrement puissant.
L’effet du travail du sol et la boucle de rétroaction
L’intervention met aussi en avant le rôle du travail du sol. Plus un sol est travaillé, plus il a tendance à se dessécher en été, et plus cela limite la possibilité d’implanter des couverts performants ou d’obtenir une forte biomasse.
Pascal Boivin parle ici d’une boucle de rétroaction :
- le travail du sol dégrade les conditions ;
- ces conditions limitent le développement des couverts ;
- l’absence ou la faiblesse des couverts limite ensuite la restauration de la matière organique.
Il en déduit que des couverts à forte biomasse et assurant une couverture continue supposent, pour des raisons assez évidentes selon lui, la nécessité de les semer directement.
Intercultures non couvertes et perte de carbone organique
À partir de résultats obtenus dans la région lémanique, Pascal Boivin montre qu’à mesure que la proportion d’intercultures non couvertes augmente, les teneurs en carbone organique évoluent négativement.
Autrement dit, plus on laisse souvent le sol nu entre deux cultures, plus on s’expose à une perte de matière organique.
Il précise qu’il s’agit bien ici d’engrais verts au sens de couverts restitués au sol.
Le rapport matière organique / argile comme indicateur central
Un point majeur de l’intervention concerne le rapport matière organique / argile, présenté comme un indicateur pivot pour évaluer la vulnérabilité physique des sols.
Selon Pascal Boivin :
- cet indicateur est central dans le contrôle de la vulnérabilité des sols au niveau physique ;
- la physique du sol constitue le premier critère à assurer en matière de diagnostic de fertilité.
Pour être dans une zone considérée comme « sûre » en termes de qualité du sol, il faut atteindre un rapport matière organique / argile suffisamment élevé :
- supérieur à 17 % pour être dans une zone acceptable ;
- autour de 24 % pour une qualité idéale de structure ;
- autour de 12 % dans les situations de qualité déficiente.
Sur l’arc lémanique, il indique que les valeurs observées se situent souvent entre 10 et 13 %, ce qui est jugé trop bas. D’où la nécessité de remonter les teneurs en matière organique.
Il précise aussi que ces références ne s’appliquent pas de la même manière à tous les sols, notamment :
- aux sols très sableux ;
- aux tourbes.
Dans ces cas, la notion de vulnérabilité structurale doit être discutée autrement.
Stockage ou séquestration du carbone
Pascal Boivin insiste sur une distinction importante entre stockage et séquestration du carbone.
La séquestration est définie comme le transfert net de CO2 depuis l’atmosphère vers le sol, via :
- la photosynthèse ;
- les plantes ;
- leurs résidus ;
- leur maintien durable dans le sol.
Il rappelle qu’en anglais, la notion inclut aussi une durée minimale, mentionnée ici comme de l’ordre de 20 ans.
À l’inverse, le simple stockage ne constitue pas nécessairement une séquestration. Il donne l’exemple du canton de Genève, où des agriculteurs achètent du fumier ou du compost de l’autre côté de la frontière française :
- les parcelles recevant ces matières s’enrichissent ;
- mais il s’agit seulement d’un déplacement de carbone d’un endroit à un autre ;
- il n’y a pas forcément de retrait net de CO2 atmosphérique.
Si l’on cherche une véritable séquestration, il faut donc privilégier des processus fondés sur la photosynthèse locale à l’échelle de la ferme, en particulier :
- les couverts végétaux ;
- le BRF (bois raméal fragmenté).
Cela renforce encore le rôle central des couverts dans les stratégies carbone.
Les couverts et la dynamique de l’azote
L’intervention aborde aussi la dynamique de l’azote, en soulignant que son importance va croître dans les années à venir.
Lorsque des légumineuses sont intégrées dans la rotation, et notamment dans les couverts, elles apportent des unités d’azote. Cet azote peut être disponible de façon relativement directe, mais il joue aussi un rôle dans l’entretien de la matière organique.
Pascal Boivin rappelle que lorsque les teneurs en matière organique atteignent des niveaux corrects, elles peuvent restituer chaque année à la culture de l’ordre de :
- 60 à 80 unités d’azote.
