Introduction : Sols vivants, par Sébastien Roumegous
Le 23 septembre : Les concepts autour des sols vivants, le lien entre carbone et fertilité long terme des sols, impact des pratiques sur le fonctionnement des sols, quel modèle agricole pour demain ?
Retrouvez l’intégralité de son intervention dans cette vidéo.
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Introduction de l’événement
Sébastien Roumegous ouvre cette deuxième édition de Cap agro écho en rappelant le contexte particulier dans lequel elle se tient. Il se présente comme cofondateur du Centre de développement de l’agroécologie, structure organisatrice de l’événement.
Il annonce le programme de la matinée :
- une première intervention sur les concepts autour des sols vivants ;
- une réflexion sur la gestion du carbone par les agriculteurs ;
- une explication de la circulation du carbone dans la chaîne alimentaire du sol ;
- puis des interventions de Franck Bühler et Frédéric Thomas sur l’agriculture de conservation et les complémentarités entre grandes cultures et élevage ;
- enfin, une intervention d’un intervenant suisse, Charles, sur les couverts végétaux, leur utilité dans les systèmes de production, et leur gestion dans un contexte de sécheresses répétées.
Sébastien Roumegous précise que sa propre intervention porte sur les « sols vivants » dans une approche à la fois conceptuelle et opérationnelle, avec une volonté de fournir des outils pratiques aux agriculteurs.
Présentation du Centre de développement de l’agroécologie
Le Centre de développement de l’agroécologie travaille autour de la transition agroécologique à destination :
- des agriculteurs ;
- des collectivités ;
- des entreprises, qu’il s’agisse de PME ou de grands groupes.
L’objectif n’est pas seulement de faire de l’agronomie, mais aussi de transformer l’innovation en valeur ajoutée pour l’agriculteur et en débouchés de filière.
La structure est organisée en trois services :
- consulting et formation ;
- animation agricole ;
- recherche et développement.
L’approche revendiquée consiste à tester au champ, en conditions réelles, avec les agriculteurs, dans une logique de collaboration active. Les agriculteurs sont considérés comme des partenaires essentiels pour élaborer et stabiliser les itinéraires techniques.
Le centre réalise :
- des diagnostics de ferme, de sol et de paysage ;
- de l’accompagnement technique ;
- de la formation ;
- de l’expérimentation.
Sébastien Roumegous souligne aussi l’importance prise par le numérique dans la diffusion des contenus agricoles, avec une participation fortement accrue grâce à Internet.
Sols vivants : une approche technique et opérationnelle
L’intervention vise à expliquer les mécanismes qui permettent de comprendre l’importance de l’activité biologique du sol dans la production végétale.
Sébastien Roumegous explique qu’il est issu d’un milieu agricole conventionnel et d’une formation agricole classique, dans laquelle la biologie des sols n’occupait pas une place centrale. Il présente alors un raisonnement construit à partir d’observations de terrain, destinées à montrer que l’activité biologique du sol n’est pas un détail, mais un levier agronomique majeur.
Comparaison entre parcelle cultivée et bordure de parcelle
Un premier exemple compare deux milieux :
- une parcelle cultivée ;
- une bordure de parcelle.
Les analyses montrent, dans l’exemple présenté, que la bordure de parcelle présente généralement :
- un taux de matière organique presque deux fois plus élevé ;
- une porosité plus forte ;
- une meilleure rétention en eau ;
- une réserve utile supérieure, de l’ordre de 20 mm ;
- une meilleure capacité de rétention des éléments nutritifs, avec un gain estimé de 20 à 30 %.
Cette différence interroge : comment expliquer que la zone « où on ne fait rien » puisse présenter de meilleures qualités agronomiques que la zone cultivée, dans laquelle on investit travail, temps et techniques ?
Plusieurs hypothèses sont évoquées :
- une activité biologique plus importante ;
- un moindre trafic et donc moins de compaction ;
- l’absence de travail du sol ;
- l’absence d’exportation ;
- des restitutions régulières de matière organique, notamment via les feuilles des arbres voisins.
