Santé du sol – activités du sol

| Joel Williams

Quand on s’intéresse de plus près à la complexité de l’univers des sols, on constate que les facteurs qui contribuent au fonctionnement optimal d’un « sol sain » sont multiples – qu’il s’agisse de facteurs chimiques, physiques ou biologiques. C’est justement la biologie des sols qui a soulevée l’intérêt récent pour la santé des sols et ce, pour une bonne raison – les interactions au sein des processus biologiques des sols sont la clé pour les nombreuses fonctions essentielles du sol – cycles des éléments nutritifs pour l’assimilation par les plantes1, maintien des agrégats et de la structure du sol2, amélioration de l’interaction gaz-eau2, protection des cultures contre les nuisibles et les maladies3,4 ainsi que la constitution de matière organique5,6. Les microorganismes sont donc clairement les vecteurs invisibles de la fertilité des sols et le développement de la plante dépend au final d’une multitude de fonctions exercées par ces différents organismes présents dans le sol ou dans la rhizosphère. Il est clair aussi qu’il reste encore beaucoup à apprendre dans ce domaine. Nous ignorons encore beaucoup de choses, notamment sur la partie « micro » de la biologie du sol. Mais ce microbiome est une ressource importante encore inexploitée, renfermant un potentiel extraordinaire et capable d’améliorer nos processus de production. Si cette grande variété d’alliés microbiens était exploitée, les systèmes de culture du futur seraient en mesure de développer des vaccins ciblés qui, en combinaison avec certaines stratégies, pourraient offrir de nombreux avantages : l’approvisionnement en substances nutritives, la prévention parasitaire et au fil du temps la constitution de sols fertiles d’une manière plus biologique et durable que jusqu’à présent.

Voici quelques stratégies pouvant être appliquées dans une exploitation dans l’objectif d’améliorer les fonctions biologiques du sol :

  • Préserver une racine vivante
    • Un couvert végétal du sol permet aux racines et aux exsudats racinaires de nourrir en permanence les organismes vivants du sol et de les renforcer. La mise en place continuelle de végétation, d’engrais verts ou le recours à des cultures intermédiaires en dehors des saisons est l’outil idéal.
  • Engrais bio
    • Le compost ou le fumier fournissent un vaccin non spécifique. Toutefois, en fonction des circonstances, il peut être nécessaire de produire un vaccin spécifique afin d’obtenir une réaction ciblée. La symbiose rhizobium-légumineuses ou champignons mycorhiziens et fruits des arbres est utilisée actuellement avec succès. En outre, les options sont aussi vastes que le microbiome lui-même. 
  • La diversité des cultures
    • Il est avéré que la mise en place de cultures dérobées en mélange, de prairies multi-espèces et de cultures mixtes augmentent les fonctions biologiques des sols. 
  • Réduire les perturbations du sol
    • Les techniques culturales simplifiées comme le travail du sol en bande (Strip-Till), le travail sans-labour (No-Till) ou le travail superficiel (MinTill) aident à limiter les effets destructeurs sur l’intégrité physique du biotope qu’est la terre
  • Réduire l’apport excessif d’engrais
    • L’utilisation excessive d’engrais ou de pesticides peut perturber les fonctions biologiques.

Aussi importante que la biologie des sols puisse être, elle doit toutefois rester cohérente avec la matrice du sol qui, à son tour, représente un univers chimique et physique à part entière. Par conséquent, il est primordial de mener les discussions sur la biologie dans ce contexte élargi – au final il s’agit bien ici de facteurs interrelationnels. La plupart des agriculteurs ont recours à une analyse des sols pour mesurer les paramètres chimiques du sol. Regardons donc de plus près quelques facteurs importants où la chimie et la biologie se recoupent. La chimie du sol est également une thématique très complexe et il existe une pléthore de documentation sur ce sujet. Au lieu de réinventer « le fil à couper le beurre», je vais me contenter de mettre en exergue quelques points – nous pouvons imaginer engager une discussion approfondie sur le sujet de la chimie du sol lors d’une contribution future éventuelle.

