Le niveau de santé du sol détermine la pratique agricole

A croire de nombreuses études sur le bonheur, l'une des principales raisons de bien-être chez l’être humain réside dans la liberté d'être son propre chef et de pouvoir choisir et décider par soi-même. Toutefois, toujours selon ces études, cette liberté de décision est censée accroître la sensation de bonheur uniquement dans la mesure où le décideur ne se sentira pas dépassé. Car un choix peut vite devenir une véritable torture face à un trop grand nombre d’alternatives raisonnables ou souhaitables (qui n'a pas déjà vécu cela au comptoir de glaces avec ses 48 aromes ?).

Es-tu responsable d'une entreprise agricole et ressens-tu par moment plus de stress que d'enthousiasme face à ta liberté de décision ? Ressens-tu des doutes quand il s’agit d’identifier et de mettre en œuvre la « juste » pratique agricole au moment X pour la culture Y ? Si ta réponse est oui, alors le texte ci-dessous qui relate un modèle de l'agronome français Olivier Husson est fait pour toi.

Cette fois, il ne sera pas question de redox (le principal domaine d'intérêt du chercheur), mais d'un modèle structuré qui permet de déduire la ou les pratiques agricoles optimales à partir d’un contexte donné. Et de ce fait, réduit considérablement le choix d'options potentiellement raisonnables qui se présente à longueur de journée dans toute entreprise agricole (des périodes plus ou moins longues de « trial and error » peuvent également être réduites au passage).

Dois-je emprunter de nouvelles voies... ? Oui, mais lesquelles... ? Tout dépend du contexte.

Déterminer le contexte

Notre pratique agricole s'inscrit dans un contexte donné et est en constante interaction avec celui-ci. Ce contexte spécifique détermine (tantôt plus, tantôt moins) la réussite ou l'échec de nos actions. Oliver Husson réduit cette notion de « contexte spécifique » à deux paramètres: les conditions climato-météorologiques et la santé du sol.

Selon Olivier Husson, les conditions climato-météorologiques en Europe centrale sont avantageuses. Même s'il existe de grandes différences régionales et que le climat ne cesse de se dégrader avec le réchauffement climatique (souvent plus rapidement que nous ne parvenons à revitaliser le sol) : on peut en principe se passer de ce paramètre sous nos latitudes tempérées. Les sols d'Afrique de l'Ouest ou d'Asie du Sud-Est, où Oliver Husson a mené des recherches pendant de nombreuses années et où son modèle est également valide, ont des caractéristiques bien différentes.

Passons donc directement au deuxième paramètre qui détermine notre contexte, la santé du sol. Dans le cadre de la démarche, le degré de santé du sol est déterminé de manière visuelle ou via des mesures à l'aide de proxys (c'est-à-dire d’intermédiaires corrélés):

• Lors de l'évaluation visuelle, la structure du sol est examinée à l'aide de la méthode internationale d'échantillonnage à la bêche (VESS) - voir la grille d'interprétation ci-dessous ;

• L'évaluation mesurée indique le ratio entre la matière organique et l'argile (par la suite appelé MO/argiles). Par matière organique du sol, on entend l'ensemble des composés carbonés d'origine biologique présents dans le sol. Les sols à bonne structure affichent un rapport MO/argile plus élevé que les sols dont la structure est médiocre - comme nous allons le voir en détail tout de suite.

Test à la bêche, méthode VESS : classement de la santé du sol par l'attribution d'une note allant de SQ1/friable à SQ5/très compact à l’aide d'un échantillon de sol. VESS signifie « évaluation visuelle de la structure du sol » (Visual Evaluation of Soil Structure). La dégradation des sols d’un VESS SQ1 à SQ3 correspond avant tout à une perte de matière organique et de porosité structurelle (grossière puis de plus en plus fine). De SQ3 à SQ5, on observe un effondrement de la structure avec très forte compaction et dégradation des propriétés hydro-structurelles (Source: Test de bêche. Cliquer sur l'image pour agrandir le tableau).

