L’autofertilité des sols existe-t-elle ?

Les sols seraient capables de maintenir d’eux-mêmes leur fertilité pour produire des grains en quantité et sur le long terme. Une théorie plutôt récente qui se répand comme une traînée de poudre. Mais qu’en est-il vraiment ? Vincent Chaplot, spécialiste des sols mondiaux au sein de l’Institut de recherche pour le développement (IRD), livre son analyse.

Sol prélevé à la main

L'autofertilité d'un sol est principalement dépendante de son activité biologique (vers de terre, racines, micro-organismes).

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Le mot « autofertilité » apparaît en 2018 dans le dictionnaire d’agroécologie et « définit un sol capable de maintenir de lui-même sa fertilité… Ce qui dépend principalement de son activité biologique (vers de terre, racines, micro-organismes) ».

Se développe ainsi l’idée selon laquelle favoriser l’activité biologique des sols en implantant par exemple des couverts végétaux restitués au sol ou en apportant des résidus organiques frais riches en carbone, comme des pailles, permet de produire des grains en quantité sans apport de N, P, K, S et autres micro-nutriments sous forme minérale ou organique.

Que nous enseigne l’essai de longue durée d’Arvalis ?

Arvalis a mis en place depuis 2009 un essai de longue durée sur son site de Boigneville (91), visant au suivi de la production céréalière sans apport de nutriments par l’homme, que ceux-ci soient minéraux ou organiques.

Ce dispositif est conduit en agriculture biologique avec une rotation courante en bassin parisien dont plusieurs années de luzerne restituée au sol pour assurer la nutrition N des cultures et lutter contre les adventices. Au bout de 4 ans, une carence du sol en soufre est apparue, ce qui a pénalisé la croissance de la luzerne et, en conséquence, la culture de blé suivante. Arvalis apporte donc 60 kg SO3/ha/an sur les luzernes depuis 2017.

Le mur de la fertilité en phosphore atteint au bout de 20 ans

Si les données d’Arvalis montrent que l’autonomie en azote est possible grâce à une fréquence élevée de retour de la luzerne dans la rotation (à la condition d’apporter du S), les analyses de sol montrent une diminution linéaire de la teneur en phosphore du sol de 74 mg/kg en 2009 à 43 mg/kg en 2020 avec une teneur qui devrait atteindre 20 mg/kg (teneur « impactante » pour toutes les cultures de la rotation) en 2030, soit 21 ans après la mise en place de l’essai.

« L’autofertilité est donc une chimère, car les nutriments ne peuvent apparaître dans le sol par magie. À terme, la production de grain est inévitablement en équilibre avec les apports naturels de P, K, S et autres micro-nutriments liés à l’altération des roches et aux apports aériens. Ce qui tendrait dans cette région sans apports externes de nutriment, par le biais par exemple des fumiers, vers un rendement en blé inférieur à 1 t/ha/an », indique Vincent Chaplot.

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Pourquoi le sol apparaît « autofertile » pour certains ?

Sans apport de nutriment au sol, la production de grains peut se maintenir à un niveau élevé pendant un certain nombre d’années, car les plantes cultivées puisent dans les réserves du sol. Pour cela, elles sollicitent des bactéries qui minéralisent la matière organique afin de libérer les éléments minéraux. En ajoutant des pailles au système sol, est apporté un surcroît d’énergie à ces bactéries, ce qui libère plus de nutriments mais accélère la destruction de la matière organique stable par effet « priming ». Ce qui dégrade irrémédiablement le sol.

Les sols de Boigneville sont, à l’image des sols du bassin de Paris, naturellement bien pourvus en nutriments, car ils sont jeunes, peu profonds et proches de roches sous-jacentes calcaires facilement altérables. Les carences en nutriments identifiées à Boigneville devraient apparaître beaucoup plus tôt dans les sols des vieux cratons émergés et lessivés depuis 65 millions d'années.

Cela étant, un certain nombre de sols présentent des caractéristiques de quasi autofertilité, mais ceux-ci sont rares sur la planète. Les chernozems d’Europe de l’Est constituent un gigantesque réservoir à nutriments et on comprend dès lors le processus d’accaparement dont ils font l’objet. Les sols volcaniques, aussi, ont une capacité à produire des denrées alimentaires en quantité et sans intrants grâce à l’extrême richesse de leurs roches sous-jacentes.

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