Dans de nombreuses parties du monde, il est courant d’étudier qu’une poignée de paramètres lors des analyses standards du sol – par exemple les éléments nutritifs les plus importants ou le niveau de pH. Toutefois, une restriction ou un déséquilibre nutritionnel peut nuire à la croissance des plantes ou le développement des cultures. Pour cette raison, il faut s’assurer que les macro-/micro-minéraux soient testés (plus ou moins régulièrement). J’attire votre attention sur les éléments dont on parle moins souvent – par exemple le molybdène, le cobalt et le nickel. Ces éléments nutritifs jouent également un rôle primordial dans les processus métaboliques et la fixation de l'azote. Dans ce contexte, on néglige souvent le fait que les micro-organismes dans le sol ont également besoin d’un apport nutritif – aussi bien de macro-minéraux que de micro-minéraux. Nous nous concentrons toujours en priorité sur les besoins des cultures, mais citons à nouveau l’exemple du molybdène, du cobalt et du nickel : sans ces minéraux essentiels les bactéries fixatrices d'azote ne parviennent pas à fixer l’azote de l’air. Et un apport limité en substances nutritives aux bactéries peut réduire le potentiel global de la plante à fixer l’azote.

D’une manière générale, la plupart des analyses du sol mesurent le pourcentage des éléments testés disponibles pour les cultures. Par contre, les sols possèdent des réserves supplémentaires considérables en éléments minéraux même s’ils ne sont pas forcément assimilables par les plantes, ils sont néanmoins présents. Ce vivier d’éléments nutritifs est souvent appelé l’échantillon total et contient dix fois la quantité (ou plus) de substances nutritives immédiatement disponibles pour la plante.  Tous ces nutriments sont insolubles, enfermés et donc pas assimilables par la plante7. Cependant, les micro-organismes du sol possèdent un grand nombre de stratégies et de manières pour arriver à libérer et à dissocier l’ensemble des substances nutritives. Ce processus se fait par la sécrétion d’enzymes et d’acides spécifiques capables d’extraire les minéraux de la matrice du sol et de les rendre par la suite disponibles pour l’assimilation par la plante8,9. C’est une des raisons principales pourquoi l’introduction de stratégies d’amélioration des fonctions biologiques des sols peut réduire la dépendance de l’apport d’engrais optimal – grâce à la diffusion lente de l’ensemble des réserves. Nombreux sont les exploitants agricoles du monde entier qui se sont intéressés à cette nouvelle approche de biologie du sol et qui réduisent déjà leurs apports d'engrais tout en parvenant à maintenir leur rentabilité. Bien entendu ce genre de stratégie doit toujours être considéré en tenant compte du type de sol présent sur site et des spécificités environnementales. Et – comme nous l’avions déjà stipulé dans terraHORSCH – toujours garder une approche globale, c.à.d. toujours considérer l’ensemble des stratégies existantes. C’est la meilleure manière de réussir.


Sources

  1.         Protists: Puppet Masters of the Rhizosphere Microbiome. (2018). doi:10.1016/j.tplants.2018.10.011.
  2.         Soil as an extended composite phenotype of the microbial metagenome. (2020). doi: 10.1038/s41598-020-67631-0
  3.         Organic management promotes natural pest control through altered plant resistance to insects. (2020). doi: 10.1038/s41477-020-0656-9
  4.         Managing and manipulating the rhizosphere microbiome for plant health: A systems approach. (2017). doi: 10.1016/j.rhisph.2017.04.004
  5.         Quantitative assessment of microbial necromass contribution to soil organic matter. (2019). doi: 10.1111/gcb.14781
  6.         The importance of anabolism in microbial control over soil carbon storage. (2017). doi: 10.1038/nmicrobiol.2017.105
  7.         Opportunities for mobilizing recalcitrant phosphorus from agricultural soils: a review. (2018). doi: 10.1007/s11104-017-3362-2
  8.         Phosphate solubilizing microbes: Sustainable approach for managing phosphorus deficiency in agricultural soils. (2013). doi: 10.1186/2193-1801-2-587
  9.         Phosphate-Solubilizing Microorganisms and Their Emerging Role in Sustainable Agriculture. (2019). doi:10.1016/b978-0-12-816328-3.00017-9.