La couverture des sols en climat sec, par Mathieu Marguerie
Présentation et contexte
Mathieu Marguerie travaille à Agri Bio 04 et à Bio de Provence, les groupements d’agriculteurs bio de la région Provence-Alpes-Côte d’Azur. L’objectif de l’intervention est de faire le point sur l’état des réflexions en Provence autour de la couverture des sols, à la fois :
- en agriculture de conservation des sols non bio, notamment en lien avec Arvalis ;
- en agriculture biologique, où les réflexions sont également en cours.
L’intervention propose :
- une présentation du climat provençal et de ses aléas ;
- un état des lieux des pratiques et des résultats en non bio ;
- un état des lieux des réflexions en bio ;
- quelques pistes d’itinéraires techniques, encore en construction.
Le climat provençal : un cadre très contraignant
L’enjeu agricole principal en Provence est de gérer des aléas climatiques nombreux et de plus en plus marqués.
Mathieu Marguerie présente d’abord le climat moyen en Provence, notamment dans une grande moitié sud de la région, à partir du différentiel entre les pluies et l’évapotranspiration cumulée des plantes. Dans certaines zones, notamment autour d’Aix-en-Provence, l’évapotranspiration devient supérieure aux pluies dès le mois de mai, parfois un peu avant ou un peu après.
Cela signifie que :
- les cultures de printemps sans eau et sans irrigation sont très difficiles, voire impossibles ;
- la diversification des rotations par l’introduction de cultures de printemps est compliquée ;
- la gestion des mauvaises herbes par la rotation est elle aussi rendue plus difficile.
Plus on va vers le sud-ouest, plus les régimes hydriques sont favorables, mais dans une grande partie de la Provence, cette contrainte reste structurante.
L’impact du changement climatique sur les rendements
Une diapositive issue d’un collègue d’Arvalis montre l’impact du changement climatique sur les rendements du blé dur.
Deux courbes sont comparées :
- les rendements réels observés au fil des années ;
- les rendements corrigés du climat, c’est-à-dire les rendements qu’on aurait obtenus si le climat n’avait pas changé.
Le constat est le suivant :
- depuis les années 1990, les rendements réels stagnent, voire commencent légèrement à diminuer ;
- si le climat n’avait pas évolué, les rendements continueraient à progresser.
L’écart moyen est d’environ 10 quintaux par hectare, dont les trois quarts s’expliquent par le changement climatique. Pour des potentiels de rendement de 35 à 40 quintaux par hectare, cela représente une perte considérable.
Des projections climatiques très marquées
Les projections climatiques, selon différents scénarios du GIEC, montrent un déplacement des grandes tendances climatiques.
Autour de Digne-les-Bains, par exemple, les projections indiquent qu’à l’horizon de 50 ans, le climat pourrait se rapprocher de celui de Naples aujourd’hui. Cela donne une idée de l’ampleur des évolutions attendues.
L’idée n’est pas de copier tel quel les pratiques d’autres régions plus chaudes ou plus sèches, mais d’aller observer avec intérêt ce qui s’y fait.
La multiplication des événements extrêmes
Selon Météo-France, aujourd’hui environ 1 % des jours de l’année relèvent d’un climat extrême :
- très fortes chaleurs ;
- températures très basses ;
- épisodes de pluie très intenses en peu de temps.
À l’horizon 2050, cette proportion pourrait atteindre 30 % des jours, soit environ 120 jours par an.
Cette évolution complique fortement l’adaptation des itinéraires techniques. Si le climat évoluait de manière plus régulière, il serait possible de calibrer les pratiques sur un « nouveau moyen ». Mais avec une alternance de sécheresses prolongées, d’épisodes pluvieux intenses et de conditions très variables d’une année à l’autre, c’est l’ensemble du système qu’il faut rendre plus résilient, notamment via le sol.
Un exemple récent d’aléa extrême
Mathieu Marguerie illustre cette variabilité avec des photos prises la semaine précédente chez lui. Depuis le 10 octobre, il est tombé environ 500 mm de pluie, ce qui a provoqué une situation catastrophique dans les champs.
