Solarisation

Adventices, Désherbage par couverture du sol

La solarisation est une méthode de désherbage qui consiste à éliminer les graines dormantes stockées dans le sol, et les plantules par la chaleur. Cette pratique peut également permettre de lutter contre les agents pathogènes telluriques et/ou les nématodes.

C’est l'élévation de la température du sol (jusqu’à 40°C à 50°C ou plus sous abri) qui favorise la germination des graines et accélère leur dégradation par l'augmentation des taux de processus microbiens et chimiques dans le sol. Elle s’opère avant la mise en culture.

Même si le recours à du plastique ne semble pas écologique, c’est une méthode temporaire qui peut permettre de nettoyer le sol des graines en dormance pour ensuite, après quelques années, pouvoir s’en passer.

Principe

Où : La solarisation des sols est plus efficace dans les régions chaudes et ensoleillées ; sinon, privilégier l'occultation. La solarisation est optimale dans les zones où la pente est faible ou inexistante, ou lorsque la pente est exposée au sud ou au sud-ouest. La solarisation des zones situées sur des pentes orientées au nord n'est pas aussi efficace.
Quand : Il est conseillé de mettre en place la solarisation entre début mai et le 15 juin et de la laisser en place sur une durée de 30 jours minimum. Les températures du sol les plus élevées se produisent lorsque les journées sont longues, que les températures sont élevées, que le ciel est dégagé et que le vent est faible. L'effet de réchauffement du sol n'est pas aussi important par temps nuageux. Le vent disperse la chaleur emprisonnée et peut détacher ou endommager les bâches. Les zones ombragées peuvent ne pas être traitées efficacement par la solarisation. La solarisation est plus efficace lorsqu'elle est effectuée pendant les semaines les plus chaudes de l'année.
Durée : entre 30 et 60 jours avant le semis ou la plantation de la culture. Il est conseillé d’effectuer une solarisation tous les 2-3 ans en entretien et au moins deux années consécutives si le sol est très contaminé.
Contre quoi ? Cette pratique est utile pour lutter contre les adventices et quelques champignons telluriques : Olpidium, Sclerotinia, et Pythium sur salade et gingembre ; Rhizoctonia ; Sclerotinia et Rhizoctonia sur melon ; Fusarium solani sur courgette ; Sclerotium sur igname ; Contre la bactérie Ralstonia solanacearum sur les solanacées.
Avantages :
- Technique utilisable en culture conventionnelle et biologique.
- Pas de délai de remise en culture, pas de toxicité, pas de résidus.
- Après plusieurs années, si le stock de semences d’adventices dans le sol est bien réduit, on peut faire sans.
- Efficace contre de nombreuses adventices et certains ravageurs du sol (pupes, larves, nématodes).
- Effet secondaire de type « starter » constaté sur certaine culture légumière dû à la minéralisation de matières organiques et de biomasse microbienne en surface.

Inconvénients :
- La principale limite reste l’ensoleillement dans la zone de mise en œuvre à la période prévue. En plus d’un cumul suffisant de rayonnement global sur toute la période de couverture, un point clé est la montée en température rapide nécessaire dans les 3 premiers jours suivant la pose de la bâche.
- Méthode longue : elle nécessite la disponibilité des parcelles sur une durée suffisante, au moins 4 semaines.
- Pratiquer des rotations adaptées pour avoir des surfaces libres en fin de printemps.
- Efficacité limitée pour les plantes vivaces : il faut allonger les périodes de traitement.
- Peu efficace contre les semences d’adventices enfouies profondément et contre les adventices à multiplication végétative.