Il insiste donc sur la nécessité d’entretenir ce « moteur » organique et biologique.
Biodiversité et moteur biologique du sol
Les couverts végétaux ont également un rôle fort sur la biodiversité :
- biodiversité aérienne, avec par exemple les auxiliaires ;
- biodiversité souterraine, au niveau de la vie du sol.
Pour Pascal Boivin, cela active un véritable moteur biologique qui contribue directement à la qualité de la structure du sol.
La qualité des sols : définition et importance
La qualité du sol est présentée comme l’aptitude d’un sol à fonctionner et à remplir ses fonctions.
Cette notion dépasse la seule production agricole. Parmi les fonctions du sol, il rappelle notamment :
- la production de biomasse ;
- la participation à l’alimentation humaine ;
- d’autres services écosystémiques plus larges.
Il mentionne à ce sujet que :
- 95 % de notre nourriture provient des sols ;
- 70 % de nos antibiotiques proviennent aussi des sols.
Il rappelle que les fonctions des sols et les services écosystémiques ont été largement réévalués au début du XXIe siècle, notamment dans le cadre des travaux des Nations unies et du Millennium Ecosystem Assessment.
L’idée majeure est que les sols sont une clé de voûte des écosystèmes terrestres. Leur dégradation a donc des conséquences majeures. Il cite une étude de l’IPBES signalant que cette dégradation met en péril le bien-être de 3,2 milliards de personnes dans le monde.
La matière organique comme indicateur central de la qualité des sols
Parmi tous les indicateurs de qualité, Pascal Boivin insiste sur le rôle central de la teneur en matière organique du sol.
Selon lui, la plupart des fonctions et propriétés du sol sont proportionnelles à cette teneur. C’est le seul paramètre qui agit de façon aussi transversale sur quasiment toutes les propriétés connues, et sur lequel les agriculteurs peuvent agir à relativement court terme.
Parmi les propriétés concernées :
- la fertilité physique ;
- l’aération ;
- l’infiltration ;
- la stabilité mécanique ;
- la résistance aux gros orages ;
- la rétention d’eau.
Il rappelle aussi qu’à l’échelle mondiale, les sols cultivés ont perdu environ 50 à 70 % de leur teneur initiale en matière organique, et que cette estimation correspond aussi à ce qu’on observe dans les sols du bassin lémanique.
Gestion de l’eau : infiltration, réserve utile et profondeur prospectée
Concernant la gestion de l’eau, Pascal Boivin distingue plusieurs dimensions :
- l’infiltration de l’eau dans le sol ;
- le stockage de cette eau ;
- la réserve utile réellement accessible aux plantes.
La réserve en eau du sol dépend selon lui de trois éléments :
- la profondeur du sol prospectée par les racines ;
- le volume réellement prospecté à une profondeur donnée ;
- la quantité d’eau stockée par unité de volume.
Autrement dit, la réserve utile ne dépend pas seulement de la présence d’eau dans le sol, mais aussi de la capacité des racines à y accéder.
Il montre que dans des systèmes en agriculture de conservation depuis une quinzaine d’années, les racines descendent beaucoup plus profondément et l’eau s’infiltre mieux. À l’inverse, dans d’autres situations, des limitations physiques bloquent la descente racinaire.
Toutes les ruptures physiques ou chimiques sont jugées pénalisantes pour le développement racinaire, notamment :
- le labour ;
- la semelle de labour ;
- les tassements ;
- les structures compactées.
Le volume de sol réellement exploitable par les racines
Pascal Boivin oppose deux types de structures :
- une structure grumeleuse, friable, favorable ;
- une structure compacte, massive, qu’il qualifie presque de « couscous » pour la première, contre une structure très fermée pour la seconde.
Dans un sol compacté, même si de l’eau est présente, elle n’est pas réellement utilisable, car :
- les racines n’y pénètrent pas ;
- l’eau y diffuse trop lentement ;
- la recharge en eau y est lente ;
- l’air y circule mal.
Il donne l’exemple d’un bloc compact dans lequel le temps nécessaire pour que l’eau diffuse du centre vers l’extérieur peut être de l’ordre de plusieurs mois, et non de quelques heures, ce qui le rend inutilisable par la plante à l’échelle de ses besoins.