Ces épisodes méditerranéens, ou cévenols dans d’autres secteurs, tendent à s’intensifier. Un collègue d’Arvalis, Philippe Braun, a étudié cette évolution et montre que :
- le mois de septembre tend à devenir plus sec ;
- les pluies se décalent vers fin septembre-début octobre ;
- en octobre, les épisodes les plus marqués se concentrent davantage à partir du 15, du 20 ou du 25 octobre ;
- novembre devient ensuite très pluvieux.
Cela modifie fortement les conditions de semis des céréales, et notamment du blé.
Résistance du sol et du couvert face aux pluies extrêmes
L’exemple donné est celui d’essais de blé autour de Saint-Prest. Les pluies ont été si intenses que des routes ont été emportées. Dans les parcelles, l’eau a décapé plusieurs centimètres de sol. Pourtant, les blés au stade 2 feuilles ont en partie tenu.
Les plantes ont été fortement déchaussées, couchées, mais maintenues grâce à leurs petites radicelles. À l’inverse, dans des champs labourés et nus, le sol est vraiment parti.
Cet exemple montre qu’un sol couvert, même par des plantes très jeunes, peut déjà mieux résister à des phénomènes climatiques extrêmes.
Mathieu Marguerie rappelle aussi la variabilité interannuelle très forte :
- 2017 : année la plus sèche enregistrée depuis 50 ans, avec environ 320 à 330 mm de pluie ;
- 2018 ou 2019 selon le moment du décompte évoqué : année la plus humide depuis 50 ans, avec presque 1000 mm de pluie.
Pourquoi l’agriculture de conservation fait réfléchir en Provence
Dans ce contexte, les pratiques d’agriculture de conservation des sols suscitent beaucoup d’intérêt.
Cette année-là, les agriculteurs déjà engagés en agriculture de conservation avaient terminé leurs semis de céréales, en bio comme en non bio, car ils disposaient de plus de souplesse et de meilleures capacités d’intervention dans les fenêtres climatiques délicates. En agriculture classique, y compris en bio avec travail du sol plus important, les difficultés de semis étaient beaucoup plus fortes.
La question se pose donc de plus en plus en Provence : comment aller vers l’agriculture de conservation, totalement ou partiellement ?
Mais les contraintes sont réelles :
- implanter des couverts végétaux est très difficile quand il fait sec ;
- implanter un couvert juste après moisson est souvent impossible ;
- quand les pluies arrivent tard, fin septembre ou en octobre, les fenêtres deviennent étroites ;
- dans certaines zones de Provence, notamment en altitude ou dans l’intérieur, il fait froid en hiver, ce qui limite encore les possibilités si les couverts sont semés trop tard.
Un premier travail de diagnostic en agriculture de conservation
Un projet mené quelques années auparavant avec Arvalis, la chambre d’agriculture et Agri Bio visait à diagnostiquer les performances de parcelles en agriculture de conservation en Provence, sur trois ans.
Le diagnostic portait surtout sur :
- le rendement ;
- les protéines ;
- les composantes du rendement.
Il concernait différents types de systèmes :
- bio et non bio ;
- couverts morts, détruits avant semis ;
- couverts vivants, maintenus dans la culture ;
- semis direct ou techniques culturales simplifiées.
Les résultats ont été comparés à un rendement potentiel calculé par un modèle Arvalis, qui estime le rendement théorique possible à partir :
- du climat de l’année ;
- de la parcelle ;
- de la profondeur de sol ;
- du précédent ;
- de la variété ;
- du fait d’être en blé sur blé ou non ;
- de l’irrigation éventuelle.
Le modèle permet ainsi d’estimer ce qu’on aurait dû récolter s’il n’y avait eu aucun autre facteur limitant que le climat.
Ce rendement a été mis en relation avec l’indice de nutrition azotée à floraison, pour savoir si le blé avait été correctement nourri en azote.
Ce que montrent les résultats en non bio
En conventionnel, les résultats montrent qu’il existe des parcelles en agriculture de conservation qui atteignent des rendements comparables, voire parfois supérieurs, à ceux d’une conduite classique avec labour.
Certains agriculteurs y parviennent même avec des couverts vivants, notamment avec de la luzerne maintenue dans la rotation et régulée chimiquement :
- soit avant le semis de la culture ;
- soit pendant la culture.