Trois niveaux principaux de santé des sols

Dans son approche, Olivier Husson distingue trois niveaux principaux de santé du sol : le sol dégradé - le sol en phase de transition - et le sol régénéré (voir également le schéma ci-dessous). Ces niveaux nous permettent de tirer des premières conclusions quant à une pratique appropriée et contextualisée :

Un sol régénéré au niveau de santé le plus élevé autour de VESS SQ1-2 ou 24% MO/argile présente beaucoup de matière organique et d'activité biologique, et donc une bonne structure de sol. Les fluctuations de température, de teneur en eau, de redox et de pH y sont faibles et les conditions favorables à la culture agricole. Un grand nombre de fonctions du sol et de services écosystémiques tels qu'un bon stockage de l'eau ou des cycles C, N, P fonctionnels sont garantis et le système s'auto-entretient.

Un sol dégradé au niveau de santé le plus bas autour de SQ4-5 ou 12% de MO/argile est affaissé et très compact. En raison d'une perte continue de matière organique et de l'absence de vie dans le sol il remplit mal, voire pas du tout, ses fonctions. Il est souvent difficile, voire très difficile à relancer.

Lors de sols en transition autour de SQ3 et 17% MO/argile, les différentes fonctions du sol et les processus écologiques sont soit progressivement mis en route (régénération), soit désactivés (dégradation). Plus on se situe au-dessus du seuil de SQ3 ou 17% MO/argile, plus l'agrosystème est productif, durable et de haute qualité. Inversement, plus les sols se situent en dessous de SQ3 ou de 17% MO/argile, moins le système agricole est productif et stable. Cette phase de transition d’un sol est cruciale et critique, car il s'agit de la partie la plus raide (ainsi que du point d'inflexion) de la courbe et les évolutions positives ou négatives peuvent survenir plus rapidement que plus haut ou plus bas sur la courbe.

Schéma de la santé du sol et des seuils critiques, dans deux types de climat A (Europe centrale) et B (par ex. climat semi-aride). L'axe horizontal montre l'évolution dans le temps ; la santé du sol s'améliore vers la droite et se détériore vers la gauche. L'axe vertical indique le degré de santé du sol selon le test VESS (SQ 1-5) ou le rapport MO/argile (12-24%). Au-dessus de 17% MO/argile, la teneur en C ainsi que la porosité augmentent (régénération, triangle vert à l'extrême gauche) ; en dessous de cette valeur, la structure du sol diminue de manière significative (dégradation ; triangle rouge à l'extrême gauche). Selon Olivier Husson, la grande majorité des sols cultivés se situe dans le cercle en pointillés bleus en dessous de 17%, souvent même en dessous de 12% MO/argile. Des études suisses ont confirmé qu'environ 75% des sols arables vaudois étudiés n'atteignaient pas le seuil de SQ3 ou 17% MO/argile. Dans le cercle en pointillés verts, on trouve généralement des écosystèmes forestiers et des prairies naturelles ou (très) bien gérées. De manière générale, le système est « bloqué » dans la partie inférieure rouge de la courbe en raison de spirales négatives ; (plus) rapidement modifiable dans la phase de transition ; et, grâce à des rétroactions positives, « stable » dans la partie supérieure verte (source : Husson).

Mise en parallèle des pratiques agricoles et de la santé des sols

C'est à partir de là que les choses deviennent passionnantes. Husson présente les effets de certaines pratiques agricoles sur des sols sains et sur des sols dégradés. On ne pourrait pas faire plus contrasté quant aux options raisonnables (voir tableau ci-dessous) :

Ainsi, les sols du niveau de santé le plus faible réagissent fortement aux variations des conditions environnementales et sont vulnérables à l'érosion et au compactage, ce dernier étant notamment dû aux passages d'engins. Or, ces passages d'engins sont nécessaires au travail du sol et à l'application d'engrais et de pesticides, car c'est grâce à ces apports externes qu'un niveau de production acceptable sera maintenu. Ces sols dégradés sont très exigeants quant aux méthodes de plantation et aux cultures appropriées, peu d'entre elles étant viables. L'instabilité du système agricole associée aux coûts élevés des intrants (et à leur faible efficacité dans les conditions les plus dégradées) font qu’une production à ce niveau présente des risques élevés, n’est souvent pas rentable et tout sauf durable.

Alors que les sols dégradés dépendent d'intrants, les systèmes sains fonctionnent en grande partie de manière autonome et sont axés sur l'autoconservation. Un sol sain supprime de nombreux ravageurs et maintes maladies, car grâce à sa grande diversité et à sa vitalité, la protection des plantes fait partie intégrante de son fonctionnement (mot-clé : sols suppressifs). Le travail du sol en profondeur et les apports extérieurs sont généralement contre-productifs sur un tel sol. Diverses méthodes de plantations et de cultures fonctionnent bien. Une couverture verte permanente est réaliste. Le risque d'échec d’un tel système est assez limité et un bon rendement économique est tout à fait réalisable.

