Maraîchage sur sol vivant : un moyen d'améliorer rapidement les sols

Les pratiques de conservation du sol sont en vogue en maraîchage, en particulier en maraîchage biologique diversifié. Ces systèmes de cultures se caractérisent par un nombre important d’espèces cultivées, par des opérations culturales nombreuses et chronophages (préparation du sol, plantation, désherbage, tuteurage, récoltes…), par une utilisation intensive des sols, et des besoins importants en eau et en nutriments. L’ensemble de ces facteurs met à mal la fertilité des sols (perte de matières organiques, dégradation de la structure du sol), la productivité des cultures et la viabilité des fermes, où la pénibilité du travail est souvent élevée. En réponse à ces problématiques, de plus en plus de maraîchers et de maraîchères mettent en place des pratiques où le sol est au cœur du système. Connues sous le terme de Maraîchage sur sol vivant (MSV), ces pratiques ont été adaptées de l’ACS pour répondre aux problématiques propres au maraîchage. Elles se basent sur trois principes agroécologiques : la réduction voire l’arrêt du travail du sol, la couverture permanente des sols (avec des paillages organiques et/ou plastiques et des couverts végétaux) et l’apport de matières organiques. La mise en œuvre de ces pratiques vise à régénérer les sols dégradés, à les protéger contre la dessiccation et l’érosion, à en améliorer la fertilité et la capacité de production (en qualité et quantité), tout en limitant les besoins en eau, en intrants et en main-d’œuvre.

Des diagnostics de sol pendant la transition

De nombreux producteurs désireux de mettre le sol au cœur de leurs systèmes de cultures se regroupent en collectifs (GIEE, 30 000, Dephy, groupes informels) pour avancer dans la mise en place de ces systèmes de culture grâce à la réalisation d’essais, ainsi qu’à des rencontres et formations. C’est dans ce cadre qu’un collectif, le GIEE Maraîchage sur sol vivant en Drôme-Ardèche, animé par l’Adaf (association pour le développement de l’agro-écologie et de l’agroforesterie), a vu le jour en 2019. Les onze fermes membres du GIEE ont également participé au projet de recherche-action Cosagro, financé par la fondation de France, ce qui a permis de réaliser des diagnostics de sol en début et fin de projet. Ces diagnostics ont permis d’évaluer l’évolution des sols de parcelles en maraîchage diversifié, suivies en début et en fin de transition vers des pratiques de maraîchage sur sol vivant, soit à quatre ans d’intervalle.

Les diagnostics comportaient une analyse de laboratoire (granulométrie, pH, statut organo-biologique) réalisée par le Célesta Lab et un test bêche réalisé avec la méthode EVS (évaluation visuelle des sols de Graham Shepherd). Entre dix et quinze prélèvements ont été réalisés sur chacune des dix parcelles, sur les 20 premiers centimètres du sol. Lorsqu’il y avait un paillage visible en surface du sol, le prélèvement était réalisé en dessous du paillage. Les prélèvements étaient faits à l’automne sur des parcelles n’ayant reçu aucun apport dans les deux mois précédents et sans travail du sol récent.

Augmentation rapide des taux de matière organique

Les résultats montrent une augmentation du pourcentage de matière organique totale du sol (qui correspond à l’ensemble des matières organiques du sol : MO libre + MO liée). Ils passent en moyenne de 4,5 % en 2019 à 5,2 % en 2023. Si on compare ces valeurs aux valeurs seuils définies par le Célesta Lab pour chaque type de sol en maraîchage, d’après leur base de données, on voit qu’en 2019, trois parcelles ont des taux de MO au-delà des seuils supérieurs et une parcelle a un taux de MO en dessous des seuils inférieurs. En 2023, sept analyses sont au-delà des seuils supérieurs et aucune n’est en dessous des seuils inférieurs. L’augmentation des taux de MO est un des objectifs en MSV car c’est gage d’une bonne fertilité du sol : la MO du sol est directement liée à la structure et la porosité du sol, au stockage de carbone, à la capacité d’infiltration et de rétention de l’eau et des nutriments, à la fourniture en éléments minéraux, à la capacité de production du sol, et elle fournit le gîte et le couvert à la vie du sol. Les bilans humiques sont souvent largement positifs dans ces systèmes, en particulier pendant les premières années de transition, où les apports sont souvent massifs (par exemple, 5 à 15 cm de compost de déchets verts). Sachant qu’un apport de 5 cm de compost de déchets verts à fort pouvoir d’humification (Ismo [Indice de stabilité des matières orga niques]) = 60 %), correspond à 100 t MS/ha, et permet d’apporter environ 60 t/ha d’humus au terme de sa dégradation, on ne s’étonne pas de telles augmentations des taux de MO. Mais au-delà du taux de MO totale, ce qui importe c’est de savoir de quel type de MO il s’agit. Les matières organiques libres correspondent aux matières organiques fraîches du sol qui sont rapidement dégradées par la vie du sol. Elles sont riches en énergie et nourrissent la biomasse microbienne. Les matières organiques liées sont les matières organiques récalcitrantes car difficiles à dégrader par les organismes du sol (composés résistants à la dégradation et/ou piégés dans des particules minérales). Elles participent à l’agrégation, à la porosité et à la structuration des sols, ainsi qu’au stockage des minéraux et du carbone sur le long terme.