La grande crainte était celle d’une trop forte concurrence hydrique entre la luzerne et le blé. Les observations montrent pourtant que cette concurrence peut être limitée, voire qu’un léger gain de rendement est parfois possible.
Plusieurs hypothèses sont avancées :
- la régulation chimique de la luzerne, suffisamment précoce, évite la concurrence ;
- la luzerne peut restituer de l’azote en fin de cycle du blé ;
- l’association luzerne-blé peut favoriser un enracinement plus profond du blé, grâce au système racinaire de la luzerne.
Ce premier résultat est jugé important : il est possible, dans certains cas, de faire aussi bien qu’en conduite classique, voire mieux, en agriculture de conservation non bio en Provence.
Ce que montrent les résultats en bio
En agriculture biologique, les potentiels de rendement restent plus faibles, en raison de limitations plus fréquentes de la nutrition azotée.
Cependant, lorsque l’on compare les parcelles en techniques culturales simplifiées à des parcelles bio conduites de manière plus classique, on observe des résultats du même ordre.
Autrement dit, certains agriculteurs bio parviennent à faire aussi bien en rendement en simplifiant le travail du sol qu’en restant sur des itinéraires techniques plus conventionnels du bio.
Ce travail de diagnostic a donc permis de poser des bases :
- identifier ce qui marche localement ;
- repérer ce qui fonctionne moins bien ;
- objectiver les performances dans les conditions provençales.
Un essai de longue durée mené par Daniel Brémond et Stéphane Jézéquel
Mathieu Marguerie cite un essai important conduit en Provence par l’agriculteur Daniel Brémond et l’ingénieur Arvalis Stéphane Jézéquel.
Cet essai comprend une trentaine de modalités pour mettre au point des systèmes de semis direct et d’agriculture de conservation en Provence, avec :
- une partie irriguée ;
- une partie conduite au sec.
L’essai est en place depuis 2011-2012, et a donc traversé des climats très variés, correspondant bien aux situations décrites précédemment.
Le principal enseignement est que beaucoup de stratégies valables ailleurs en France ne fonctionnent pas telles quelles en Provence. Par exemple :
- les colzas associés à des légumineuses sont très difficiles à mettre en place sans eau ;
- même l’implantation simple du colza devient compliquée si les pluies n’arrivent pas avant mi-septembre.
Les stratégies sont donc pensées de manière opportuniste, en saisissant les créneaux climatiques favorables lorsqu’ils se présentent. Cela conduit à explorer d’autres associations ou d’autres périodes de semis, comme par exemple :
- l’association de pois chiche semé en janvier-février avec une légumineuse pérenne ;
- l’association avec luzerne ou sainfoin.
Le couvert permanent comme piste adaptée au climat provençal
Une réflexion forte en Provence consiste à se demander si, plutôt que d’essayer d’implanter un couvert annuel tous les ans dans des conditions souvent défavorables, il ne faudrait pas privilégier des couverts permanents ou semi-permanents.
L’idée est la suivante :
- implanter une fois une luzerne ou un sainfoin ;
- conserver cette couverture sur plusieurs années ;
- réguler ensuite ce couvert dans les cultures ou dans la rotation.
Cela revient à installer un couvert pour trois ou quatre ans, plutôt qu’à reprendre chaque année le risque d’un semis aléatoire.
Cette stratégie présente aussi un intérêt vis-à-vis du glyphosate en non bio : réguler un couvert permanent demande souvent des doses plus faibles que détruire entièrement un couvert annuel.
Les travaux en bio : un projet exploratoire
En bio, un projet piloté avec les agriculteurs explore plusieurs pistes, de manière encore très ouverte.
Les axes de travail sont notamment :
- le test de couverts végétaux annuels adaptés au stress hydrique ;
- les associations de cultures ;
- le machinisme nécessaire pour réguler les couverts sans herbicides.
Mathieu Marguerie montre par exemple des essais de féverole implantée vers le 25 août, comparée avec et sans irrigation. Tous les tests sont réalisés dans les deux conditions, car environ 60 % des exploitations de Provence n’ont pas accès à l’irrigation.