La grande majorité des sols agricoles se situent entre ces deux extrêmes - mais dans la plupart des cas, ils seront malheureusement plutôt proches des sols dégradés, comme nous l'avons vu plus haut.

Tableau : description des conditions de milieu, des opportunités et contraintes des systèmes et pratiques agricoles en fonction de l’état de santé des sols. Les pratiques agricoles utiles ou même nécessaires au niveau de santé du sol le plus bas sont généralement superflues, voire nuisibles au niveau de santé le plus élevé. Des niveaux intermédiaires peuvent être déduits des deux extrêmes (source : résumé de Husson).

Comment et où commencer à restaurer un sol dégradé

Oui, et maintenant ? aimerions-nous demander à Olivier Husson.

Sa première recommandation est la suivante : afin de faire les bons choix, déterminez où vous vous situez en termes de santé du sol. Deuxième recommandation : téléchargez à jamais le principe selon lequel « la régénération est toujours synonyme d'apport d'énergie ». L'énergie nécessaire à la régénération provient toujours de la photosynthèse : soit directement des plantes qui poussent dans les champs (aujourd’hui), soit indirectement des plantes qui poussaient à l'époque et qui sont aujourd'hui disponibles sous forme d'énergie fossile.

Plus le sol est dégradé (et les conditions climato-météorologiques difficiles), plus il faut actionner et combiner de leviers pour parvenir à des résultats. Dans le cas de sols très dégradés, jamais abandonner immédiatement le labour, car personne n'a encore réussi à planter dans du béton ! Mais fournir peu à peu l'apport d'énergie nécessaire à la régénération par la photosynthèse et la production de biomasse (voir schéma ci-dessous). Et ce, en maximisant la surface végétalisée, en assurant une constance dans la couverture du sol et en augmentant le rendement photosynthétique des plantes (pulvérisations foliaires !). Un choix judicieux des couverts végétaux et des cultures agricoles ainsi que des rotations et des systèmes des cultures est utile à cet égard. Olivier Husson insiste également à l’importance des mélanges (biodiversité), des plantes vivaces et des arbres.

La diversité des engrais verts et des cultures ainsi que l'intégration de plantes et de structures pérennes favorisent la régénération du sol (photo : von Hettlingen).

En règle générale, les mesures dites de « guérison des sols » doivent être mises en œuvre le plus rapidement possible, mais pas trop vite non plus, car la revitalisation du sol, de ses processus et de ses fonctions prend du temps. Toujours selon notre expert, dans les grandes cultures, il faut compter environ 5 ans pour passer d'un système dégradé à un système en transition de 17% MO/argile ou VESS SQ3 (tout dépendra bien sûr des conditions de départ et de l'apport d'énergie). A petite échelle, dans les cultures maraîchères par exemple, ce niveau sera atteint plus rapidement, les mesures pouvant se concentrer sur de petites surfaces.

Les pratiques évoluent au fur et à mesure que le sol régénère

Olivier Husson rappelle avec insistance la nécessité de faire évoluer les systèmes et pratiques agricoles en parallèle avec le processus de régénération. Si les besoins en matières exogènes (énergie fossile pour le travail du sol, intrants chimiques, apports de matière organique, etc.) sont nécessaires et élevés au niveau le plus bas de la santé du sol, ils diminuent à mesure que la fertilité endogène se rétablit et que la production de biomasse augmente. Ainsi, lorsqu'un sol jusqu'alors fortement dégradé aura gagné en énergie et en structure, le défi consistera à saisir le bon moment (le plus tôt possible), où les principales interventions et les apports d'énergie fossile pourront être réduits ou totalement supprimés :

• la pratique du labour doit être évitée dès que les cultures agricoles et de couverture peuvent être (bien) établies sans travail du sol en profondeur ;

• la fertilisation minérale doit être abandonnée dès que des source d'alimentation organique ou d’engrais foliaires peuvent servir de substitut. Les applications foliaires antioxydantes sont très importantes pour stimuler la photosynthèse et éviter les carences qui se produisent souvent pendant les périodes de transition où les conditions du sol sont encore très variables ;

• les produits phytosanitaires chimiques doivent être éliminés à partir du moment où des produits moins toxiques ou des biostimulants antioxydants peuvent les remplacer (voir à ce sujet le blogpost redox et santé : optez-vous pour le fongicide ou le thé de compost ?).

