Pertes de rendement dues au tassement des sols

La compaction des sols est un problème très répandu sur les terres agricoles.

Les sols de grandes cultures et de maraîchage soumis au passage de machines lourdes sont les plus fréquemment touchés. Il en résulte une compaction du sol dite active. Celle-ci est généralement localisée, mais d’autant plus marquée que le sol est mouillé au moment du passage des engins.

La compaction passive du sol, en revanche, survient lorsque le sol n’est pas couvert de végétation et que des racines vivantes y manquent. En l’absence d’apport énergétique des plantes, la vie du sol régresse et les agrégats se désagrègent en fines particules. Le sol s’affaisse, les particules fines sont lessivées et s’accumulent souvent à une profondeur de 20 à 30 cm, où elles ont tendance à former une couche dure et imperméable.

Cette deuxième forme de compaction concerne toujours l’ensemble des surfaces non couvertes par des plantes. Contrairement à la compaction active, qui est bien visible, la compaction passive reste souvent inaperçue, car elle se forme lentement, généralement sur plusieurs années.

Cet article de blog explique en détail ce qui se passe dans les sols compactés.

Dans les sols tassés, les échanges d’eau et d’air sont fortement réduits.

Pertes de rendement - dues à la compaction

La compaction des sols n’est pas seulement un problème physique, mais constitue également un enjeu biologique et chimique. L’agronome français Olivier Husson, spécialiste des processus rédox, traite régulièrement de cette thématique dans ses présentations.

Tout tassement déclenche une spirale négative qui nuit à la fertilité du sol, au régime hydrique et à la croissance des plantes.

Les changements initialement purement physiques ont des conséquences importantes : la compaction entraîne la disparition des espaces (macro)poreux, ce qui limite fortement les échanges d’eau et d’air et affaiblit la structure globale du sol.

Lors des précipitations, le sol compacté perd rapidement son oxygène, car les rares pores encore présents se remplissent d’eau et un échange gazeux suffisant n’est plus possible. Il devient alors difficile pour les racines et les micro-organismes de se développer, voire de survivre : la vie dans le sol est asphyxiée. En période de sécheresse, en revanche, l’eau s’infiltre mal, ce qui résulte en une diminution de l’activité biologique et réduit la capacité des racines des plantes à absorber l’eau et les nutriments.

La réduction du nombre de micro-organismes et de racines vivantes fragilise davantage la structure du sol, en raison de l’absence de substances organiques (adhésives) et d’exsudats qui assurent normalement la cohésion des particules du sol.

Parallèlement, des processus chimiques du sol provoquent l’agglomération des minéraux argileux et des réactions au niveau des particules de fer, ce qui affaiblit encore davantage la structure du sol. L’ensemble de ces phénomènes entraîne une dégradation progressive de sa qualité.

À long terme, cette spirale descendante cause des pertes économiques importantes pour les fermes. Elle se traduit par une baisse de rendement de 10 à 20 % en grandes cultures et par une hausse des coûts liée à un recours accru au travail, aux machines, à la fertilisation et à l’irrigation – en particulier lors de périodes de sécheresse prolongées ou d’épisodes de fortes pluies, de plus en plus fréquents dans le contexte du changement climatique.

Les sols bien tassés : un habitat idéal pour les organismes pathogènes et concurrents

Les sols tassés accentuent les fluctuations des conditions environnementales. Les conditions rédox y oscillent fortement entre des extrêmes : en période sèche, le sol est fortement oxydé, tandis qu’en cas de fortes pluies, il perd rapidement tout son oxygène et se retrouve rapidement réduit.

Pour les plantes comme pour les micro-organismes, ces fortes fluctuations rédox sont très défavorables : du côté des plantes, elles se traduisent par des carences nutritionnelles ou des phénomènes de toxicité. À l’échelle microbienne, ces gradients rédox changeants favorisent la dominance de micro-organismes opportunistes à croissance rapide, capables de tolérer soit la sécheresse, soit le manque d’oxygène.

Selon Olivier Husson, il s’agit fréquemment d’espèces pathogènes ou compétitives, qui nuisent aux plantes ou entrent en compétition avec elles pour l’accès aux nutriments.

En revanche, un sol bien structuré comporte de nombreuses niches rédox relativement stables. Cette stabilité et diversité des milieux favorise la diversité microbienne, car chaque espèce y trouve un habitat constant et adapté à sa survie. Il en résulte une microbiologie davantage sélectionnée par les plantes et moins dominée par des espèces opportunistes.

Les niches écologiques présentes dans un sol sain permettent également le bon fonctionnement des services écosystémiques gratuits du sol, tels que les cycles biogéochimiques, l’approvisionnement en nutriments et la protection des plantes via les sols suppressifs. Ces fonctions contribuent toutes à des économies significatives pour la ferme et renforcent la résilience globale du système sol-plante.

Olivier Husson souligne en particulier le cycle de l’azote, qui ne peut fonctionner efficacement que si le sol présente une gamme définie de gradients rédox, rendus possibles par une structure stable et bien organisée.

Olivier Husson explique ses propos à l'aide d'une analogie : un terrain de football avec une équipe est placé dans le diagramme représentant la plage pH/redox d’un sol. Jeu de gauche : une équipe bien organisée et bien rodée, où chacun a son rôle (points blancs: défenseurs, attaquants), se trouve au bon endroit au bon moment et utilise le terrain de manière optimale. Ce match de football symbolise un sol bien structuré, où les différents gradients redox du sol sont préservés. Jeu à droite : dès que la balle est lancée sur le terrain, tous les joueurs courent après elle (phénomène de grappe, comme dans la cour de récréation d'une école primaire). Tous les joueurs (points rouges) se trouvent d'abord en haut du terrain (comme sur l'illustration), puis tout en bas ou encore ailleurs, selon l'endroit où le ballon atterrit. Ce jeu représente un sol compacté où les valeurs redox fluctuent comme un yo-yo. Je vous laisse le soin de choisir votre équipe gagnante… (source: Olivier Husson).

Les sols compactés peuvent et doivent être ramenés à la vie

Olivier Husson explique que les interactions et les processus de rétroaction décrits en haut sont particulièrement problématiques, car ils s'auto-amplifient continuellement : plus le sol est tassé, moins il y a d'activité biologique et de croissance racinaire – et moins il y a d'interactions entre les plantes vivantes et le sol, plus la structure se détériore.

Olivier Husson (source: YouTube)

La sortie spontanée ou naturelle de cette spirale descendante est difficile ; sans mesures correctives, la dégradation s’accentue avec la poursuite des activités agricoles.

Pour rompre ce cercle vicieux, il faut intervenir de manière ciblée, en s'appuyant sur une compréhension approfondie des interactions complexes entre les paramètres physiques, biologiques et chimiques.

La reconstruction de la structure du sol demande de l'énergie, et cette énergie est fournie par les plantes grâce à la photosynthèse.

Les plantes, par leurs exsudats racinaires, nourrissent la vie du sol, qui stabilise les agrégats et initie le cycle de formation et de maintien de sa structure.

Il n’existe cependant pas de règles universelles pour déterminer où et comment restaurer cette structure ; chaque action et mesure doit être adaptée au contexte spécifique.

L’amélioration doit en outre être mise en œuvre rapidement, faute de quoi le système demeure bloqué dans l’état problématique de la spirale descendante.

Sources

Les cercles vicieux de la compaction par Olivier Husson (présentation, 2022)

La puissance des sous-semis (article blog, 2023)

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