Fonctionnement du sol en ACS, par Lionel Alletto
Intervention tirée de la journée technique
maraîchage & arboriculture : La conservation des sols
et sa biodiversité fonctionnelle
du 23 janvier 2020 à Montpellier.
Introduction
En ouverture, l’intervenant rappelle le retard pris dans le programme et annonce qu’il va condenser son exposé en un quart d’heure strict. Malgré ce format réduit, l’objectif reste de répondre à une question très concrète : après les présentations du matin sur la complexité du fonctionnement du sol, comment traduire cela dans l’action, du point de vue de l’agriculteur ou du conseiller, lorsqu’on souhaite aller vers l’agriculture de conservation des sols ?
Lionel Alletto explique que l’enjeu est d’aider à observer une situation donnée, à en faire un diagnostic, puis à accompagner une éventuelle transition vers des pratiques mobilisant les leviers de l’agriculture de conservation.
Le sol comme système d’interactions
Le point de départ est un constat désormais classique : le sol fonctionne par interactions permanentes entre trois grands états :
- l’état physique ;
- l’état chimique ;
- l’état biologique.
L’accent a beaucoup été mis, dans les interventions précédentes, sur l’état biologique. Lionel Alletto choisit donc de revenir surtout sur des méthodes simples de diagnostic de terrain, facilement mobilisables par des agriculteurs ou des groupes d’agriculteurs, tout en détaillant un peu davantage les éléments relevant de l’état physique. L’état chimique est abordé plus rapidement.
Il insiste sur le fait qu’un diagnostic de sol devrait être le plus complet possible, même s’il faut toujours accepter une part de compromis. En pratique, on ne peut pas tout mesurer. Il faut donc sélectionner des indicateurs capables de renseigner au mieux le fonctionnement global du sol. Cela peut générer une certaine frustration : observer des vers de terre ne suffit pas à décrire toute la biologie du sol ; mesurer une densité apparente ne résume pas à elle seule l’état physique. Mais malgré ces limites, l’objectif reste de comprendre le fonctionnement d’ensemble du milieu.
Des trajectoires différentes selon les types de sols
Lionel Alletto nuance l’idée selon laquelle les propriétés des sols évolueraient partout de la même façon. Très clairement, ce n’est pas le cas. Les trajectoires d’évolution diffèrent selon :
- le type de sol ;
- la situation initiale ;
- l’état du milieu au départ.
Il prend appui sur des projets menés à l’échelle du bassin Adour-Garonne, avec le soutien de l’Agence de l’eau, visant à caractériser les performances des systèmes en agriculture de conservation. Ces travaux montrent qu’on peut aujourd’hui identifier assez clairement des trajectoires différentes d’évolution des propriétés du sol selon les contextes pédologiques.
Une démarche en trois étapes
Pour faire évoluer les pratiques, la démarche proposée repose sur trois grands ensembles.
Définir les objectifs
La première étape, jugée centrale, consiste à définir les objectifs. Lionel Alletto rappelle qu’un agriculteur ou un arboriculteur a toujours des raisons de faire ce qu’il fait. Cela ne signifie pas forcément qu’il a raison au sens absolu, mais ses pratiques ont une logique dans le contexte de son exploitation.
Avant de proposer des changements, il faut donc comprendre :
- pourquoi les pratiques actuelles sont mises en œuvre ;
- pourquoi l’agriculteur souhaite les modifier.
Ce travail préalable est indispensable. Si les objectifs ne sont pas clairement définis, il devient très difficile de concevoir un système de culture cohérent. Il n’existe pas de système « magique » capable de répondre simultanément à tous les objectifs possibles : performances environnementales, résultats socio-économiques, stockage de carbone, réduction des produits phytosanitaires, etc. Il faut donc prioriser.
Caractériser l’état initial du sol
La deuxième étape est la caractérisation de l’état initial du sol. Il s’agit d’établir le point de départ le plus précisément possible, en croisant les observations sur les dimensions chimique, physique et biologique.