Les observations montrent différents comportements :
- certains couverts, comme des radis, peuvent relativement bien se débrouiller sans irrigation, à condition qu’il y ait un peu d’azote dans le système ;
- certains mélanges sont plus stables ;
- une vesce locale, historiquement conservée par les agriculteurs et utilisée autrefois en fourrage, produit une biomasse moyenne mais régulière, même dans des conditions difficiles ;
- la féverole produit très bien avec de l’eau, mais beaucoup moins bien sans irrigation.
Construction d’itinéraires techniques avec les agriculteurs
Un travail a été engagé avec des agriculteurs bio déjà avancés sur ces questions, pour leur demander quels itinéraires techniques semblaient déjà validés, ou au contraire sur quels points il fallait encore surtout poser des questions.
Trois grands systèmes de production ont été distingués en Provence :
- grandes cultures avec irrigation ;
- grandes cultures sans irrigation ;
- systèmes avec élevage.
Les risques identifiés dans ces systèmes sont de deux types :
- des risques propres au bio ;
- des risques liés au climat.
Parmi les principaux freins :
- la gestion des adventices ;
- la fertilisation azotée ;
- la difficulté d’implanter des couverts ;
- l’impossibilité fréquente de diversifier les rotations avec des cultures de printemps sans accès à l’eau.
Les agriculteurs ont alors construit des rotations théoriques « optimales », en restant pragmatiques et non dogmatiques :
- minimiser le travail du sol ;
- éviter le labour autant que possible ;
- mais ne pas s’interdire de relabourer si le système va dans le mur ;
- optimiser au maximum la couverture des sols.
Des stratégies spécifiques sans irrigation
Dans les systèmes sans irrigation, une stratégie évoquée est la suivante :
- détruire la luzerne non pas juste avant le blé, mais au printemps ;
- implanter ensuite un sorgho fourrager ;
- laisser le sorgho capter l’azote libéré par la luzerne ;
- détruire ensuite le sorgho avant le blé.
L’idée est d’éviter que l’azote contenu dans la luzerne, libéré à l’automne, soit lessivé par les pluies avant d’être utilisé par le blé. Le sorgho jouerait alors un rôle de relais, en restituant plus tardivement l’azote, de manière mieux synchronisée avec les besoins du blé.
Cette piste reste toutefois délicate, car le sorgho nécessite lui aussi un minimum de pluie pour démarrer.
Le rôle de l’élevage
Les systèmes avec élevage apparaissent comme ceux qui disposent de la plus grande souplesse.
L’élevage permet notamment :
- de réguler un couvert par pâturage ;
- de valoriser une culture ou un couvert qui a mal réussi ;
- d’accepter un peu plus d’enherbement dans certaines situations ;
- de transformer rapidement les biomasses végétales en déjections, ce qui peut accélérer la minéralisation ;
- de diversifier davantage les rotations.
Les agriculteurs éleveurs semblent ainsi pouvoir aller plus loin dans les systèmes de conservation bio, car ils disposent de marges de manœuvre techniques plus nombreuses et plus efficaces.
Les grands freins identifiés
Les principaux freins au développement des techniques d’agriculture biologique de conservation des sols en Provence sont :
- le manque de références techniques ;
- la disponibilité du matériel ;
- le climat ;
- la gestion des adventices ;
- la sécurisation économique des systèmes.
Dans toutes les rotations envisagées, un point revient comme fondamental : la présence d’une prairie temporaire en tête de rotation.
Cette prairie temporaire, souvent à base de luzerne, apporte plusieurs services :
- fourniture d’azote ;
- contrôle des mauvaises herbes ;
- structuration du système.
Les agriculteurs ont même tendance à dire qu’il vaut mieux la laisser quatre ou cinq ans plutôt que deux ou trois ans, car une luzerne plus âgée est peut-être plus facile à détruire sans labour.
La destruction est alors envisagée principalement par scalpage superficiel, à environ 4 à 6 cm de profondeur, au niveau du collet des pivots de luzerne.