Des apports élevés de matière organique exogène et/ou une production importante de végétaux sur place constitue l'approche la plus cohérente pour construire la santé du sol et régénérer un agrosystème : au niveau le plus bas (12% MO/argile ou VESS SQ4-5), des apports modérés, mais fréquents de biomasse exogène (paillis) sont nécessaires pour la reconstitution du sol ; une méthode éprouvée à ce niveau consiste également à concentrer la biomasse sur une surface plus petite que celle sur laquelle elle a été produite et à « reconquérir » ainsi le sol à partir de points spécifiques (comme pratiqué par exemple dans la méthode de la demi-lune). Lorsque l'état et la capacité de digestion du sol s'améliorent, les apports de matière organique peuvent être augmentés. À partir d'un niveau de santé du sol d'environ 17% MO/argile ou VESS SQ3, la végétation se développe bien sur place. La biomasse peut donc être produite sur le site et directement restituée au sol. À partir de ce niveau, la technique du compostage de surface, c'est-à-dire l'incorporation superficielle de la matière végétale verte qui a grandi sur place, permet d'obtenir de superbes résultats en termes de formation d'humus. Si la santé du sol augmente encore pour se rapprocher de 24%MO/argile ou VESS SQ1, le semis direct dans le couvert vert permanent constitue la technique la plus intéressante (source : Husson).

C'est la bonne tendance qui compte

La généralisation de recommandations agricoles issues d'observations empiriques ou de résultats d'études – par les chercheurs, les conseillers ou les agriculteurs eux-mêmes –– risque d’être contreproductive, car sortie de son contexte et susceptible de déborder de son véritable champ d’application.

Toute pratique agricole doit être inscrite dans l'espace et dans le temps. En tant qu'agriculteur, cela signifie que l’on doit être en mesure d'évaluer le niveau de santé de ses sols et d'adapter ses pratiques agricoles en fonction du résultat de cette évaluation. L'approche élaborée par Husson contribue à mieux maîtriser cette contextualisation.

En fin de compte, le développement à moyen terme indiquera si nos actions conduisent à une meilleure santé du sol. L'indice de régénération est un outil précieux et pratique (et gratuit) pour suivre les tendances. Une chose est cependant certaine : en raison de conditions climato-météorologiques défavorables ou de simples erreurs, il faudra aussi faire avec des années de régression du niveau de santé. Ces échecs seront importants pour que nous nous améliorions et… apprécions les années réussies. Ainsi nous connaîtrons toujours des moments de bonheur.

Sources

Version originale de ce blog (en allemand)

Atlas géochimique des sols de Suisse. Agroscope (2023)

Haddaway Neal R. et al (2017): How does tillage intensity affect soil organic carbon? A systematic review. Environmental Evidence, volume 6, article 30

Husson Olivier (2022) : Re-conception des systèmes de culture et pilotage des pratiques pour une protection agroécologique des cultures par maintien dynamique des équilibres Eh (potentiel redox)-pH dans les systèmes sols-plantes-microorganismes. Vers une approche systémique et holistique de la "santé unique". Mémoire pour l'obtention de l'Habilitation

Husson Olivier, Sarthou Jean-Pierre, Duru Michel (2023) : Référentiels et nouveaux indicateurs pour fonder une agriculture régénératrice? Revue AE&S 13-2

Husson Olivier (2022) : Adapter les systèmes et les pratiques en fonction du niveau de restauration des sols, Olivier Husson (Video)

Johannes Alice et al (2017): Optimal organic carbon values for soil structure quality of arable soils. Does clay content matter? Geoderma, volume 302, pages 14-21

Kast Bas (2021): Ich weiss nicht, was ich wollen soll. Warum wir uns so schwer entscheiden können und wo das Glück zu finden ist. Editions Fischer

Test à la bêche, méthode de VESS

Qualité des sols et séquestration de carbone organique Synthèse des études et recommandations pour le Plan climat vaudois. Département de l’environnement et de la sécurité, Canton de Vaud (2021)