ORGANIQUE DES SOLS SUR LE LONG TERME : DE NOUVEAUX OUTILS POUR LE CONSEIL

GÉRER L ÉTAT L ORGANIQUE DES SOLS SUR LE LONG TERME : DE NOUVEAUX OUTILS POUR LE CONSEIL 8émes rencontres GEMAS -COMIFER Blois - 20 & 21 novembre 2007 Annie Duparque

GESTION ET CONSERVATION DE L ETAT L ORGANIQUE DES SOLS Ressources et Territoires Un projet de recherche-développement * lancé en 2004 pour une durée de 5 ans, * à la demande des chambres d Agriculture de la région, face aux interrogations des agriculteurs, En partenariat avec F / R / C / A P I C A R D I E Laboratoire Départemental d Analyses et de Recherches Station Agronomique de l Aisne * avec le soutien financier du Conseil Régional de Picardie

Ressources et Territoires LA DEMANDE relayée e par les chambres d agriculture d de Picardie Les préoccupations des agriculteurs Les pressions extérieures Les teneurs baissent-elles? Est-ce que c est grave? Lien avec battance, l érosion? La bonne teneur, c est quoi? Comment choisir les amendements organiques? Exporter des pailles pour la vente? Les Techniques Culturales Sans Labour sont elles conseillées? Discours catastrophiste lié à la diminution annoncée des teneurs en MO Incitation à l épandage agricole des boues ou composts urbains. Lutte contre effet de serre : puits de C ou valorisation énergétique des pailles. Groupe Régional «Sols & MO»

Restitutions potentielles (quantité de carbone organique de l'humus en kg / ha de (SAU - PP) / an) 500 450 3 i=1 surface en cultures du groupe i Restitutions potentielles = Σ x en kg / ha / an Caractérisation des systèmes de culture des exploitations enquêtées surface travaillée Caractérisation de l'assolement dans les exploitations rencontrées Une enquête régionale r Quantité moyenne de carbone organique de l humus apportée par les résidus de culture du groupe i 100 90 Surfaces en Pdt+ légumes, betteraves, SCOP en % de la SAU-PP 400 350 300 250 200 150 100 50 0 80 70 60 50 40 30 20 10 0 restitutions potentielles % SAU -PP en pdt - légum % SAU-PP en bett % SAU-PP en SCOP Les étoiles sont utilisées pour distinguer les éleveurs. Exploitations MN Claude, 2005 - Mémoire de fin d étude, ENITA Bordeaux & ENSA Rennes

Une enquête régionale r Ressources et Territoires Les sols des exploitations Problèmes de comportements physiques des sols Problèmes de comportements du sol indiqués par l'exploitant sur ses sols battance tassem ents "ferm eture du sol" érosion MN Claude, 2005

Une enquête régionale r Ressources et Territoires Les sols des exploitations Teneurs moyennes en MO (%) 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 Moyenne sur l exploitation Sols Limons Moyens ou Argileux Sols Limons Argileux calcaires MN Claude, 2005

Evolution moyenne des stocks de C organique sur 391 parcelles de l Aisne Une étude régionale r Fréquence 30% 25% 20% 15% Baisse 30% Stabilité 48% 49 % 29 % 22 % Augmentation 22% 10% 5% 0% -2,0 ] -0,8 ] -0,4 ] -0,2 ] 0,0 ] 0,2 ] 0,4 ] 0,8 ] 2,0 ] Variation du stock (t C/ha/an) R. Wylleman et B. Mary, INRA de LAON 1999

Gestion et Conservation de l él état organique des sols Ressources et Territoires Objectifs généraux g du projet Développer une démarche d de conseil pour donner aux agriculteurs de Picardie les moyens de gérer les matières organiques de leurs sols sur le long terme à l échelle de la parcelle et de l exploitation Transférer des connaissances sur la dynamique et les rôles des MO dans les sols Apporter des outils d aide à la décision