Matériel

Choix du plastique :
- Le plastique utilisé doit être transparent, en polyéthylène de 30 à 50 μm d’épaisseur, non perforé, traité anti-UV et résistant à 700 heures d’ensoleillement (spécial solarisation). La largeur du plastique doit être celle du tunnel, plus 50 cm. En plein champ, des bâches de 3,60 m, 4,70 m ou 5,80 m peuvent être utilisées.
- De nombreux autres types de plastiques peuvent être utilisés. Les plastiques conçus pour la solarisation à grande échelle sont généralement traités avec un inhibiteur d'ultraviolets (UV) afin qu'ils ne se décomposent pas aussi rapidement à la lumière du soleil.
- Pour les petites surfaces, les rouleaux en plastique de 0,025 à 0,1 mm peuvent durer les 4 à 6 semaines de la période de solarisation sans commencer à se dégrader. Lorsqu'ils sont disponibles, choisissez des films clairs et transparents plutôt que des matériaux troubles, laiteux ou translucides qui réduisent l'ensoleillement.
Épaisseur du plastique : Le plastique fin permet de mieux chauffer, mais il est aussi plus susceptible de se déchirer sous l'effet du vent ou des animaux qui marchent dessus (0,025 mm). Un plastique légèrement plus épais est préférable dans les zones venteuses (0,037 à 0,05 mm). Le plastique épais, de 0,1 mm ou plus, est durable et peut être réutilisé pendant plusieurs années. La réutilisation peut être pratiquée à petite échelle, quand il est possible de le retirer et de le plier/rouler manuellement. Pour une application unique, les films minces sont généralement préférés, car ils sont moins chers et entraînent moins de déchets par rapport aux films plus épais à usage unique.
Récupération : Possibilité d’utiliser le plastique de serre (par exemple : polyéthylène 6 mm récupéré dans les serres après 3 à 6 ans d'utilisation), à condition qu'il soit exempt de trous. Pour le bâchage, les bâches d'ensilage robustes sont populaires.

Procédé

Etapes de la solarisation (Illustration de W. Suckow.)