Réserve en eau : remettre en cause l’approche purement texturale
Pascal Boivin critique fortement la vision classique selon laquelle la réserve en eau dépend principalement de la texture du sol :
- peu dans les sables ;
- davantage dans les argiles ;
- optimum dans les textures équilibrées.
Selon lui, cette explication, encore très présente dans les livres et les écoles d’agriculture, est largement fausse ou du moins très insuffisante.
Le facteur déterminant est en réalité la teneur en matière organique du sol. L’effet de cette dernière sur la réserve utile peut complètement effacer l’effet de la texture.
À partir de données du plateau suisse, sur des profils allant de 15 à 40 % d’argile et dans des systèmes variés (prairies permanentes, semis direct, labour conventionnel), il indique que :
- 80 % de la porosité totale du sol est expliquée par la teneur en carbone organique ;
- l’effet de la texture n’explique qu’environ 2 % de la variation dans le modèle présenté.
Il en conclut que l’effet de la matière organique domine très largement.
L’effet de la matière organique sur la porosité et la réserve utile
Toujours à partir des observations du plateau suisse, Pascal Boivin montre que la matière organique permet de faire varier fortement la porosité totale :
- d’environ 45 % à 65 %.
Il indique aussi que, sur les 20 premiers centimètres de sol, la réserve en eau facilement utilisable peut passer :
- d’environ 10 mm à 30 mm.
Autrement dit, la gestion de la matière organique permet ici de tripler la réserve en eau facilement utilisable. Cet effet est jugé absolument considérable.
Il précise que ces chiffres sont en cours de consolidation pour publication, tant la demande est forte sur ce sujet.
Couvert végétal et engrais vert : une distinction importante
Dans sa synthèse, Pascal Boivin revient sur une distinction déjà évoquée :
- le couvert végétal assure certaines fonctions, comme couvrir, protéger, infiltrer, limiter l’érosion ;
- l’engrais vert restitué au sol joue un rôle plus direct dans l’augmentation durable des teneurs en matière organique.
Cette nuance est importante pour bien comprendre les effets attendus selon la manière dont le couvert est géré.
Application au maraîchage et limites des références actuelles
Pascal Boivin précise que l’essentiel des informations présentées provient de travaux menés en grandes cultures. En maraîchage, en arboriculture et en viticulture, les problématiques existent aussi, mais les situations sont différentes.
Il explique que les travaux se concentrent désormais également sur :
- la restauration des sols en maraîchage ;
- la restauration des teneurs en matière organique ;
- l’amélioration de la qualité du sol dans ces systèmes.
Cependant, les références doivent être adaptées, car :
- les pratiques ne sont pas les mêmes qu’en grandes cultures ;
- la notion de vulnérabilité peut devoir être discutée ;
- certains sols, par exemple très sableux, appellent d’autres attentes vis-à-vis de la matière organique.
Dans ces sols, l’enjeu n’est pas forcément la vulnérabilité structurale au même sens, mais plutôt des fonctions comme :
- la perméabilité ;
- la stabilité des agrégats ;
- d’autres propriétés liées au fonctionnement du sol.
Il souligne enfin que la gestion des couverts dans les rotations maraîchères reste un chantier largement ouvert, une « musique d’avenir », même si beaucoup d’initiatives sont déjà en cours.
Conclusion
En conclusion, Pascal Boivin réaffirme que les couverts végétaux sont bien un « couteau suisse » agronomique.
Ils permettent de travailler simultanément sur :
- la qualité du sol ;
- la résistance et la résilience de la structure ;
- la suppression de l’érosion ;
- l’infiltration de l’eau ;
- le stockage et la disponibilité de l’eau ;
- la matière organique ;
- la séquestration du carbone ;
- l’azote ;
- la biodiversité.
Son message central est que la matière organique constitue le pivot de la qualité des sols, de leur fonctionnement hydrique et de leur résilience, et que les couverts végétaux, particulièrement lorsqu’ils sont restitués au sol, sont le levier principal pour la restaurer et l’entretenir.
