La perte de matière organique

La matière organique est l’élément capital pour pouvoir parler de sol vivant et de puits de carbone. Cette matière, « l’humus », est le résultat de la digestion des débris de végétaux, de cadavres d’animaux (notamment des insectes et microorganismes) et des effluents organiques (fumier, lisier)  par l’activité biologique du sol. Plus l’alimentation en produits carbonés frais (résidus végétaux) de l’activité biologique du sol est importante dans un habitat préservé, et plus la production de matière organique est élevée. Le temps de dégradation est appelé turnover et permet d’apprécier l’activité biologique d’un sol : plus l’activité biologique est élevée, plus le temps de renouvellement du stock organique est faible à la seule condition que l’alimentation du sol en produits carbonés frais soit assurée.  Le schéma ci-après permet de visualiser les différents rôles de la matière organique. Parmi ces rôles, le stockage des éléments minéraux (« garde manger ») est l’un des plus importants  ainsi que la stabilité structurale qui permet de faire face à l’érosion et à la battance des sols.

La capacité d’échange cationique d’un sol (CEC) fait référence à la taille du complexe argilo-humique (CAH) et traduit la capacité du sol à retenir les éléments minéraux qui sont les nutriments de la plante. Ceux-ci étant chargés positivement, ils sont retenus par le CAH qui lui est chargé négativement.

Tous les cations n’ont pas le même pouvoir floculant (≈ pouvoir d’accroche) et sont classés ainsi : Ca2+> H+> Mg2+> K+>Na+>NH4+.

Le schéma montre que la matière organique a des effets sur les propriétés physiques, chimiques et biologiques du sol, sur les comportements du sol face aux agressions biotiques et abiotiques ainsi que sur la production végétale. Le contrôle du taux de matière organique est important car pour que le sol bénéficie d’effets structurant par exemple, il faut au moins un taux de MO se 1,4% pour 20% d’argile. Dans un système agricole, se pencher sur les causes de la diminution du taux de matière organique dans le sol est important.

Menace

Plus un sol perd sa matière organique, plus son activité biologique décline, plus la battance, la compaction et l’érosion s’installent, entraînant de graves conséquences sur la qualité de l’eau et la production de gaz à effet de serre. La baisse des taux de matière organique dans les sols est la conséquence de :

  • L’absence de couverture végétale et de restitution des résidus des cultures constituant la nourriture pour l’activité biologique des sols,
  • La disparition de l’activité biologique, principalement détruite par l’action des outils de travail du sol, impliquant l’incapacité de renouvellement de la matière organique,
  • L’enfouissement des résidus végétaux par le labour profond qui bouleverse les habitats et inverse les conditions de vie de l’activité biologique responsables de leurs dégradation,
  • La minéralisation trop rapide favorisée par le travail intensif du sol qui engendre une forte aération du sol qui catalyse l’activité des bactéries responsables de la minéralisation,
  • L’érosion car la matière organique est stockée sur les premiers centimètres du sol (les plus sensibles).
 
Solutions apportées par l’agriculture durable

Le Couvert permanent - Une couverture végétale permanente du sol associée à la restitution du maximum de résidus possible permet, non seulement de recharger le stock de matière organique, mais aussi de protéger les sols contre l’érosion. En effet, les systèmes racinaires de la plante de couverture limitent le détachement du sol en cas de pluie. De façon générale, la présence de biomasse à la surface du sol (plantes et litières, mulch)  favorise la croissance de la micro et macrofaune, le stockage de matière organique, et participent ainsi à une meilleure stabilité structurale du sol. >>>Accoître la couverture des sols

Le semis direct - L’absence de travail du sol va permettre d’agir sur 2 points complémentaires et déterminants : un meilleur contrôle de la vitesse de minéralisation ce qui évite de dégrader trop rapidement le stock de matière organique, et la protection des habitats qui favorise le développement de la micro et macrofaune du sol nécessaire à la dégradation de la matière organique conditionnant en plus la vitesse de turnover. >>>Favoriser le non-travail du sol

« Aussi vrai qu’une règle mathématique, le nombre de vers de terre augmente si l’on réduit ou élimine le travail du sol ! » by Preston Sullivan, NCAT Agriculture Specialist, September 2001, Sustainable Soil management

La rotation des cultures - Chaque plante est différente, aussi bien dans son rapport C/N que dans son fonctionnement racinaire, ces besoins hydriques et minéraux ou son affiliation aux parasites … Grâce à la rotation des cultures, on peut jouer sur la quantité de résidus de culture, sur leurs complémentarités, et sur leurs qualités de matières dégradables. De plus, les résidus des plantes ont des vitesses de dégradations différentes (par exemple : le taux de lignine…) ce qui permet de gérer le stock de matière organique sur du long terme et d’avoir plus de flexibilité sur le choix de retirer les pailles ou non dans certains cas. >>>Améliorer la rotation des cultures

Ces 3 grandes solutions de l’agriculture durable conduisent à la production d’un puits de carbone agricole capable de produire beaucoup avec peu (ou pas) de pollution, une forte baisse des émissions de GES et le développement de la biodiversité dans les parcelles agricoles. >>>Augmenter le Carbone dans les sols