Sébastien Roumegous insiste sur un point : la question centrale est de savoir si le système cultivé compense réellement ses exportations. Autrement dit, est-ce qu’il restitue assez de matière organique pour maintenir un niveau élevé de fertilité biologique ?
Il évoque à ce sujet des situations extrêmes observées en Espagne, avec des sols à 0,3 % de matière organique, où la perspective d’obtenir des « sols vivants » suppose des efforts considérables et des stratégies complexes.
Des différences visibles à l’œil nu
Au-delà des analyses de laboratoire, l’intervenant insiste sur l’importance du diagnostic visuel au champ.
Il présente des prélèvements de sols réalisés dans trois contextes :
- un bord de champ ;
- une prairie temporaire ;
- une parcelle cultivée sans couverture à ce moment-là, mais intégrée dans une rotation avec prairies et cultures.
Les observations montrent que :
- le sol du bord de champ est plus foncé ;
- sa structure est plus grumeleuse ;
- les autres sols présentent des structures plus anguleuses, même en prairie temporaire.
En cassant les mottes, on observe :
- à droite, des mottes anguleuses, de type plutôt compact ;
- à gauche, une structure plus ouverte, oxygénée, poreuse.
Pour Sébastien Roumegous, cela traduit l’effet de l’activité biologique. Celle-ci fabrique de la structure. L’enjeu n’est donc pas seulement d’intervenir mécaniquement sur le sol, mais de savoir dans quelle mesure il est possible de laisser l’activité biologique produire des services.
L’activité biologique comme facteur de structure et d’infiltration
Un autre exemple est donné avec deux parcelles séparées seulement par un chemin :
- à droite, une parcelle en semis direct depuis dix ans ;
- à gauche, une parcelle travaillée avec labour puis semis combiné.
L’observation met en évidence une meilleure infiltration de l’eau dans la parcelle en semis direct, alors même qu’elle mobilise moins de travail mécanique, moins de carburant, moins de temps et moins de charges.
Selon l’intervenant, cette différence s’explique principalement par l’activité biologique :
- présence de lombrics ;
- activité microbienne plus intense ;
- porosité biologique plus fonctionnelle.
Il insiste sur le fait qu’un sol performant peut être aussi un sol où l’on a économisé du temps de travail et des charges, à condition que l’activité biologique soit capable d’assurer certaines fonctions agronomiques.
Le rôle central du soleil et de la plante
Pour comprendre le fonctionnement des sols vivants, Sébastien Roumegous revient à un principe fondamental : toute la vie du sol dépend de l’énergie solaire.
Le soleil est présenté comme la source d’énergie presque infinie qui alimente les écosystèmes terrestres. Mais cette énergie n’est pas directement utilisable par les organismes du sol. Le seul organisme capable de la convertir en énergie chimique utilisable est la plante.
La plante est donc au centre du système :
- elle capte l’énergie solaire par la photosynthèse ;
- elle la transforme en carbone organique ;
- elle alimente ensuite la chaîne trophique du sol.
Ainsi, la vraie question agronomique n’est pas seulement l’usage ou non des intrants, mais l’efficacité avec laquelle le système de culture transfère l’énergie du soleil vers le sol vivant.
Sébastien Roumegous insiste : si l’on retire les plantes de l’écosystème terrestre, il n’y a plus d’énergie disponible pour la biodiversité du sol. La priorité est donc de maximiser, à l’échelle du système, la captation de l’énergie solaire par le végétal.
Les différentes formes de carbone dans le sol
L’intervenant distingue plusieurs formes de carbone dans le système sol-plante :
- le carbone de la biomasse végétale : résidus de cultures, couverts végétaux, effluents d’élevage contenant du végétal ;
- le carbone vivant : carbone immobilisé dans la biomasse des organismes vivants du sol ;
- le carbone humifié : matière organique stable, issue des transformations biologiques ;
- les exsudats racinaires : sucres et composés libérés par les racines pour nourrir la microflore.
Il rappelle qu’un lisier seul ne fait pas monter le taux de matière organique, car le carbone végétal y a déjà largement été consommé par l’animal. En revanche, un fumier contenant de la paille ou du bois apporte du carbone.
