L’effet de systèmes de culture biologiques innovants sur la fertilité des sols
Contexte
Premier outil de production des agriculteurs, les sols agricoles assurent une multitude de services écosystémiques tels que la purification des eaux de surface, le contrôle des inondations et du climat, la fourniture d’un habitat pour une biodiversité innombrable, l’approvisionnement en énergie et en fibres végétales et la sécurité alimentaire des populations humaines. Il est donc primordial d’orienter notre production agricole vers une agriculture durable, respectueuse des sols et résiliente face aux changements climatiques. Récemment, le CRA-W a créé deux nouvelles plateformes d’essais systèmes en agriculture biologique, permettant de comparer la performance agronomique et environnementale de systèmes agricoles traditionnels et innovants, dont une en grandes cultures biologiques (SYCBIO) et en maraîchage biologique (SYCMA). Une troisième plateforme comparant différents systèmes bio en polyculture-élevage (SPOT) est en cours d’installation sur le site de Libramont du CRA-W.
Figure 1 : Illustration d'un essai système du domaine agricole du CRA-W (haut) – fosse pédologique ouverte pour la description du profil de sol (bas)
Objectif général
L’objectif général du projet « SOL-PLATEFORMES » est d’évaluer l’impact de systèmes de culture innovants en AB au sein des essais SYCBIO, SYCMA et SPOT sur l’évolution temporelle de la fertilité physique, chimique et biologique des sols agricoles, en lien avec les fonctions du sol et la fourniture de services écosystémiques. En retour, les propriétés du sol pourront être mises en regard de la performance agronomique, environnementale et économique des systèmes de culture, et ainsi alimenter les autres dimensions du suivi des plateformes (performance culturale, qualité des productions, analyse du cycle de vie, etc.).
Le développement du projet comprend un volet méthodologique, visant à peaufiner le choix d’indicateurs de suivi pertinents, à définir (voire développer) les méthodes de mesures les plus adaptées et à formaliser un canevas d’utilisation et d’interprétation de l’indicateur en lien avec les fonctions du sol et la fourniture de services écosystémiques.
En parallèle, le suivi des différents indicateurs de qualité des sols a lieu tout au long du projet, avec une fréquence de retour qui dépend à la fois de la dynamique de réponse (rapide ou lente) de la variable mesurée et des moyens (humains et/ou financiers) requis pour réaliser le suivi.
Figure 2 : Illustration d'une campagne de prélèvement de sol en sortie d'hiver dans une culture intermédiaire (gauche) et d'une campagne de mesure pénétrométrique (droite)
Les objectifs opérationnels
En termes de fertilité des sols, le suivi vise à apporter une réponse aux objectifs spécifiques (OS) suivants :
- OS1 : Les systèmes vont-ils vers un appauvrissement en éléments nutritifs (P, K, micronutriments), et si oui, quel schéma de réponse envisager afin de contrecarrer cette érosion de la fertilité ?
- OS2 : Les systèmes sont-ils performants en termes de fourniture et de pertes en N ?
- OS3 : Les systèmes stockent-ils ou déstockent-ils du carbone ?
- OS4 : Le système est-il sensible à l'érosion hydrique ?
- OS5 : Le système est-il sensible à la compaction ?
- OS6 : Le système est-il favorable à la biodiversité (totale et utile à l'agriculteur) ?
Résultats
En termes de développement méthodologique, des protocoles ont été rédigés pour différents types de suivis réalisés sur les plateformes :
- Mesure de la stabilité structurale par la méthode QuantiSlake Test
- Mesure du C labile par oxydation au KMnO4
- Mesure du P total par attaque acide (HClO4)
- Mesure de l’intensité de mycorhization des racines
- Prélèvements, mesures d’abondance et identification spécifiques de vers de terre
En particulier, la méthode du QuantiSlake Test (QST) est une méthode originale développée au CRA-W pour le suivi de la stabilité structurale des sols (Vanwindekens & Hardy, 2022). La méthode a été développée en partie sur le projet Sol-plateformes et est utilisée en routine sur les différents essais suivis par le projet (Le QuantiSlakeTest, un dispositif de mesure pour évaluer la stabilité structurale des sols agricoles). La méthode est de plus en plus reconnue et utilisée en Belgique ainsi qu’à l’étranger.
En termes de suivis, des mesures annuelles ont lieu concernant le statut organique (C organique, N organique, C labile) et nutritif (N, P, K, Mg, Ca), la densité apparente et la stabilité structurale du sol, afin de constituer des séries temporelles de données permettant de suivre l’évolution des systèmes de culture. Les données de densité apparente mesurées à différentes profondeurs (0-10, 10-25 et 25-50 cm) permettent de calculer des stocks de carbone et de nutriments par la méthode « equivalent soil mass (ESM) », permettant une comparaison non biaisée des systèmes de culture labourés et non labourés.
Des suivis plus spécifiques ont eu lieu certaines années seulement (phosphore total, populations de vers de terre, champignons mycorhiziens à arbuscules, diversité microbienne, respiration et activité FDA hydrolase), en fonction des moyens humains et financiers disponibles et des expertises offertes par les partenaires externes.
Les principaux résultats obtenus au cours de la première rotation culturale pour les plateformes SYCBIO (grandes cultures biologiques) et SYCMA (maraîchage biologique) ont été publiés dans deux articles Itinéraires BIO :
- Abras, M., Hardy B., Lacroix C., Sail S., Vanwindekens F., Fripiat V. & Huyghebaert, B. (2026) La plateforme SyCBio : bilan sur la fertilité du sol, les adventices et les rendements après une rotation. Itinéraires BIO 86, 44-48, BrochureA4-ItinerairesBIO-86_WEB-2.pdf
- Nieus, C., Hardy, B. , Huyghebaert, B. & Jamar, L. (2026). Maraîchage: vers des systèmes de culture plus robustes, en combinant agriculture de conservation et fertilité autoproduite Itinéraires BIO 88, 44-48 ; Itinéraires BIO 88 - Biowallonie
Les résultats générés sur le projet et la documentation bibliographique associée ont aussi été valorisés à travers plusieurs conférences de portée nationale et internationale, destinées à des agriculteurs et conseillers agricoles ou à la communauté scientifique. Les principales interventions récentes sont accessibles en suivants les liens en fin de document.
Partenaires externes
- UCLouvain
- ULiège Gembloux ABT
Financement
Dotation BIO (convention BIO2030)