Préparation du sol : la préparation du sol est équivalente à celle d’un faux-semis.
- Éviter l'ameublissement profond par un labour ou rotobêche, mais privilégier les outils à dents (cultivateur, cultibutte, actisol) qui maintiennent le positionnement des semences dans le profil du sol. L'objectif est de garder le maximum de semence à germer en surface.
- Un sol très lisse (passer un rouleau), avec peu de mottes et de litière en surface, permettra à la bâche de s'appuyer fermement sur le sol, produisant moins de poches d'air, réduisant le risque de déchirure avec le vent et réduisant les risques de dissipation de chaleur.
- Si la bâche est appliquée sur un lit de semence préparé, cela permet une plantation ultérieure avec peu de perturbation du sol, minimisant les chances de remonter des graines de mauvaises herbes enfouies qui ont survécu au traitement. La préparation d'un lit de semence peut également améliorer la capacité de rétention d'eau du sol.
Humidifier le sol pour obtenir de meilleurs résultats.
- Les graines humides sont plus sensibles à la destruction thermique que les graines sèches, et l'humidité peut stimuler la germination. L'eau augmente également la conductance, permettant à la chaleur d'être transportée dans le profil du sol pour atteindre les graines plus profondément enfouies.
- Le sol doit rester humide pendant toute la durée de la solarisation, ceci afin d'assurer une bonne conduction de la chaleur en profondeur. Un arrosage par aspersion apportant de 50 à 80 mm (voire plus selon le sol) et permettant de faire le plein en eau du sol sur 50 cm de profondeur (quantité en fonction du type de sol) doit être réalisé avant la pose du plastique. L'irrigation ou l'attente d’une pluie peut augmenter l'efficacité de la solarisation.
- Si ensuite le sol devient sec au cours de la solarisation, n'irriguez pas à nouveau, car cela abaisse la température du sol et prolongerait le temps nécessaire à la réussite de la solarisation..
Appliquer le plastique : plus le plastique est proche de la surface du sol, meilleur est le chauffage.
- Il faut attendre le lendemain ou le surlendemain, que le sol soit un peu ressuyé, avant de poser la bâche plastique. Elle doit être bien tendue et plaquée au sol (afin d’empêcher la pousse des mauvaises herbes). Une courte aspersion après la pose permet un meilleur plaquage du plastique.
- La pose peut se faire seulement sur les bandes de plantation, mais l'application sur tout un champ peut rendre la solarisation plus efficace, car la perte de chaleur par les bords est réduite. Cela évite de laisser un sol nu où les mauvaises herbes peuvent survivre.
- La fixation serrée des bords en plastique conduit à de meilleurs résultats. Un facteur de réussite sera l’étanchéité entre les jonctions. Pour assurer un bon maintien de la bâche, creusez 10 à 15 cm au niveau des contours pour enterrer la bâche.
- Lors de l’installation, il est impératif d’avoir au moins 3 jours consécutifs ensoleillés pour une élévation rapide de la température et pour éviter le développement de certaines adventices.
- En cas de cultures sous abri, pour avoir une montée rapide en température, il est conseillé de laisser les serres fermées pendant quelques jours en évitant cependant les trop fortes températures qui pourraient endommager les équipements et notamment certaines installations d’irrigation. Pour cela, il est recommandé de laisser par exemple une aération au faîtage (environ 20 cm) afin d’avoir un effet « cheminée ».
- Les premiers jours de solarisation sont déterminants pour éliminer les mauvaises herbes en germination, notamment le pourpier. Consulter la météo pour être certain de bénéficier, dès la pose du paillage, d’au moins 3 jours consécutifs de grand soleil afin d’obtenir une élévation rapide de la température sous le film plastique.
- Alternative : pour traiter de petites surfaces dans les climats plus frais, il peut être utile d'utiliser une double couche de plastique avec un espace d'air créé par des objets tels que des bouteilles en plastique ou des tuyaux en PVC entre les couches. Il a été démontré que cette méthode permet d'augmenter la température du sol de 1 à 5°C supplémentaires par rapport aux températures obtenues avec une seule couche de plastique transparent.
Attendre : Il faut laisser le film plastique en place pour une durée minimale de 45 jours pour les cultures sous abri et de 60 jours pour les cultures en plein champ. Plus la température du sol est basse, plus le plastique doit rester en place longtemps pour augmenter la température jusqu'aux niveaux souhaités. L'objectif est de maintenir les températures maximales quotidiennes dans les 15 premiers centimètres du sol à environ 43 à 52°C ou plus. L'utilisation d'un thermomètre de sol ou d'une sonde thermique permet de vérifier que ces températures sont atteintes.
La période de culture :
- La solarisation doit être stoppée le plus tard possible avant la remise en culture, en retirant tout d'abord la bâche plastique. Le sol, si nécessaire, est ensuite travaillé superficiellement (maximum 10 cm) pour éviter la remontée des couches de sol avec des bioagresseurs et des adventices qui n’ont pas pu être détruits par la technique.
- La solarisation stimulant la minéralisation de la matière organique, il est conseillé de contrôler la teneur d’azote dans le sol et d’ajuster en conséquence la fertilisation azotée.
- Implanter lorsque la température du sol est redescendue à 20°C et prévoir le recyclage du plastique ou son stockage s’il peut être réutilisé.
- Minimiser les perturbations du sol après avoir retiré le plastique afin de ne pas faire ressortir de nouvelles graines de mauvaises herbes d'en bas.

Option

Ajout de matière organique : il est possible d'augmenter les effets de la solarisation en incorporant des matières organiques, telles que des résidus de culture et des composts, dans le sol avant la solarisation. Lors de la décomposition des matières organiques, des changements chimiques se produisent, libérant certains produits naturels, tels que les acides organiques, qui sont toxiques pour les organismes résidant dans le sol. Cependant, il faut veiller à ne pas incorporer des quantités excessives de matières organiques car le sol traité peut être impacté pendant une période prolongée par ces toxines naturelles. Dans ce cas, la plantation doit être retardée jusqu'à ce que les conditions du sol soient adéquates. Par ailleurs, le sol traité peut être détoxifié par l'irrigation, ce qui entraîne le lessivage des acides organiques et d'autres toxines sous la zone racinaire.

Comparaison avec la méthode par occultation

La solarisation utilise une bâche transparente et est plus efficace dans un climat chaud et ensoleillé, et l'occultation, elle utilise une bâche noire, elle est plus efficace dans les régions plus froides ou avec plus d'ombre et de vent.