Il souligne aussi l’importance souvent sous-estimée des exsudats racinaires, qui représenteraient environ 50 % des entrées de carbone. La plante utilise une partie de ce qu’elle a photosynthétisé pour nourrir les micro-organismes du sol, car ceux-ci participent à sa nutrition. Il emploie ici une image forte : « le sol, c’est l’intestin de la plante ».
Systèmes de culture : efficacité ou inefficacité carbone
Sébastien Roumegous compare ensuite différents systèmes de culture sous l’angle de la captation et de la restitution de carbone.
Exemple d’un tournesol peu couvrant
Il présente une parcelle de tournesol où le sol reste largement nu. Ce type de système soulève plusieurs problèmes :
- très faible couverture du sol ;
- forte exposition aux UV, qui ont un effet de désinfection de surface ;
- forte sensibilité à l’érosion ;
- faible transfert d’énergie solaire vers le sol.
Il insiste sur le fait qu’un tournesol seul ne couvre jamais totalement le sol, surtout après labour ou travail du sol avant implantation.
Exemple de systèmes très producteurs de biomasse
À l’inverse, il montre :
- un couvert de seigle très développé, roulé après floraison, dans lequel est semé un soja ;
- un système arboricole avec un couvert développé entre les rangs.
Dans ces cas, les entrées de biomasse et donc de carbone sont beaucoup plus élevées. Cela signifie :
- plus d’énergie transférée au système sol ;
- plus de possibilités de stockage du carbone ;
- plus de nourriture pour l’activité biologique.
Il en déduit que les systèmes qui stockent du carbone sont ceux qui restituent beaucoup de matière sèche végétale :
- couverts végétaux ;
- agroforesterie ;
- effluents d’élevage riches en fibres ;
- cultures à forte restitution.
La vie du sol et la chaîne trophique
Le sol est présenté comme un écosystème complet, avec :
- des micro-organismes ;
- des décomposeurs ;
- des organismes intermédiaires ;
- des ingénieurs du sol comme les vers de terre ;
- des ravageurs également.
La majorité de cette biomasse est invisible à l’œil nu. Bactéries et champignons représenteraient plus de 50 % de la biomasse vivante du sol.
L’enjeu n’est donc pas seulement d’avoir de la vie, mais de comprendre comment cette vie permet de passer d’un « sol vivant » à un « sol fertile ».
La minéralisation : du vivant vers la plante
Sébastien Roumegous explique que la minéralisation est assurée principalement dans l’infiniment petit :
- bactéries ;
- champignons ;
- protozoaires ;
- nématodes.
Les bactéries et champignons décomposent la matière organique. Mais ce sont aussi les organismes qui les consomment qui permettent une libération d’azote minéral.
Il donne un exemple avec les bactéries :
- une bactérie a un rapport C/N d’environ 12 ;
- les organismes qui la consomment ont souvent un rapport C/N plus élevé ;
- lorsqu’ils mangent les bactéries, ils rejettent l’azote en excès.
Autrement dit, si un sol contient seulement des bactéries, il peut y avoir immobilisation. Si la chaîne alimentaire est complète, il y a minéralisation.
Cette idée est importante pour comprendre certaines phases de transition, où l’on apporte beaucoup de carbone sans que le système biologique soit encore capable de le transformer efficacement.
Le rôle du ver de terre
Le ver de terre est présenté comme un organisme central, capable de catalyser toute la chaîne alimentaire du sol.
Ses fonctions sont multiples :
- ingestion de matière organique, même à des stades avancés de décomposition ;
- mélange intime entre sol et matière organique ;
- stimulation de l’activité microbienne dans son tube digestif ;
- production de turricules riches en éléments nutritifs.
L’intervenant souligne que le ver de terre accélère considérablement les processus :
- il peut transformer une paille en turricule en 48 heures ;
- il favorise la minéralisation ;
- il contribue à la fabrication du complexe argilo-humique.
Les galeries de vers de terre présentent :
- davantage de carbone ;
- davantage d’azote ;
- davantage de micro-organismes.
