1 - La matière organique : sa fonction et sa transformation

rappel Rappel

La recherche agronomique à partir des années 50, fondée sur une conception économique, a visé principalement une amélioration de la composante chimique de la fertilité. Ainsi, dans les pays du Sud, Afrique notamment, les gouvernants ont prôné l’emploi massif des engrais minéraux pour améliorer de façon significative les rendements.

Dans les années 70, dans ces pays du Sud, la crise énergétique, l’acidification des sols, la dégradation pluviométrique, vont remettre en cause ce type de gestion de la fertilité en recherchant une économie maximum d’engrais fondée entre autres sur une valorisation des intrants locaux dont la matière organique (MO). La valorisation des résidus de récolte et l’intégration agriculture-élevage alors fortement encouragées, participaient de cette économie d’engrais.

A partir des années 90, la prise en compte par les Etats de la préservation de l’environnement, va opérer un changement radical dans l’approche des agro systèmes en ce qui concerne :

  1. l’importance du sol qui est considéré (en fait réaffirmé) comme partie intégrante et vitale de la biosphère
  2. l’objectif à atteindre qui n’est plus la « maximisation » du rendement, mais son « optimisation » qui prend en compte la quantité et la qualité des récoltes, et la protection de l’environnement

Les acquis de la Recherche agronomique sur la gestion des MO et la maîtrise de l'azote (notamment la réduction des pertes de N) dès les années 70, ont pu être très rapidement mis en cohérence et valorisés au profit de cette nouvelle approche pour une agriculture durable respectueuse de l’environnement.

Nous entendons par matière organique celle qui entre dans le sol (fumures et amendements), en abrégé MOA, et celle qui constitue l'humus du sol plus généralement appelée matière organique des sols, en abrégé MOS.

introduction Introduction

La matière organique du sol (MOS) remplit de nombreuses fonctions en faveur des cultures, la fonction nutritionnelle en premier, mais d’autres également, potentiellement importantes dans le cadre d’une intensification écologique , telles que la structure du sol.

On sait que la nutrition minérale, azotée et hydrique des plantes est sous la dépendance étroite d’un pool organique, la MOS, mobilisable par l’activité biologique du sol (minéralisation) et par l’activité rhizosphérique. Le pool organique du sol alimente donc le réservoir d’éléments nutritifs du sol, et le système racinaire délimite (intercepte) la fraction de ce réservoir qui sera utilisable par la plante.

Le système racinaire de par ses caractéristiques de cinétique, de croissance, de biomasse (y compris celle des exsudats), de profondeur et d’activité rhizosphérique, est aussi important pour la nutrition minérale de la plante que le pool organique, car il conditionne l’absorption. Il en résulte que le pool organique du sol (le réservoir) et le système racinaire (l'absorption) sont deux variables pertinentes de l’intensification agricole, en forte interaction.

Pour réaliser la fumure organique et l'entretien de la MOS au sein d'un système de culture, un éventail de pratiques est envisageable, telles que agroforesterie, jachère, fumure par des MO non transformées ou transformées par l’animal ou par compostage.
On sait que la qualité de la MO (essentiellement sa composition biochimique) est un facteur prépondérant de son efficacité agronomique. Pour de nombreuses MO (par exemple résidus de récoltes, fumiers et déchets urbains) la transformation par compostage est nécessaire pour en améliorer la qualité.
Les deux présentations de ce cours font le point sur ces deux sujets : les effets de la MO apportée au sol et les modes de transfrormation de la MO (avant apport au sol).

objectifs Objectifs

  • Préciser, clarifier le vocabulaire nécessaire à la compréhension des différents cours
  • Rappeler « Les Fonctions et effets de la MO apportée au sol » et « Les procédés de transformation par méthanisation et compostage » en se référant dans la mesure du possible aux informations expérimentales acquises dans les domaines concernés
  • Souligner l’intérêt agronomique et l’impact environnemental de la gestion des MO
 
Définition

Voir Fertilité des sols

Définition

On trouve de nombreuses définitions du mot sol. Pour les agronomes, les termes sols, terre et terrains recouvrent des réalités différentes. Citons celle de Morel (Morel R., 1989. Les sols cultivés. Lavoisier, 373 p) dans laquelle le caractère descriptif cède à un concept plus dynamique :
Le sol est la partie meuble et superficielle de la couche terrestre formée par des transformations continues du substratum initial sous l’action de processus énergétiques de caractère physiques, physico-chimique, chimique et biologique. Pour aller dans le même sens, nous ajouterons qu’un sol ce n'est pas juste "de la terre" : le sol est un des compartiments vivants de la planète Terre.

Définition

L’azote est un des trois éléments majeurs de la production agricole. Souvent déficitaire dans les systèmes de production agricole des pays en voie de développement (il est alors un facteur limitant du rendement des cultures), en revanche son excès est source de pollution (nitrates dans les nappes, eutrophisation des lacs ou des rivières, émission de gaz à effet de serre).
De ce fait la maîtrise de l’azote est devenue une action primordiale tant en agriculture « à faibles intrants » (cherté de l’engrais) qu’en agriculture intensive (risque environnemental). Cette maîtrise est donc multiforme et selon les situations, elle consistera : à identifier les sources (pour par exemple trouver un substitut à l’engrais qui coûte cher, réduire les pertes, adapter l’offre (par le sol et la fertilisation) à la demande (par la plante), gérer les excédents (par exemple dans les élevages intensifs pour réduire le risque de pollution).
C’est ainsi que l’expression économie d’azote est utilisée à la fois au sens de l’optimisation du bilan de N dans le système sol-plante, et au sens de l’économie budgétaire du fait du coût élevé de l’unité d’azote engrais.

Définition

Matière organique des sols

Définition

ou Agriculture Ecologiquement Intensive (AEI).
Mouvement et ensemble de pratiques agricoles inspirées de l’agro écologie et de l’agriculture de conservation. L’expression a vu le jour lors du Grenelle de l’Environnement en 2007.
En profitant des fonctions naturellement productives d’un écosystème et en les optimisant, il apparaît possible d’obtenir des rendements comparables à ceux de l’agriculture conventionnelle tout en réduisant le recours aux intrants chimiques et la dégradation de l’environnement