Température : elle est plus élevée par solarisation. Pendant la solarisation, les ondes lumineuses pénètrent dans le plastique transparent et chauffent directement le sol en dessous. La chaleur est ensuite retenue sous le plastique par un effet de serre. Avec une bâche noire, l'énergie solaire est absorbée par le plastique, une partie de la chaleur est transférée dans le sol et une partie est perdue dans l'air environnant. L'application d'une double couche de plastique transparente, ou transparent sur du noir, peut encore augmenter les températures et l'efficacité.
Germination à la lumière : la bâche noire pourrait bloquer la germination de certaines graines. La lumière est un signal important pour la germination de nombreuses espèces, et pour la photosynthèse des plantes.

Combinaisons possibles

L’occultation peut se combiner avec la solarisation dans les conditions qui nécessitent une optimisation de l’itinéraire technique de désherbage. Ce peut être le cas en prévision d’un semis précoce de carotte ou pour l’implantation d’une pépinière de poireau. On aura alors recours à une solarisation estivale (début août – fin septembre) suivie d’une occultation afin de maintenir propre la parcelle jusqu’à la mise en culture en sortie d’hiver. Si la parcelle est disponible l’été précédent l’occultation, il peut être intéressant d’implanter un engrais vert estival gélif, le sarrasin (Fagopyrum esculentum) par exemple, qui a la capacité de se développer rapidement et de sécréter, par ses racines, des toxines limitant le développement des adventices. Il faut toutefois veiller à ce que cet engrais vert ne monte pas à graines, générant une nouvelle flore adventice l’année suivante.

Efficacité et impact

Efficacité contre les ravageurs

Tout dépend de l'intensité, de la profondeur et de la durée des températures élevées du sol, ainsi que de la sensibilité au traitement de chaque espèce de ravageur. Certains ravageurs peuvent être tués en quelques jours, mais 4 à 6 semaines d'exposition au plein soleil pendant l'été sont nécessaires pour assurer le contrôle de beaucoup d'autres. Bien que de nombreux parasites du sol soient tués par la solarisation, de nombreux organismes bénéfiques sont capables de survivre à la solarisation ou de recoloniser le sol très rapidement après.

Champignons et bactéries

La solarisation a été développée à l'origine pour aider les agriculteurs à contrôler les maladies transmises par le sol. La solarisation contrôle de nombreux pathogènes végétaux fongiques et bactériens importants transmis par le sol qui peuvent causer : le flétrissement du Verticillium, le flétrissement du Fusarium, la pourriture des racines de Phytophthora, le mildiou, la fonte des semis, la galle du collet, le chancre de la tomate, la tavelure de la pomme de terre...

Quelques champignons et bactéries tolérants à la chaleur sont plus difficiles à contrôler avec la solarisation, tels que ceux qui causent le déclin du melon et la pourriture charbonneuse.

Nématodes

La solarisation du sol peut être utilisée pour réduire les populations de nématodes. Cependant, la solarisation du sol n'est pas toujours aussi efficace contre les nématodes que contre les maladies fongiques et les mauvaises herbes car les nématodes vivent plus profondément, sont relativement mobiles et peuvent se déplacer dans le profil du sol pour échapper à la chaleur, revenant rapidement à la recolonisation du sol et des racines.

Organisme	Impact de la technique	Type	Précisions
Olpidium brassicae		agent pathogène (bioagresseur)	La technique applique pour les salades.
Fusarium solani		agent pathogène (bioagresseur)	La technique applique pour la courgette.
Nématode (bioagresseur)	MOYENNE	ravageur, prédateur ou parasite	Efficacité partielle
Pythium		agent pathogène (bioagresseur)	La technique applique pour les salades
Rhizoctone brun		agent pathogène (bioagresseur)	La technique applique pour les salades et le melon.
Sclérotinia		agent pathogène (bioagresseur)	La technique applique pour les salades et le melon.

Efficacité contre les adventices

Certaines graines ou parties de plantes d'espèces d'adventices sont très sensibles à la solarisation, d'autres sont modérément résistantes et nécessitent des conditions optimales pour le contrôle, c'est-à-dire une bonne humidité du sol, des bâches en plastique bien ajustées et un rayonnement solaire élevé. La solarisation ne contrôle généralement pas aussi bien les mauvaises herbes vivaces que les annuelles, car les plantes vivaces ont souvent des structures végétatives souterraines profondément enfouies, telles que les racines, les tubercules, les cormes et les rhizomes, qui ont plus de ressources et peuvent survivre plus longtemps. La lutte contre le souchet comestible, le souchet jaune, le liseron des champs issu de rhizomes et certains trèfles, peut être irrégulière, même dans des conditions favorables.