Une étude suisse est citée :
- dans des systèmes classiques, on produit environ 1,4 kg de turricules par m² et par an ;
- dans des systèmes en semis direct établis, on atteint 11 kg par m² et par an.
Cela montre que l’augmentation des populations de lombrics change fortement le fonctionnement du sol.
La plante dépend de la biologie du sol
Sébastien Roumegous présente également un exemple comparant un sol désinfecté et un sol non désinfecté. À conditions identiques, la biomasse végétale est 5 à 6 fois supérieure dans le sol non désinfecté.
Cela illustre l’importance de la rhizosphère et du microbiote du sol dans la nutrition de la plante. Le biotope du sol et celui de la racine sont en interaction étroite.
Il note que l’introduction de micro-organismes dans le milieu, par exemple avec des thés de compost oxygénés, peut parfois modifier :
- la croissance de la plante ;
- les flores spontanées présentes ;
- le fonctionnement global du système.
Les pratiques agricoles qui influencent le plus la biologie du sol
Les principaux leviers cités sont :
- le travail du sol ;
- la gestion de la matière organique ;
- la fertilisation ;
- la rotation ;
- les applications phytosanitaires ;
- le contexte pédoclimatique.
Travail du sol
Le travail du sol :
- brasse le milieu ;
- apporte de l’oxygène ;
- accélère la minéralisation ;
- déstabilise la microstructure ;
- bouleverse les horizons.
Matière organique et nutrition
La disponibilité des matières organiques et leur qualité sont présentées comme prioritaires. L’activité biologique dépend de la quantité et de la nature des ressources carbonées disponibles.
PH et statut acido-basique
Le pH et le potentiel redox sont évoqués comme des éléments essentiels, même s’ils ne sont pas développés en détail. Sébastien Roumegous rappelle qu’un bon statut acido-basique est une base indispensable pour le fonctionnement biologique du sol.
Phytosanitaires
Les produits phytosanitaires peuvent avoir :
- des effets directs, par exemple la destruction d’organismes ;
- des effets indirects, via des modifications du pH, de la porosité, de l’humidité, de la température, du type de racines ou de la disponibilité des nutriments.
Le bilan humique simplifié
Sébastien Roumegous propose un outil pratique : un « bilan humique simplifié ».
L’idée est de répondre à une question simple : est-ce que le système de culture apporte assez de carbone pour entretenir une activité biologique suffisante et renouveler la matière organique du sol ?
Il explique que les méthodes classiques de bilan humique sont souvent trop complexes pour être utilisées couramment. Il propose donc une version simplifiée, certes moins précise, mais utilisable rapidement sur un coin de table.
Principe du calcul
La biomasse végétale fraîche contient différentes formes de carbone :
- une part rapidement dégradable ;
- une part plus complexe, notamment la lignine, qui contribue davantage à l’humus.
Pour simplifier, il propose de raisonner en matière sèche :
- ce qui reste quand l’eau a disparu ;
- donc ce qui représente réellement la masse carbonée restituée.
Il faut prendre en compte :
- la biomasse aérienne ;
- la biomasse racinaire.
Pour faciliter le calcul, il propose une règle simple :
- matière sèche aérienne = Matière sèche racinaire.
Il reconnaît que cette règle n’est pas exacte dans tous les cas, mais qu’elle permet une estimation fonctionnelle.
Estimation des apports
Le calcul consiste à additionner :
- les amendements organiques ;
- les résidus de culture ;
- les couverts végétaux ;
- les apports racinaires.
Quelques repères sont donnés :
- BRF : environ 50 à 60 % de matière sèche ;
- fumier classique : environ 30 % ;
- lisier : environ 5 à 7 %, souvent négligeable dans ce calcul.
Il devient alors possible d’estimer rapidement la quantité totale de matière sèche apportée au système.
Objectif de restitution
L’objectif indiqué est d’atteindre environ 20 à 25 tonnes de matière sèche totale par hectare et par an pour renouveler grossièrement 4 à 5 % de matière organique.
