Sols 101

Par Av Singh, Ph.D.

Pour les agriculteurs comme pour les chercheurs, la fin de l'hiver est le moment où le désir de travailler la terre commence à nous démanger. Mais pendant que nous nous préparons à une autre saison culturale, nous devrions peut-être prendre un peu de recul et examiner de plus près ce dans quoi nous sèmeront nos prochaines cultures : notre sol.

Tout commence avec la vie du sol. Il existe une incroyable diversité d'organismes à ce niveau, partant des organismes unicellulaires comme les bactéries, les algues, les mycètes et les protozoaires, jusqu'aux organismes plus complexes tels que les nématodes et les micro-arthropodes, ainsi qu'aux organismes visibles à l'œil nu comme les vers de terre, les insectes et les plantes. Un hectare de sol arable contient approximativement une 1000 kilogrammes (kg) de vers de terre, 2700 kg de mycètes, 1700 kg de bactéries, 150 kg de protozoaires, ainsi que 990 kg d'arthropodes et d'algues. Ces organismes sont une partie intégrale des processus de l'agroécosytème. Voici certains des rôles les plus importants des organismes du sol :

· Le recyclage des éléments nutritifs - lorsque les organismes consomment de la nourriture, ils vont - bien sûr - excréter les déchets. Le " déchet " le plus important pour la croissance de nos cultures est l'ammonium (NH4+). Les organismes, incluant les racines des plantes, absorbent rapidement l'ammonium et les autres éléments nutritifs disponibles. Certaines bactéries du sol peuvent fixer l'azote atmosphérique pour le rendre assimilable par les plantes, ce qui réduit notre dépendance envers les sources extérieures d'azote.

· La rétention des éléments nutritifs - en plus de minéraliser et de relâcher l'azote pour les plantes, la vie dans le sol peut immobiliser ou retenir l'azote lorsque les plantes ne sont pas en croissance rapide. Par exemple, l'azote emprisonné dans la matière organique est moins mobile et moins susceptible d'être lessivé jusqu'à la nappe phréatique que les que les nitrates (NO3-) et l'ammonium (NH4+).

· Meilleure structure du sol - l'activité bactérienne, la matière organique et les propriétés chimiques des particules d'argile sont responsable de la création de micro-agrégats à partir de particules individuelles de sol. Les vers de terre et les arthropodes vont ensuite consommer ces agrégats et générer de plus gros agrégats fécaux. Ces agrégats fécaux font partie de la structure du sol. Les mycètes et les radicelles des plantes vont se lier pour aider à stabiliser les plus gros agrégats. Une meilleure stabilité des agrégats, avec les tunnels des vers de terres et des arthropodes, augmente la porosité, l'infiltration de l'eau et la capacité de rétention de l'eau, réduisant donc les risques de lessivage des éléments nutritifs.

· La suppression de maladies - un sol vivant contient de nombreux organismes qui peuvent faire compétition aux organismes qui causent des maladies chez nos plantes. Ces compétiteurs empêchent les pathogènes du sol de s'établir sur la plante, se nourrissent de pathogènes ou génèrent des métabolites qui sont toxiques pour les pathogènes.

· La dégradation des polluants - Les organismes du sol décomposent les composés organiques, incluant les fumiers, les résidus végétaux et les pesticides, ce qui les empêchent de rejoindre la nappe phréatique et de devenir des polluants.

Comme il y a des milliers d'espèces et de souches d'organismes vivant dans nos sols, il est difficile de n'en choisir que quelques uns et de rendre justice à l'incroyable chaîne de vie qui existe dans les sols, mais voici quelques organismes qui ont une importance particulière et que plusieurs d'entre vous connaissez déjà :

· Les bactéries fixatrices d'azote (Rhizobium spp.) forment des associations symbiotiques avec les racines des légumineuses, comme la luzerne, le soya ou les haricots. Les bactéries colonisent les racines de la plante en formant des nodules dans lesquelles la plante fournit aux bactéries des composés organiques simples Ces dernières vont, en échange, transforme l'azote atmosphérique contenu dans l'air (N2) en azote assimilable par la plante. Les différentes légumineuses ont généralement besoin de souches différentes de Rhizobium.

· Les actinomycètes sont un groupe de bactéries filamenteuses (structure semblable aux mycètes) qui décomposent une vaste gamme de substances, mais qui sont spécialement importants dans la dégradation de matériaux difficiles à décomposer, comme la cellulose et la lignine (qui sont entre autres des constituants du bois). Les actinomycètes sont responsables de la douce odeur caractéristique de la terre, que l'on peut sentir après un travail du sol. Ils sont également importants par leur production d'antibiotiques, tant dans le sol que pour les humains.

· Les mycorrhizes sont des types de mycètes qui colonisent les racines des plantes. En échange de carbone de la part des plantes, les mycorrhizes aident à solubiliser le phosphore et à fournir des éléments nutritifs (phosphore, azote, micro-éléments, eau) à la plante. Les pratiques culturales affectent la formation des mycorrhizes. Par exemple, les populations de mycorrhizes déclinent dans les champs en jachère ou dans les champs qui sont cultivés avec des plantes qui ne forment pas d'association avec les mycorrhizes (par exemple le brocoli, le canola, l'épinard et la betterave à sucre). De plus, le travail du sol fréquent et les fongicides à large spectre réduisent la quantité de mycorrhizes.