Les principales stratégies mises en avant
Parmi les leviers retenus dans les discussions avec les agriculteurs, on retrouve :
- la prairie temporaire en tête de rotation ;
- les couverts végétaux, en profitant de tous les créneaux possibles ;
- les techniques culturales sans labour, en intervenant de préférence en conditions sèches ;
- les cultures associées ;
- l’augmentation éventuelle des doses de semis ;
- le jeu sur les dates de semis.
L’irrigation reste un atout considérable, car elle permet :
- de diversifier la rotation ;
- d’introduire des cultures de printemps ;
- de mieux gérer l’enherbement ;
- de sécuriser les couverts végétaux ;
- de décaler les dates de semis sans trop perdre en rendement.
Dans les systèmes au sec, les grandes stratégies sont :
- un opportunisme permanent pour saisir les fenêtres favorables ;
- la valorisation des couvertures spontanées ;
- le recours à des couverts permanents ;
- les cultures associées.
Les résultats économiques
Une analyse économique a été menée pour comparer les coûts de production de l’agriculture bio de conservation des sols à ceux de systèmes bio plus classiques.
Le résultat global est que, dans l’état actuel des choses, les coûts de production sont à peu près équivalents.
Pourquoi ?
- parce que les couverts végétaux représentent un investissement non négligeable ;
- parce que, pour compenser l’absence de labour, certains itinéraires techniques comportent encore plusieurs passages d’outils.
Les systèmes avec élevage peuvent toutefois atteindre des coûts de production sensiblement plus faibles.
Deux points ressortent comme essentiels pour sécuriser économiquement ces systèmes :
- utiliser des couverts végétaux peu coûteux ;
- mobiliser si possible des semences de ferme.
C’est particulièrement important dans les systèmes au sec, où l’implantation d’un couvert reste très aléatoire. Mettre des semences coûteuses dans un semis dont on ne sait pas s’il lèvera rend le retour sur investissement très incertain.
En consommation de carburant, les systèmes de conservation permettent malgré tout une baisse d’environ 20 %. En temps de travail, les résultats sont globalement proches des systèmes bio classiques.
La luzerne comme « meilleur allié »
Beaucoup d’agriculteurs réfléchissent à la luzerne comme meilleur levier pour couvrir les sols dans ce climat difficile.
Les pistes évoquées sont les suivantes :
- détruire la luzerne très superficiellement avant la céréale d’hiver ;
- éventuellement la broyer avant le semis plutôt que de la travailler plus fortement ;
- avancer la date de semis du blé pour lui donner plus de vigueur avant l’hiver ;
- choisir des blés à paille assez haute, éventuellement des variétés anciennes ou modernes, capables de mieux cohabiter avec la luzerne ;
- fertiliser un peu plus précocement pour donner l’avantage au blé ;
- après moisson, ne pas déchaumer si l’on veut laisser repartir la luzerne ;
- si la luzerne est claire, resemer directement un couvert dans les trous.
Un exemple est donné chez un agriculteur, Damien Orcières, avec un blé bio derrière luzerne régulée à l’Actisol. La photo prise fin août, après une moisson vers le 20-25 juillet, montre une belle reprise de luzerne, avec davantage de biomasse là où les chaumes avaient été broyés.
Un autre exemple avec luzerne et dactyle
Un autre agriculteur avait implanté un blé bio ancien, de type Corazan, après une prairie de luzerne et de dactyle, sur terrain pentu et sableux très sensible à l’érosion.
L’objectif était d’éviter le labour. Une première destruction a été tentée au scalpage, mais le dactyle a repris. Un mini-labour a finalement été nécessaire, faute de conditions suffisantes pour faire autrement tout en implantant le blé à temps.
À la récolte du blé, la luzerne était très discrète. Une photo prise la semaine précédente montre ensuite la luzerne repartie, avec un couvert supplémentaire semé en direct pour combler les trous.
L’idée générale reste la même : maintenir un couvert vivant de luzerne dans la rotation et apprendre à le réguler.
Travailler sur des luzernes peu denses
Une autre piste testée consiste à jouer sur la densité de semis de la luzerne.
L’idée est d’implanter des luzernes très peu denses, de l’ordre de 3 à 4 kg/ha, pour avoir un couvert moins concurrentiel mais capable de se maintenir dans la rotation.