Deux outils complémentaires mentaires de diagnostic et d aide d à la décision d Une nouvelle méthode de prélèvement de terre pour un meilleur diagnostic de l état du sol à un moment donné pour un suivi fiable de l évolution dans le temps des taux et des stocks Un outil de simulation, d aide à la décision pour anticiper l effet des pratiques de culture sur l évolution à long terme des stocks et des taux de C organique du sol t 0 t + 20 ans Sol COrg Sol COrg AMG Prévision t + 20 ans COrg

Développement d une d démarche de conseil adaptée aux spécificités des exploitations des EA céréalières aux systèmes légumes/pdt intégrant les objectifs de l agriculteur simplification du travail, vente de paille, maintien de la fertilité à deux niveaux Des préconisations par cas-types Un outil interactif pour un conseil personnalisé Références régionales, Sensibilisation, Pédagogie Un conseil «en direct» construit avec l agriculteur

Une nouvelle méthode m de prélèvement de terre Qui repose sur trois points clefs 1. Bien choisir la période de prélèvement et s y tenir Une période privilégiée: juste après récolte et avant déchaumage 2. Sélectionner attentivement la zone d échantillonnage Bonne représentativité de la parcelle Repérer précisément afin de revenir au même endroit (GPS) 10 à 15 sondages par zone dans un rayon moyen de 5 à 6 m autour du point GPS repéré

Une nouvelle méthode m de prélèvement de terre 3. Respecter une profondeur de prélèvement normalisée à 30 cm => mieux appréhender l évolution des stocks Une mesure de la masse volumique de la terre sur l échantillon => assurer la précision du calcul des stocks Réaliser les prélèvements successifs sur une même masse de terre

Une nouvelle méthode m de prélèvement de terre 3. Respecter une profondeur de prélèvement normalisée à 30 cm => mieux appréhender l évolution des stocks Une mesure de la masse volumique de la terre sur l échantillon => assurer la précision du calcul des stocks Réaliser les prélèvements successifs sur une même masse de terre CT Soil mass (Mg/ha) 0-500 -1000-1500 -2000-2500 -3000-3500 -4000 Labour C content (mg/g) 5 10 15 20 25 1970 1994 En système non labouré, recalculer le profil de répartition des teneurs NT Soil mass (Mg/ha) 0-500 -1000-1500 -2000-2500 -3000-3500 -4000 Semis direct C content (mg/g) 5 10 15 20 25 1970 1994 Profils de répartition des teneurs en C organique. Boigneville. Source : B. Mary, INRA Laon

Un modèle dérivé du modèle Hénin&Dupuis: AMG Andriulo et al., 1999 INRA Laon k 1 fonction de nature des MO restituées CO2 Résidus Organiques m MO fraîche 1- k1 k1 Active Ca Stable MO humifiée Bilan humique : dc/dt = k1.m k.ca k k fonction des conditions pédoclimatiques

Test du modèle AMG Synthèse sur les 9 essais internationnaux Stocks C simulés en fin d'essai Simulé (t/ha) 60 50 40 30 20 Paille exportée Paille restituée 10 0 0 10 20 30 40 50 60 Observé (t/ha) Saffih et Mary, 2007

Analyse de la sensibilité du modèle AMG Variation relative du stock de carbone sur 30 ans en fonction de la variation relative des facteurs "Sol" 0,2 Variation relative du stock de C au bout de 30 ans 0,15 0,1 0,05 0-0,4-0,3-0,2-0,1 0 0,1 0,2 0,3 0,4-0,05-0,1-0,15-0,2 Variation relative des facteurs Teneur en argile Teneur initiale en C organique C actif / C organique initial

Les utilisations du modèle AMG Une application pour le conseil individualisé Exemple pour un système de type intensif