Construire un programme d’action
Une fois les objectifs définis et l’état initial du sol caractérisé, il devient possible de construire un programme d’action. Cela consiste à déterminer :
- les leviers à mobiliser ;
- la manière de les articuler entre eux ;
- les règles de décision qui vont guider leur mise en œuvre.
Ce travail est lui aussi central, car sans cadre de pilotage, il devient impossible de comprendre les effets des changements engagés. Si l’on fait « un peu tout et n’importe comment », on ne saura pas à quoi attribuer les résultats obtenus.
Lionel Alletto précise que ce travail peut être conduit en accompagnement individuel, mais qu’il est le plus souvent beaucoup plus puissant lorsqu’il est réalisé collectivement, avec des groupes d’agriculteurs.
Caractériser l’état chimique du sol
L’analyse de terre comme préalable
Pour l’état chimique, l’outil de base reste l’analyse de terre. Cela paraît classique, mais Lionel Alletto souligne qu’elle n’est pas toujours systématisée. Il arrive que des agriculteurs ou des conseillers souhaitent s’engager vers l’agriculture de conservation en partant du constat que « le sol ne va pas du tout », sans avoir établi précisément l’état initial du milieu.
L’analyse de terre constitue donc un préalable indispensable. Elle s’enrichit aujourd’hui progressivement avec de nouvelles méthodes permettant de mieux documenter le fonctionnement du sol.
Les principaux indicateurs chimiques
Parmi les éléments classiquement renseignés figurent :
- la texture, c’est-à-dire la composition granulométrique du milieu ;
- la teneur en carbone organique ;
- les caractéristiques du complexe d’échange ;
- le pH.
La texture conditionne fortement les marges de manœuvre et la manière dont on peut valoriser au mieux les éléments minéraux du sol.
Concernant le carbone organique, au-delà de la teneur totale, on cherche de plus en plus à le fractionner pour mieux apprécier son niveau de réactivité. En effet, les matières organiques, en interaction avec les micro-organismes du sol, jouent un rôle fondamental dans l’agrégation, la cimentation et la structuration des agrégats. Pour comprendre la stabilité de ces agrégats, il faut donc aussi comprendre la nature des matières organiques présentes.
Lionel Alletto mentionne des méthodes de laboratoire permettant de fractionner la matière organique et d’observer comment elle est répartie dans le sol. Ces indicateurs ne sont pas encore systématiques, mais ils apportent des informations supplémentaires précieuses.
Le complexe d’échange et le pH
L’analyse chimique permet aussi d’éclairer le fonctionnement du complexe d’échange, notamment à travers la capacité d’échange cationique (CEC). Selon les sols, cette CEC peut être très variable : certains sols ont une très forte CEC, d’autres une très faible. La gestion du sol et les pratiques doivent en tenir compte.
Mais une CEC importante ne signifie pas nécessairement qu’elle est bien valorisée. D’où l’intérêt d’indicateurs simples comme le pH. Lionel Alletto souligne que, là encore, cet indicateur n’est pas toujours suivi régulièrement, y compris chez des agriculteurs très engagés en agriculture de conservation. Or il arrive d’observer des dérives du pH, avec des phénomènes d’acidification, y compris sur des sols initialement développés sur roches mères calcaires ou carbonatées.
Des indicateurs simples peuvent donc déjà fournir des éléments importants pour mieux raisonner la fertilité chimique et le fonctionnement du sol.
Diagnostiquer l’état physique du sol
L’état physique du sol constitue le cœur de l’intervention. Lionel Alletto présente plusieurs outils de terrain mobilisables dans le travail avec les agriculteurs.
Le test bêche
Parmi les outils les plus classiques figure le test bêche. Il sert à diagnostiquer à la fois des propriétés physiques et biologiques. Il consiste à prélever un bloc de sol à la bêche pour observer directement sa structure.