· Les vers de terre n'ont probablement pas besoin d'introduction. Ce sont d'importants décomposeurs de matière organique qui améliorent la qualité du sol en augmentant l'aire de surface de la matière organique, ce qui stimule la décomposition microbienne. Ils améliorent la stabilité du sol, sa porosité et sa capacité de rétention de l'eau en créant des tunnels et des agrégats dans le sol. Les tunnels des vers de terre augmentent l'infiltration de l'eau et l'aération du sol. Les sols qui sont " travaillés " par les vers de terre peuvent absorber l'eau à une vitesse 4 à 10 fois plus élevée que les sols qui manquent de vers de terre. Le fumier laissé par les vers de terre est essentiellement un canal d'éléments nutritifs qui est excellent pour la croissance des racines. Finalement, une activité bénéfique des vers de terre qui a récemment retenue l'attention, est l'enfouissement des matières organiques. En effet, dans les systèmes de travail minimum ou de travail réduit des sols, les résidus de culture s'accumulent à la surface du sol, ce qui fait augmenter les populations de vers de terre. Les vers de terre vont chercher de plus en plus de résidus pour les amener dans leurs tunnels, aidant par le fait même le mélange de la matière organique avec le sol et réduisant l'incidence de maladie en " volant " les résidus inertes aux organismes pathogènes.

Alors, comment fait-on pour bâtir ou maintenir ce sol en santé? La clé de la santé des sols est la matière organique. Plusieurs facteurs affectent le niveau de la matière organique dans les sols. Le facteur le plus important est la quantité de matière organique ajoutée au sol, mais d'autres facteurs entrent en compte, incluant l'humidité, la température, le travail du sol, le niveau d'azote, les cultures et la fertilisation. De bonnes températures et beaucoup de pluie contribuent à la croissance rapide des plantes, mais ces conditions sont également favorables à une décomposition rapide de la matière organique. Donc, similairement, peu de pluie et de basses températures vont ralentir la croissance des plantes, mais également la décomposition de la matière organique.

Le travail du sol peut être bénéfique ou nuisible à un sol biologiquement actif, dépendamment du type de travail du sol et du moment de l'opération. Vous connaissez la charrue à versoir? Et bien, une utilisation excessive de la charrue à versoir a mené à des taux de matière organique de moins de 1% (sols biologiquement morts) parce qu'elle enfouit les résidus de culture et la couche de sol arable à une profondeur de 35cm (14 pouces) où le manque d'oxygène empêche la décomposition de la matière organique. Les outils et les systèmes de travail peu profond des sols incorporent les résidus près de la surface du sol (où il y a présence d'oxygène) et accélèrent la décomposition.

Des applications excessives d'azote stimulent l'activité microbienne des sols, ce qui, en contrepartie, accélère la décomposition de la matière organique. Typiquement, les sols ont un ratio de carbone sur azote (C/N) de 12/1, par contre des excès d'azote vont abaisser ce ratio et déranger l'équilibre au sein des populations de micro-organismes. Les populations de bactéries explosent lorsque des sources d'azote inorganique sont utilisées excessivement et même s'il y a une augmentation dramatique de la décomposition de la matière organique, il peut ne pas y avoir assez de carbone dans le système pour subvenir aux besoins de ces populations. Ensuite, l'azote appliqué n'est plus recyclé vers les plantes et devient sujet au lessivage. C'est pour cette raison que les engrais verts et les fumiers compostés fonctionnent si bien : ils maintiennent un ratio C/N idéal.

Alors, est-ce que ça vaut la peine de changer ses pratiques culturales pour sauver ses sols? Regardons le problème de cette manière : Disons que le pourcentage de matière organique de vos sols à diminué avec le temps et que vous voulez l'augmenter. Il vous faudra tout d'abord vous assurer que la quantité de matière organique fournie à vos sols est plus grande que celle qui est " brûlée ". Mais il faut se rappeler que, généralement, 60 à 70% du carbone contenu dans les résidus organiques est perdu sous forme de CO2 et que 5 à 10% est utilisé par les micro-organismes qui décomposent les résidus organiques, ce qui ne laisse que 20 à 35% du carbone pour faire de la nouvelle matière organique. Ça prend 10 ans avant que cette matière organique deviennent de l'humus, la substance que l'on recherche dans nos sols. Donc, si vous ajoutez une tonne de résidus organiques, vous allez n'avoir que de 200 à 300 kg (400 à 700 livres) de nouvelle matière organique. Un % de matière organique pèse 25 tonnes par hectare… Vous pouvez donc constater qu'augmenter le contenu de matière organique de ses sols est un processus plutôt lent.

En conclusion, il est plus facile de stabiliser et de maintenir le taux matière organique existant dans le sol que d'essayer de le ramener à ce qu'il était avant… Et votre première action à réaliser est de faire attention à la chaîne de la vie qui existe dans vos sols.


Texte original de Av. Singh, Ph.D., Centre d'agriculture biologique du Canada. Traduction et adaptation par Antoine Gendreau-Turmel, Centre d'agriculture biologique du Québec.


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