Efficacité faible	Sorgho d'Alep, liseron, pourpier, renoncule des champs, trèfle.
Efficacité moyenne	Chiendent, digitaire, folle avoine, panic, amarante, mouron blanc ou des oiseaux.
Bonne efficacité	Pâturin, sétaire, capselle, chénopode, datura, galinsoga, laiteron, lamier, matricaire, morelle, ortie, oxalis, renouée, persicaire, séneçon, véronique.

Impact sur la fertilité du sol

Accélère la dégradation de la matière organique dans le sol, ce qui entraîne souvent l'avantage supplémentaire de libérer des nutriments solubles tels que l'azote (à partir du nitrate et de l'ammonium), le calcium, le magnésium, le potassium et l'acide fulvique, ce qui les rend plus accessibles aux plantes.
Efficacité agronomique : Les plantes poussent souvent plus rapidement, avec des rendements plus élevés et de meilleure qualité, lorsqu'elles sont cultivées après la solarisation du sol. Cela peut être attribué à l'amélioration du contrôle des maladies et des mauvaises herbes, à une disponibilité accrue des nutriments et à de plus grandes proportions de micro-organismes bénéfiques.

Impact négatif sur les auxiliaires

Les Trichoderma (champignons saprophytes utiles car ils empêchent le développement de certaines maladies racinaires des cultures légumières) sont préservés, en revanche les auxiliaires suivants sont impactés :

Organisme	Impact de la technique	Type	Précisions
Araignées	FORTE	Ennemis naturels des bioagresseurs	Tous les auxiliaires qui effectuent une partie de leur cycle biologique dans le sol peuvent être impactés par cette technique (carabidés, araignées, staphylins…), ainsi que certains hymenoptères pollinisateurs qui vivent dans le sol tels que les osmie.
Carabes prédateurs et granivores	FORTE	Ennemis naturels des bioagresseurs	Tous les auxiliaires qui effectuent une partie de leur cycle biologique dans le sol peuvent être impactés par cette technique (carabidés, araignées, staphylins…), ainsi que certains hymenoptères pollinisateurs qui vivent dans le sol tels que les osmie.
Champignons (auxiliaire)	FORTE	Ennemis naturels des bioagresseurs	Les champignons antagonistes naturellement présents dans le sol sont impactés par la technique (coniotirium sp. par exemple)
Staphylins	FORTE	Ennemis naturels des bioagresseurs	Tous les auxiliaires qui effectuent une partie de leur cycle biologique dans le sol peuvent être impactés par cette technique (carabidés, araignées, staphylins…), ainsi que certains hymenoptères pollinisateurs qui vivent dans le sol tels que les osmie.

Impact économique

Il y a une économie de main d'œuvre (arrachage des herbes), de traitements ou de charges de mécanisation (désherbage mécanique).
Temps de travail : pour l’arrosage, la mise en place et l’enlèvement des plastiques environ 5 h/100 m2.
Investissement nécessaire d’environ 1600 €/ha : film PE spécial solarisation traité anti-UV/35 µm (0.70 à 0.80 €/m² ) = 800 €/ha ; pose d’environ 70 heures/ha = 800 €/ha.
Le financement de la filière de recyclage mise en place par Adivalor est également à soutenir. Elle est financée par deux moyens : une éco-contribution à la source qui s’élève à 240 €/t plastique neuf (2020) pour les films de paillage, des frais de reprise qui s’élèvent à 145 €/t de film agricole usagé (FAU) pour les paillages lorsque le taux de souillure est supérieur à 50 % (2020). Une bonification est également possible et restituée pour les FAU dont le taux de souillure est inférieur à ce taux : 95 €/t pour les plastiques clairs, 50 €/t pour les plastiques de couleur (2020).