Sébastien Roumegous précise que cet objectif dépend du contexte climatique, car la minéralisation varie selon les conditions, mais il affirme que, dans les bilans simplifiés qu’il a réalisés, la relation entre niveau de matière sèche restituée et taux de matière organique observé au sol se vérifie globalement :
- autour de 10 t MS/ha/an : souvent 1,3 à 1,8 % de matière organique ;
- autour de 20 t MS/ha/an : souvent 3,5 à 5 % de matière organique.
Il estime la marge d’erreur de la méthode à environ 20 %, mais considère qu’elle est suffisante pour savoir si l’on va globalement dans la bonne ou la mauvaise direction.
Exemple de rotation analysée
Il prend l’exemple d’une rotation :
Hypothèses :
- exportation de la paille du premier blé ;
- couvert de moutarde entre blé et soja ;
- couvert de féverole entre les deux maïs.
Il additionne alors les restitutions en matière sèche :
- blé avec export de paille : seulement les racines ;
- soja : très peu de biomasse restituée ;
- moutarde : apport complémentaire ;
- second blé : paille restituée + racines ;
- maïs : culture fortement productrice de biomasse ;
- féverole : apport supplémentaire.
Au final, il montre que certaines années sont déficitaires en matière sèche par rapport au seuil visé. Sur l’ensemble de la rotation, un déficit cumulé important apparaît, de l’ordre de 39 tonnes de matière sèche sur cinq ans.
La conclusion est claire : si le système est déficitaire, il faut trouver comment réintroduire cette biomasse.
Les leviers pour rééquilibrer le système
Les principaux outils disponibles sont :
- les couverts végétaux ;
- des cultures à forte restitution ;
- les prairies temporaires ;
- les amendements organiques ;
- la réduction du travail du sol.
Il souligne que le végétal, sous une forme ou une autre, est le principal outil disponible pour faire rentrer du carbone dans le système.
Les amendements à rapport C/N élevé, comme le bois, sont particulièrement efficaces pour fabriquer de l’humus, mais ils doivent être gérés correctement, notamment sans enfouissement excessif.
La réduction du travail du sol limite les pertes en ralentissant la minéralisation.
L’importance stratégique de l’azote et du rapport C/N
L’intervenant conclut en attirant l’attention sur un point majeur : dès que l’on veut fabriquer de l’humus, on consomme de l’azote.
Le rapport C/N est donc un paramètre central dans les transitions vers l’agriculture de conservation ou les systèmes vivants.
Il insiste sur :
- l’adaptation du plan de fertilisation ;
- la nécessité de piloter les flux d’azote ;
- l’attention particulière à porter à ce sujet en agriculture biologique, où l’azote disponible est plus difficile à mobiliser à faible coût.
Il rappelle aussi qu’un système riche en champignons est plus capable de digérer du carbone avec moins d’azote qu’un système dominé par les bactéries :
- bactéries : C/N d’environ 12 ;
- champignons : C/N d’environ 30.
Pour cette raison, il estime que de nombreux systèmes agricoles actuels sont trop bactériens, et qu’il faut travailler à réintroduire davantage de fonctionnement fongique, notamment en modifiant :
- la gestion du carbone ;
- les types d’amendements ;
- l’intensité du travail du sol.
Conclusion
Sébastien Roumegous propose une lecture globale des sols vivants fondée sur quelques idées fortes :
- la fertilité biologique repose d’abord sur la captation de l’énergie solaire par les plantes ;
- le carbone est le carburant de la vie du sol ;
- la diversité biologique du sol permet de transformer ce carbone en structure, en nutriments et en fertilité ;
- les vers de terre et la microbiologie jouent un rôle central dans cette dynamique ;
- les pratiques agricoles peuvent soit freiner, soit favoriser ces processus ;
- un bilan humique simplifié peut aider à évaluer rapidement si un système de culture restitue assez de biomasse.
L’approche défendue n’oppose pas théorie et pratique : elle cherche au contraire à fournir aux agriculteurs des repères simples pour piloter leurs systèmes de culture en tenant compte du fonctionnement vivant du sol.
