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La fertilité des sols, de quoi s’agit-il ?

Article rédigé par
  • Anne-Sophie PERRIN (as.perrin@terresinovia.fr)
La fertilité des sols, de quoi s’agit-il ?
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    Modifié le : 12 sept. 2023

    Définition

    Il n’y a pas de définition consensuelle du terme fertilité des sols. Nous la définissons comme la capacité d’un sol, sous un climat donné, à répondre aux besoins physiques, chimiques et biologiques nécessaires à la croissance des plantes, assurant leur productivité et leur qualité. 
    La fertilité d’un sol agricole est liée à certaines caractéristiques propres non modifiables (sa profondeur, sa texture, sa pierrosité, etc.) qui déterminent son potentiel de production.

    Elle est également liée au bon fonctionnement des processus naturels intervenant dans le sol comme la minéralisation des matières organiques par les microorganismes du sol, ou encore l’activité de bioturbation par les vers de terre qui répartit les matières organiques dans le sol, améliore l’état structural du sol et l’aération du milieu. Certains paramètres des sols sont modifiables, à plus ou moins longs termes, par le biais de pratiques agricoles, comme l’acidité du sol (cas des sols non calcaires), sa teneur en nutriments (N, P, K, etc.), sa porosité ou encore sa teneur en carbone et matières organiques. L’état structural des sols impacte très significativement la réussite de l’implantation des cultures mais aussi la capacité d’infiltration de l’eau, le réservoir en eau du sol utilisable par les cultures ou encore les abondances et activités biologiques.

    Figure 1 - Les trois composantes de la fertilité des sols sont fortement imbriquées ; la matière organique joue un rôle central. Les sols ont 4 fonctions essentielles à la production agricole, assurées par les organismes vivants (d’après Perrin et al. Perspectives agricoles n°486)

     

    Le fonctionnement des sols agricoles

    Le fonctionnement ou la santé des sols correspondent au fonctionnement réel du sol relatif à son potentiel (Kibblewhite et al., 2008 ; Brauman et Thoumazeau, 2020). Le terme fonctionnement des sols apporte une vision plus dynamique de la fertilité des sols, qu’il est possible d’évaluer après un changement de pratiques.  Le bon fonctionnement des sols agricoles (pour la production agricole et les autres services rendus à la société) repose sur le maintien de quatre fonctions majeures : les transformations du carbone, le recyclage des nutriments, le maintien de la structure des sols, et la régulation des ravageurs et des maladies (Kibblewhite et al., 2008).

    Les sols contribuent à la production agricole en servant de support aux cultures, en fournissant un habitat pour les organismes du sol (qui décomposent les matières organiques et régulent les maladies et ravageurs), en retenant et fournissant les nutriments et l’eau ou encore en atténuant les effets du climat. La décomposition de la matière organique n'est pas seulement une fonction clé de l'écosystème sol en soi, mais c’est aussi la principale source d'énergie pour piloter les autres fonctions.

    Le terme de fonctionnement ou santé du sol, plus large que la fertilité, est la capacité du sol à répondre à une intervention agricole, de sorte qu'il continue à soutenir à la fois la production agricole et la fourniture d'autres services (ex. stockage de carbone, infiltration de l’eau, biodiversité fonctionnelle, etc). On parle ici de multifonctionnalité des sols.

     

     

    Les principaux facteurs de dégradation de la fertilité des sols

    En lien avec le contexte pédoclimatique, la fertilité des sols est sujette à différents types de dégradation comme le tassement, l’érosion, l’acidification, ou encore l’appauvrissement des teneurs en matières organiques ou en nutriments notamment le phosphore.

     

    Figure 2 - Carte représentant le risque de tassement des sols correspondant à un pourcentage d’années pour lesquelles un tassement sévère pourrait avoir lieu lors de la récolte du maïs, calculé sur une période de 30 ans. Les simulations considèrent que tous les sols sont cultivés en maïs (source : Gis Sol, thèse de M.-P. Levebvre, 2010)

     

    Figure 3 - Carte représentant l’aléa d’érosion par petite région agricole estimée à l’aide du modèle Mesales développé par l’INRAE. Il combine plusieurs caractéristiques du sol (sensibilité à la battance et à l’érodibilité), du terrain (type d’occupation du sol, pente) et climatiques (intensité et hauteur des précipitations). L’aléa est représenté par 5 classes de probabilité qu’une érosion se produise (Source Gis Sol-INRAE-SOeS, 2011, https://www.gissol.fr/donnees/cartes/lalea-derosion-des-sols-par-petite-region-agricole-1133)

    Figure 4 - Carte des pH des sols métropolitains https://www.gissol.fr/donnees/cartes/le-pheau-des-horizons-de-surface-0-30-cm-des-sols-de-france-2421)
     

    Dans les zones de sols non calcaires, le risque d’acidification des sols est réel. L’entretien régulier du pH par le chaulage des sols est important pour ne pas atteindre des niveaux d’acidité néfastes aux productions agricoles (un pH>6 est recommandé en grandes cultures).

     

    Figure 5 - Cartes des teneurs en carbone organique (nombre d’analyses précisé sur la carte en haut à  droite) et de leur évolution entre 2000-2004 et 2010-2014 d’après la Base de Données d’Analyses de Terre (https://www.gissol.fr/le-gis/programmes/base-de-donnees-danalyses-des-terres-bdat-62) sur une profondeur approximative de 30cm.
     

    L'évolution générale des teneurs en matières organiques dans les sols agricoles semble liée aux contextes de productions agricoles. Les résultats de la deuxième campagne de mesure (2016-2027) menée par le Réseau de la Mesure de la Qualité des sols (https://www.gissol.fr/le-gis/programmes/rmqs-34), permettront d’avoir une photographie objective de l’évolution de l’état des sols français, notamment de l’évolution de leurs stocks de carbone organique.

     

    Figure 6 - Carte de distribution des teneurs en phosphore assimilable par les plantes dans les sols de France. Cette carte montre très clairement des effets régionaux. Les régions d’élevage intensif, comme la Bretagne, sont très largement excédentaires. Il s’agit de phosphore essentiellement d’origine organique, lié aux épandages d’effluents. Sur une large partie du territoire, les teneurs sont faibles.

     

    Documents à télécharger

    • Présentation webinaire RTTI "Fertilité des sols la favoriser, la mesurer, la piloter" - 27 octobre 2022 Télécharger le pdf
    • Carte de distribution des teneurs en phosphore assimilable par les plantes dans les sols de France. Télécharger le pdf
    • Carte représentant l’aléa d’érosion par petite région agricole estimée à l’aide du modèle Mesales développé par l’INRAE. Télécharger le pdf
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