Un déséquilibre en faveur des MO libres

Les analyses montrent une augmentation de la MO libre qui passe de 30 % de la MO totale en 2019 à 35 % en 2023, alors que les valeurs optimales définies par le Célesta Lab sont comprises entre 20 et 30 %. Cela signifie qu’il y a trop d’énergie pour nourrir la vie du sol (MO libre) par rapport à l’habitat disponible pour ces organismes (MO liée). Ce déséquilibre est une conséquence d’apports récents de matières organiques dans les sols : les matières organiques viennent d’abord enrichir le compartiment de la MO libre et une fois ces matières organiques facilement dégradables et énergivores utilisées par les organismes des sols, elles évoluent ensuite pour enrichir le compartiment de la MO liée. Si ce déséquilibre persiste, les producteurs devront donc préférer des apports de MO à Ismo élevé, pauvres en énergie (composts mûrs), qui vont fournir un gîte à la vie du sol plutôt que des apports de MO à Ismo faible riche en énergie (résidus de couverts, foin, paille, fumiers…), qui vont nourrir la vie du sol. Le suivi du C/N de la MO totale du sol permet de suivre l’évolution des matières organiques : plus les matières organiques sont jeunes et peu dégradées, plus le C/N est élevé. Dans trois des dix parcelles suivies, le C/N de la MO excède 17, ce qui montre qu’il y a eu trop d’apports au regard de l’activité biologique des sols, qui n’arrive pas à suivre le rythme. Dans ces cas, il faut s’assurer que toutes les conditions pour que la vie du sol dégrade les matières organiques, sont bien réunies : maintenir un sol chaud et humide, s’assurer que la fourniture en azote n’est pas limitante, décompacter par un travail du sol en cas de tassements, réduire les apports de matières organiques. Et surveiller l’évolution du C/N de la MO du sol, qui doit normalement continuer à descendre pour atteindre des valeurs de 10-12.

Les apports peu carbonés favorisent l’activité

L’abondance en MO libre favorisée par des apports de matières organiques fermentescibles, à Ismo faible (foin, paille, fumiers, broyats de déchets verts, etc.) permet de bien nourrir et de multiplier la biomasse microbienne qui est abondante dans ces systèmes. En effet, la biomasse microbienne a augmenté dans la majorité des parcelles suivies, pour passer en moyenne de 600 mg/kg en 2019 à 635 mg/kg en 2023. Ces valeurs sont supérieures au seuil supérieur dans les mêmes types de sol en maraîchage. Cette vie du sol est active comme en témoignent les indices de minéralisation du carbone qui sont forts à très forts (3,1 % en moyenne en 2023). La minéralisation de l’azote est plus variable : sur deux fermes, elle est faible alors que la minéralisation du carbone est élevée, ce qui indique qu’il y a eu une immobilisation de l’azote du sol au moment du prélèvement. Cela indique que les matières organiques apportées dans les mois précédents étaient trop carbonées (C/N > 15-25), ce qui engendre un risque de faim d’azote sur les cultures. Dans les autres cas, l’intense activité biologique mène à une fourniture potentielle de l’azote, mesurée en laboratoire élevée, ce qui indique d’une part, un risque de pollution de l’eau par lixiviation de l’azote accrue en cas de fortes pluies sur un sol nu, mais aussi un potentiel important d’économies en azote pour la fertilisation des cultures. Ces questions font partie de celles abordées par l’Adaf dans ses projets de recherche et développement actuels et à venir : à quel point peut-on réellement limiter les engrais azotés sans impacter la production ? Quel est le risque de pollution des eaux avec ces pratiques ? Quels sont les impacts de ces pratiques sur la consommation en eau des cultures ? Quels sont les impacts sur les performances technico-économiques des systèmes maraîchers ? Les résultats montrent une légère tendance à la diminution du pH qui passe en moyenne de 8,2 (min = 6,2 ; max = 8,8) à 8 en 2023 (min = 6,1 ; max = 8,5). Cela peut s’expliquer par une minéralisation accrue des matières organiques qui conduit à la production d’H+ (Busari et al., 2015), ainsi qu’à une augmentation du pouvoir tampon du sol du fait d’une augmentation du taux de MO, qui a pour effet de ramener le pH vers la neutralité dans ces sols calcaires (Husson et al., 2018).