Selon Lionel Alletto, c’est un outil que l’on devrait toujours avoir avec soi, tant il est utile pour observer rapidement un sol. Il permet :
- des observations répétées dans une même parcelle ;
- une mise en œuvre peu coûteuse ;
- une prise en main relativement rapide ;
- une forte valeur pédagogique, notamment en groupe.
Il demande certes un peu d’apprentissage, mais il offre une grande richesse d’informations pour un coût très faible.
Exemple de comparaison entre deux parcelles voisines
Lionel Alletto présente l’exemple de deux parcelles très proches, séparées d’environ 25 mètres seulement, observées avec des groupes d’agriculteurs.
Dans l’une, à 25 cm de profondeur, on observe de l’eau libre qui circule, signe d’un ruissellement hypodermique. Cette circulation d’eau n’est pas visible en surface, mais elle traduit une rupture de connectivité du réseau poral.
Dans l’autre parcelle, ce phénomène n’apparaît pas.
La différence entre les deux situations tient au mode de conduite :
- la première parcelle est labourée chaque année ;
- la seconde est en agriculture de conservation depuis environ 20 ans.
Dans cette dernière, la porosité biologique est fortement connectée. Dans la parcelle labourée, au contraire, la connectivité est faible. Lionel Alletto utilise l’image de tuyaux coupés tous les ans à une certaine profondeur : ils ne sont plus correctement raccordés entre eux. Il ne s’agit pas forcément d’une semelle de labour, mais d’un réseau poral interrompu. Cela favorise le ruissellement, l’érosion et l’entraînement de particules, y compris en circulation hypodermique.
Cet exemple illustre le fait que, sur des sols limoneux alluviaux plutôt battants, les trajectoires peuvent diverger très fortement selon les systèmes de culture mis en œuvre.
La méthode VESS
Le test bêche peut être associé à des méthodes plus normées, comme la méthode VESS (Visual Evaluation of Soil Structure), c’est-à-dire l’évaluation visuelle de la structure du sol. Cette méthode fournit une grille descriptive permettant d’attribuer un score à l’état structural du sol.
Lionel Alletto rappelle qu’on aime souvent « noter » les choses, et que ces scores peuvent aider à discuter des bonnes pratiques à mettre en œuvre pour améliorer la structure.
Le profil cultural
Quand on dispose de davantage de temps et d’énergie, on peut ouvrir un profil cultural. Cet outil donne accès à des informations plus fines que le test bêche, notamment sur les dégradations structurales liées aux pratiques agricoles.
Le profil cultural permet d’examiner les différentes zones du sol rencontrées en profondeur. On peut y repérer :
- des bandes de labour ;
- des zones contenant des résidus peu ou pas décomposés ;
- des mottes plus ou moins compactes ;
- des volumes plus ou moins poreux.
La méthode, historiquement développée notamment par l’équipe de Manichon et Gautronneau, permet de diagnostiquer l’origine des états structuraux observés et de les relier aux pratiques mises en œuvre.
Lionel Alletto rend à cette occasion hommage à Hubert Manichon, récemment disparu, en soulignant l’importance de son travail sur la caractérisation des états structuraux des sols.
Des sols plus compacts mais parfois plus fonctionnels en agriculture de conservation
Lionel Alletto présente ensuite un exemple de profil cultural dans un système conduit en agriculture de conservation depuis cinq ans. La parcelle, anciennement en monoculture de maïs, ne relève pas d’une agriculture de conservation complète puisque le levier « rotation » n’est pas activé. En revanche, le sol est couvert et le labour a été fortement réduit, sans être totalement arrêté.
Après seulement cinq ans, des modifications profondes sont déjà visibles. Le sol apparaît uniformément plus compact. Cela peut sembler inquiétant, mais cela remet surtout en cause certains outils classiques d’évaluation de l’état physique.
