Lumière et énergie solaire : des intrants trop sous-estimés
L’activité agricole peut se résumer à la gestion de capteurs verts d’énergie du soleil : la photosynthèse. À ce titre, nous parlons beaucoup de carbone, que ce soit sous la forme de CO2 dans l’atmosphère ou sous des formes organiques dans les sols et le vivant en général. Cependant, ce n’est pas tant le C qui est important mais plutôt les liens énergétiques qui associent cet atome particulier équipé de quatre petits bras ! Ces liaisons sont, en fait, un stock d’énergie solaire que l’on peut récupérer très rapidement par brûlage (cas du bois de chauffage) ou beaucoup plus lentement par digestion pour entretenir notre métabolisme et celui de l’ensemble des êtres vivants.
Les couverts végétaux, c’est du recyclage de fertilité, de la fixation symbiotique d’azote mais aussi une forte entrée de carbone et d’énergie. C’est en partie pour cette raison qu’il est stratégique de booster la biomasse par des associations, une bonne densité, un temps de présence le plus long possible, voire une légère fertilisation. Charger le système cultural en carbone sera d’autant plus important que les cultures de la rotation en laissent peu comme le lin, la pomme de terre, la betterave et l’ensemble des cultures légumières de plein champ. Inversement et pour les rotations très pailleuses (blé, orge, colza, maïs), déjà trop chargées en carbone et en énergie, il sera plus judicieux d’utiliser les couverts végétaux pour enrichir le système cultural en azote et en sucres (énergie fermentescible facilement disponible) afin d’améliorer et d’accélérer la digestion des résidus culturaux.
L’effet rendement 2025
Beaucoup d’agriculteurs ont été surpris par les bons rendements des céréales malgré un mois de juin particulièrement chaud, qui a hâté les récoltes. Cette météo a peut-être induit un peu d’échaudage, notamment dans les sols superficiels, mais nous avons eu de grandes périodes ensoleillées avec un ciel dégagé, des périodes également propices à la production d’énergie solaire. Ces conditions ont été conjuguées à un état sanitaire particulièrement favorable. Il est donc logique que les plantes et les cultures en aient profité pour assimiler plus de carbone et donc fabriquer plus de sucres, d’amidon et donc de rendement et à défaut, être limitées en azote, d’où des niveaux quelques peu décevants en protéines.
Bien sûr l’augmentation de la photosynthèse permise par un soleil plus dominant, n’est possible qu’à partir du moment où les autres facteurs pouvant limiter et entraver son fonctionnement (nutrition, eau, ravageurs et maladies) ne sont pas ou peu présents.
La saison 2024 a été l’inverse. L’eau n’a pas été un facteur limitant, bien au contraire, mais la grisaille persistante a fortement réduit la lumière potentielle et donc l’énergie accessible pour les cultures. Comme pour les panneaux solaires, les rendements n’étaient pas vraiment au rendez-vous : une preuve supplémentaire de la place et l’intérêt de la lumière et de l’énergie solaire dans nos pratiques culturales.
Les records de rendements
Cette analyse sur l’énergie lumineuse qu’arrivent à insérer les chloroplastes des feuilles dans des liaisons entre des atomes de carbone, explique également les records de rendements que détiennent les zones nord de l’Angleterre ou la Nouvelle-Zélande. Le record de rendement en blé est détenu par Tim Lamyman dans le Lincolnshire en 2022 où il est de 17,95 t/ha sur un peu plus de 8 hectares. Pour atteindre ces sommets, il faut un très bon sol, une bonne génétique, un accompagnement en fertilisation adapté (entre autres en azote), une bonne protection fongique, de l’eau régulièrement et des températures qui dépassent rarement les 25-26 °C (échaudage physiologique). Mais ce qu’on oublie souvent, c’est qu’il faut une très bonne exposition à la lumière pour capter et stocker toute cette énergie. C’est bien ce qui est possible sous ces latitudes où les céréales continuent à faire beaucoup de photosynthèse en juin, juillet et même un peu en août au moment où l’amplitude jour-nuit dans ces contrées est à son maximum (plus de 20 h/j).
Le facteur énergie et donc l’accumulation de la lumière dans les céréales d’hiver chez nous, avec une fin de végétation beaucoup plus précoce et des jours et durées d’ensoleillement plus courts, limitera toujours la production potentielle même si les autres facteurs de production ne sont pas limitants. Cette réflexion plaide également pour des semis précoces ou ultra précoces avec l’objectif d’accumuler à l’automne, non seulement de la fertilité, mais aussi du carbone et donc de l’énergie dans la biomasse, afin d’apporter une compensation à une saison de pousse souvent trop courte au printemps.
Les fameuses plantes en C4
Ces plantes, souvent plus d’origine tropicale, utilisent une voie de fixation du carbone en C4 (en réduisant ou supprimant la photorespiration) afin d’améliorer l’efficacité de la photosynthèse tout en augmentant leur résistance à la température et au sec. Cet avantage physiologique leur permet donc de fixer plus de carbone et donc de stocker plus d’énergie sous le même ensoleillement. De plus, ces cultures comme le maïs, le sorgho et même le chanvre mais pas le soja, poussent l’été au moment où la durée des jours est longue et donc la disponibilité en énergie lumineuse importante.
Cette réflexion sur le carbone et l’énergie explique pourquoi les rendements en biomasse mais aussi en grains de ces cultures sont couramment le double de celui des céréales d’hiver et même des prairies pour le fourrage : elles poussent quand les fournitures énergétiques sont à leur maximum ! Pour performer, il faut cependant que les autres facteurs de production ne soient pas limitants comme peut l’être souvent l’eau à ce moment de l’année et sous nos climats.