Système Légumier L en sable-limoneux limoneux Pomme de Terre / Blé / Pois conserve / Betteraves / Carottes 8,0 Evolution de la teneur en Corganique de la couche travaillée 1,60 Système actuel : Labour : 4 ans sur 5 Prof. de labour : 28 cm CIPAN : 2 années sur 5 Test d un type de changement (A) Suppression d un labour (3 ans sur 5) Réduction de la profondeur de labour : 22 cm Test d un 3éme type de changement (C) Apport de 10 T/ha de compost de déchets verts/5ans Suppression d un labour et réduction de prof. Labour à 25 cm Test d un autre changement (B) Apport de 10 T/ha de compost de déchets verts/5ans CIPAN : 3 années sur 5 Teneur en C org (g/kg) Stock Corg 0-30 cm T/ha 7,8 7,5 7,3 7,0 6,8 32,5 32,0 31,5 31,0 30,5 30,0 29,5 29,0 28,5 0 4 8 12 16 20 Evolution du Stock de C org sur 0-30cm 24 Années 0 5 10 15 20 25 30 35 40 28 Années 32 36 40 1,55 1,50 1,45 1,40 1,35 Teneur en MO (%)

Les utilisations du modèle AMG Mobilisation du modèle à l échelle d un territoire Exemple : estimation du potentiel d approvisionnement en paille de filières bioénergétiques Ou : quelle quantité de paille «durablement» disponible à l échelle du bassin d approvisionnement d une usine?

Une approche moyenne et générale Ressources et Territoires parcelles de la BdD d analyses du LDAR Evolution prévisible des stocks de C organique dans l'aisne sur 50 ans Fréquence Stable 56% 40% 57% 30% 20% Baisse 19% 35% Hausse 25% 8% Pratique actuelle Export 66% 10% Projet régional CARTOPAILLES 2004-2007 0% -10.0-7.5-5.0-2.5 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 Variation du stock (t C/ha)

Une approche moyenne, générale mais nuancée Ressources et Territoires Exportation de paille et variation de stock C 500 3.75 Masse de paille 400 300 3.00 2.25 récoltée (Mt/an) 200 100 1.50 0.75 0 0.00 Moyenne 1er Quartile -100-200 -300-400 -0.75-1.50-2.25-3.00 Perte de C du sol (t/ha) -500 0% 33% 50% 67% ER1 ER2-3.75 Exportation systématique Exportation raisonnée ER1: on n'accepte aucune baisse supplémentaire du stock C ER2: on n'accepte Projet régional aucune CARTOPAILLES baisse supplémentaire 2004 -> 2007 5% du stock C B. Mary, 2007

Une aide à la décision pour l agriculteur Quelle proportion de ses pailles peut-il exporter sans risque? Cas-type Système ''SCOP + betteraves'' Sol : Limon moyen betterave blé orge - colza blé. Engrais verts : 1 année/5 Labour à 25 cm Hypothèse teneur en M0 du sol 1,8 % de MO 2,2 % de MO Hypothèse travail du sol Labour 80% Labour 40% Labour 80% Labour 40% 1 2 3 4 Simulations par AMG S to c k C o rg 0-3 0 c m T /h a 47,0 45,0 43,0 41,0 39,0 Evolution du Stock de Corg sur 0-30cm 4 3 2 1 Exportation de paille permise 0%? 0% 1paille/3 1paille/2 37,0 0 5 10 15 20 25 30 Années

Conclusions et Perspectives Développer l interprétation des dynamiques simulées en termes de modifications des propriétés et comportements du sol Pratiques culturales Données Sol Teneurs en MO Entrées Outil de simulation AMG Évolution EOS Module d interprétation de l évolution de l EOS Sorties Évolution des comportements du sol sur la base de résultats de travaux récents de l INRA, en collaboration avec les chercheurs

Conclusions et Perspectives Sensibilité du modèle : - à la valeur du rapport C actif / C org total, Des travaux de recherche nécessaires sur ce paramètre - à la valeur de K1 Des travaux de R&D envisagés Sensibilité du modèle à la valeur du stock de carbone initial Importance du couplage entre simulations par le modèle et un suivi au champ fiable de l état organique du sol Importance du transfert couplé de l outil de simulation et de la méthode de prélèvement en collaboration avec le LDAR et les chambres d agriculture L établissement d un réseau de compétence en région

MERCI Journées Nationales d éd étude des sols ANGERS - 3-55 avril 2007