Les limites de la densité apparente
Traditionnellement, la densité apparente est utilisée pour évaluer l’état physique des sols. Or Lionel Alletto souligne que cet indicateur n’est pas toujours adapté aux systèmes en agriculture de conservation. En effet, on observe fréquemment dans ces systèmes des sols plus compacts, avec une porosité totale plus faible, mais qui conservent pourtant une bonne capacité d’infiltration.
La raison tient à la nature de la porosité :
- la porosité créée par le travail du sol est souvent peu connectée ;
- la porosité biologique, issue des racines, des vers de terre et de l’activité biologique, est plus connectée.
Ainsi, même si le volume total de pores est plus faible, ces pores peuvent être beaucoup plus actifs du point de vue hydraulique. Cela permet de maintenir des capacités d’infiltration satisfaisantes.
Cette observation pose de nombreuses questions et oblige à revisiter les outils classiques d’évaluation du réservoir utilisable, qui reposent souvent sur des équations fondées sur la densité apparente. Si cette dernière n’est plus correctement corrélée au réservoir utilisable dans les sols en agriculture de conservation, il faut reconstruire des référentiels adaptés. Lionel Alletto signale à ce sujet des travaux de thèse en cours à Toulouse, à l’Inra et à Grignon.
D’autres outils pour caractériser le fonctionnement hydrique
Parmi les autres techniques disponibles figurent les mesures d’infiltration, notamment avec des dispositifs de type Beerkan. Ce sont, là encore, des outils relativement simples à mobiliser par des groupes d’agriculteurs. Ils sont à la fois pédagogiques et visuels, et fournissent des informations utiles sur le fonctionnement hydrique des sols.
Lionel Alletto insiste aussi sur le fait que les propriétés physiques sont très instables dans le temps, surtout lorsque le sol est travaillé. Il montre l’exemple d’un labour réalisé avant maïs : entre le moment du travail du sol et le mois de juin, le milieu se referme extrêmement vite.
Dans les systèmes en agriculture de conservation, les fluctuations des propriétés physiques sont encore mal prédites. Elles semblent fortement liées aux cycles des cultures, à leur développement et à leur sénescence.
Observer simplement l’évolution du sol
Au-delà des outils plus codifiés, il est aussi possible d’observer simplement l’évolution du sol au fil du temps. Lionel Alletto montre qu’après seulement deux ans et demi d’arrêt du travail du sol chez un agriculteur, l’angularité et la rugosité des agrégats changent. Cela s’explique par l’augmentation du carbone organique et le début de stabilisation des agrégats.
Ces changements peuvent être observés même dans des systèmes imparfaits, par exemple en monoculture de maïs avec encore un peu de travail du sol. Cela fonctionne donc déjà un peu, même si d’autres problèmes persistent.
Des tests simples pour illustrer la stabilité structurale et l’activité biologique
Le slake test
Lionel Alletto mentionne le slake test, utilisé pour observer la stabilité des agrégats dans l’eau. Il propose même une version très simple, à partir de bocaux ou de pots en verre récupérés, par exemple des bocaux à cornichons. L’idée est de rendre les observations accessibles aux agriculteurs sans recourir à des outils coûteux.
Les sachets de thé
Pour illustrer l’activité biologique du sol, il évoque aussi la méthode des sachets de thé. En enterrant puis en récupérant des sachets pesés avant et après incubation, on peut obtenir une estimation de la vitesse de dégradation de la matière organique.
Cette méthode, simple et visuelle, permet de rendre plus concrète la dynamique biologique du sol.
Le « test du slip »
Dans le même esprit, il cite le « test du slip », qui consiste à enterrer un sous-vêtement en coton puis à observer son état après un certain temps. Plus il est dégradé, plus l’activité biologique du sol est forte.
Cette méthode est populaire car très parlante. Du point de vue scientifique, elle est plus difficile à normaliser, mais elle a un intérêt important pour le développement agricole et la sensibilisation, à condition d’utiliser du coton, idéalement du coton bio.