Certains agriculteurs associent ainsi :
- un sainfoin, qui tient environ deux ans ;
- une luzerne, moins dense mais plus durable.
Le sainfoin couvre et produit rapidement au début, puis disparaît progressivement, laissant la luzerne poursuivre la couverture du sol.
Un essai conduit à Aix-en-Provence sans irrigation, dans un automne pluvieux favorable, a permis d’obtenir environ 4,5 t de matière sèche/ha de moutarde, avec en dessous une luzerne vivante peu dense destinée à rester dans la rotation. Face à des conditions très humides empêchant le travail du sol, le choix a été fait de semer le blé à la volée dans la moutarde, puis de broyer celle-ci pour former un mulch.
Cela illustre bien le caractère très adaptatif et opportuniste de ces systèmes : les stratégies changent en fonction des conditions réelles.
Les cultures associées : semer le couvert en même temps que la culture
Une autre piste consiste à semer une légumineuse en même temps que la culture principale, plutôt que d’essayer de l’implanter en interculture.
Un exemple présenté est celui d’un blé dur associé à de la féverole, dans un dispositif en bandes :
- deux rangs de blé ;
- un rang de féverole ;
- puis à nouveau deux rangs de blé.
Cette configuration s’inspire de pratiques portugaises, avec une adaptation aux conditions sèches. Le principe est que les rangs de blé voisins du rang vide ou du rang de féverole bénéficient d’un effet de bordure permanent, ce qui améliore leur vigueur et leur fertilité d’épi, un élément important dans les situations sèches où le rendement se joue davantage sur la fertilité des épis que sur leur nombre.
Effets de l’association blé dur-féverole
La féverole peut être binée ou non, à l’aide d’une bineuse à caméra optique travaillant entre les rangs.
L’objectif est d’améliorer la nutrition azotée du blé en fin de cycle et donc sa teneur en protéines, ce qui est particulièrement intéressant pour le blé dur biologique.
Les résultats présentés montrent plusieurs effets :
- le binage réduit le nombre de mauvaises herbes par rapport à un blé dur seul ;
- l’association avec la féverole améliore l’indice de nutrition azotée du blé à floraison ;
- cet effet est encore accentué avec le binage.
En rendement :
- le nombre d’épis par mètre carré diminue un peu ;
- mais la fertilité des épis augmente ;
- au final, le rendement dépasse celui du blé pur.
Le blé pur se situait autour de 49 quintaux/ha, tandis que les modalités avec féverole atteignaient environ 108 à 110 % du rendement du blé seul.
En protéines, le gain est de l’ordre de 0,5 à 0,8 point, ce qui est très intéressant en blé dur bio, où atteindre 12 % de protéines est souvent difficile.
Mathieu Marguerie souligne qu’un couvert d’interculture peut parfois améliorer le rendement, mais pas forcément la teneur en protéines, car l’augmentation de rendement dilue ces dernières. Ici, l’intérêt semble être de progresser sur les deux tableaux à la fois.
Cette stratégie est toutefois surtout pertinente dans des systèmes limités en azote. Si l’azote est déjà abondant, l’intérêt est moindre.
Conclusion
La réflexion sur la couverture des sols en climat sec en Provence est encore en construction, mais plusieurs lignes fortes se dégagent :
- la variabilité climatique est devenue un facteur central ;
- les sols doivent être rendus plus résilients à la fois face à la sécheresse et face aux pluies extrêmes ;
- l’agriculture de conservation suscite un intérêt croissant, en bio comme en non bio ;
- les couverts annuels sont difficiles à sécuriser ;
- les couverts permanents ou semi-permanents, en particulier à base de luzerne ou de sainfoin, apparaissent comme une piste très prometteuse ;
- les cultures associées, notamment avec des légumineuses, offrent des perspectives intéressantes ;
- l’irrigation et l’élevage apportent des marges de manœuvre importantes ;
- l’approche doit rester pragmatique, opportuniste et construite collectivement.
Le travail mené dans le sud-est repose sur des groupes mixtes réunissant agriculteurs bio, agriculteurs déjà engagés en agriculture de conservation non bio, et conseillers techniques, afin d’avancer de la manière la plus concrète possible sur les questions posées par ces systèmes.