Des résultats variables sur la structure du sol

La structure visuelle des sols sur les 20-25 premiers centimètres du sol, mesurée avec la méthode EVS montre une légère tendance à l’amélioration de l’indicateur qui passe de 20,9 en moyenne en 2019 à 21,9 en 2023. L’amélioration visuelle de la structure est bien visible sur quatre des neuf parcelles évaluées : meilleure porosité du sol grâce à l’activité biologique intense qui crée des pores via les galeries et agrège les particules minérales entre elles grâce aux déjections, colles microbiennes, et hyphes. La couverture du sol permet de limiter fortement les phénomènes d’érosion et de battance auxquels les sols étaient sujets avant transition. En revanche, sur trois autres parcelles, la structure visuelle du sol se détériore. En effet, certains sols prennent en masse et l’arrêt du travail du sol ne permet pas de reprendre la structure du sol mécaniquement. L’amélioration biologique de la structure du sol prend du temps et n’est pas toujours suffisante car elle repose uniquement sur les phénomènes de gonflements et retraits des argiles, et de gel-dégel de surface ainsi que sur l’activité des racines qui fissurent les mottes, et des organismes du sol, qui agrègent, remuent et mélangent le sol. Dans ces cas-là, un profil de sol est conseillé pour améliorer le diagnostic physique du sol et envisager des actions correctives adaptées (décompaction associée à des couverts à fort en racinement en cas de tassement ou semelle par exemple). Ces diagnostics de sol montrent l’importance de réaliser des analyses de sol complètes (physico-chimiques et organo-biologiques) ainsi que des observations de la structure des sols avant la mise en place des pratiques de conservation du sol, et régulièrement pour vérifier l’impact de ces pratiques. Force est de constater que les producteurs utilisent encore peu les résultats des analyses et l’observation de la structure du sol pour adapter leurs pratiques (choix des matières à apporter, arrêt ou maintien du travail du sol). Cela permettrait d’éviter les phénomènes de faim d’azote, de blocage de matières organiques ou de compaction, qui sont des écueils courants lors de la mise en place des pratiques de maraîchage sur sol vivant.

Ne pas sauter les étapes avant de commencer

La modification d’un système de culture ne doit pas être prise à la légère. On peut avancer par étapes, avec de la formation, pour concevoir un système de culture adapté au contexte, en évaluant l’implication de ces changements sur le système. Le mieux est de commencer sur une petite parcelle pour se faire la main, avec un diagnostic de sol (analyses physico-chimiques et organo-biologiques ainsi que des observations du sol avec profil ou tests bêches). S’il y a une compaction, il faudra envisager une fissuration accompagnée d’un couvert végétal à fort enracinement avant de réduire le travail du sol. Si la parcelle présente un enherbement important en vivaces, il faudra mettre au point une stratégie adaptée à l’espèce présente (sarclages répétés, occultation longue, outils à dents, etc) avant toute transition. Il faudra ensuite établir la stratégie d’amendement. Des apports de redressement sont à envisager si les taux de MO sont trop bas, dans le but d’obtenir un rapport MO/argile > 24 (valable sur les sols avec plus de 12 % d’argile). Enfin, il faudra repenser la rotation des cultures pour gérer l’enherbement et les ravageurs en préventif, et pour intégrer des couverts végétaux et des apports réguliers en matières organiques.