L’effet des systèmes sur le carbone du sol
Revenant à l’exemple des deux parcelles ACS et labourées évoqué plus haut, Lionel Alletto montre qu’en 20 ans, l’écart atteint environ 20 tonnes de carbone. On est là dans des dynamiques de stockage très élevées pour les climats considérés, de l’ordre de près d’une tonne de carbone par hectare et par an depuis la mise en œuvre du système.
Cependant, il rappelle que cette dynamique dépend fortement du contexte initial.
Les sols déjà riches en carbone
Dans des sols initialement très riches, comme certaines terres noires appelées localement « boulbènes » ou d’autres sols du bassin, on peut déjà avoir autour de 113 tonnes de carbone par hectare sur des sols labourés régulièrement. Dans ces cas-là, le déploiement de l’agriculture de conservation ne permet pas forcément d’augmenter encore fortement la quantité totale de carbone.
En revanche, cela peut permettre d’introduire d’autres cultures dans la rotation, par exemple en sortant d’un duo maïs-soja, ce qui représente déjà une évolution importante.
Les systèmes encore peu maîtrisés
Dans des systèmes où les pratiques ne sont pas encore bien maîtrisées, on n’obtient pas forcément les mêmes résultats. Lionel Alletto rappelle alors ce qu’il considère comme le levier principal : les couverts végétaux.
Les couverts végétaux, levier majeur de l’agriculture de conservation
Pour Lionel Alletto, les couverts végétaux constituent un levier central, voire principal, de l’agriculture de conservation. Il conclut même de manière très directe : il faut mettre des couverts partout où c’est possible.
Les fonctions et services attendus des couverts sont nombreux :
- soutien à la nutrition et à la gestion des éléments nutritifs ;
- stabilisation et structuration des sols ;
- stockage de carbone ;
- modification de l’albédo, avec davantage d’énergie renvoyée vers l’atmosphère ;
- régulation de bioagresseurs.
Sur ce dernier point, il souligne que la restitution de biomasse en surface modifie aussi les conditions de pH et de potentiel rédox, ce qui peut conduire à des effets dits de biofumigation, particulièrement bien connus des maraîchers.
Il signale d’ailleurs qu’un congrès européen devait se tenir fin mars-début avril sur l’utilisation des couverts végétaux pour la santé des sols.
L’importance du collectif dans l’accompagnement
En conclusion, Lionel Alletto revient sur un point majeur de son intervention : ce qui fonctionne le mieux pour faire évoluer les pratiques, ce sont les démarches collectives.
Il insiste sur la puissance :
- du travail en groupe ;
- des approches participatives ;
- du partage horizontal des connaissances ;
- de l’implication d’agriculteurs pionniers dans la dynamique.
Lui-même et son équipe mobilisent des démarches de type serious games pour favoriser la conception collective de systèmes en agriculture de conservation. L’idée est de travailler sérieusement tout en gardant une dimension ludique, car c’est souvent ce qui permet d’aller le plus loin.
Ces démarches débouchent sur la conception de systèmes ensuite testés et mis en œuvre par les agriculteurs eux-mêmes. Selon les objectifs de chacun, les solutions construites sont adaptées au cas par cas.
Lionel Alletto résume cela par une formule : l’agronomie est une science des localités. Il n’y a pas de solution uniforme ; il faut du sur-mesure.
Conclusion
L’intervention montre que le fonctionnement du sol en agriculture de conservation ne peut pas être réduit à un seul indicateur ou à une seule pratique. Il faut articuler :
- une clarification des objectifs ;
- une caractérisation la plus fine possible de l’état initial du sol ;
- une construction raisonnée des leviers d’action.
Parmi ces leviers, les couverts végétaux apparaissent comme un élément essentiel. Mais leur efficacité dépend du contexte pédologique, des systèmes de culture, du niveau de maîtrise technique et des objectifs visés.
Enfin, Lionel Alletto rappelle que l’observation de terrain, même avec des outils très simples, est fondamentale, et que l’accompagnement collectif est souvent la voie la plus efficace pour réussir les transitions vers l’agriculture de conservation des sols.
