Il est établi que les pratiques de l’agriculture de conservation protègent la surface du sol par la végétation et les résidus, et améliorent la structure du sol. Il est moins évident d’évaluer dans quelle mesure elles favorisent une réduction du ruissellement et de l’érosion, en comparaison à des itinéraires techniques conventionnels. Dans le cadre du projet de recherche belge Intell’eau, ces effets ont été quantifiés au travers d’essais terrain, pour deux pratiques en maïs : le sous-semis et le strip-till.
Entre 2021 et 2023, six sites d’essais ont été mis en place chez des agriculteurs wallons, sur des terres en pente. Quatre itinéraires de culture en maïs ont été évalués :
(1) un travail du sol « conventionnel », consistant en un travail du sol primaire (labour ou décompactage) et deux passages de herse rotative avant le semis du maïs.
(2) Un sous-semis de fétuque rouge (10 kg/ha) ou
(3) de trèfle blanc (5 kg/ha), réalisé simultanément au semis du maïs au moyen d’un combiné de semis surmonté d’une distribution pneumatique dans l’inter-rang. Le travail du sol préalable au semis est identique à l’itinéraire conventionnel.
(4) Un passage unique de strip-till (Maschio Gaspardo Zebra®) juste avant le semis du maïs réalisé au semoir à disque.
Pour chacun de ces traitements, des parcelles de 60 m² ont été délimitées, et le ruissellement et les pertes en terres produits au cours de la saison de culture ont été collectés en aval et mesurés.
Le strip-till très efficace en cas de couvert développé
La technique du strip-till en maïs s’est avérée très efficace pour limiter à la fois le ruissellement (-31% en moyenne), et plus encore les pertes en terres (-60%), comparée à l’itinéraire conventionnel. Une grande variabilité de cette efficacité entre les différents essais a toutefois été observée. Sans surprise, les essais pour lesquels le strip-till s’est montré le plus efficace sont ceux où le couvert végétal précédant la saison de maïs s’était le mieux développé : 1.7 t MS/ha pour des couverts de moutarde-phacélie-trèfle ou d’avoine-phacélie. Ces couverts végétaux ont probablement joué un rôle primordial dans l’amélioration de la structure du sol, grâce à la macroporosité formée par le cycle croissance-décomposition des racines et par l’activité des vers de terre, ainsi que par la protection de ses résidus. À l’inverse, les essais sur lesquels le sol est resté nu durant l’hiver (en l’occurrence en monoculture de maïs) ou pour lesquels le couvert végétal n’a développé qu’une faible biomasse sont caractérisés par des quantités de ruissellement et de pertes en terres similaires entre le strip-till et le conventionnel.
Les rendements en maïs sous strip-till se trouvent réduits de 11% en moyenne comparé au conventionnel, mais la charge de travail l’est également. Avec du recul, on s’attend même à un écart de rendement plus faible encore, si le strip-till peut être réalisé une à deux semaines avant le semis du maïs, afin de permettre un meilleur réchauffement de la ligne et donc une germination plus rapide. Etant données les pertes de rendements parfois conséquentes obtenues avec du semis direct en maïs, le strip-till semble offrir un bon compromis entre objectif de production et de conservation des sols pour cette culture. Pourtant en Europe, le niveau d’adoption de cette pratique reste largement sous la barre des 3% (source : EJP soil, 2024).
Le sous-semis, pas encore recommandable
Comparés à l’itinéraire conventionnel (maïs seul), les sous-semis n’ont pas permis de réduire significativement les écoulements de surface, tandis qu’ils ont diminué les rendements en maïs de 11% en moyenne. Le contrôle des adventices a par ailleurs été rendu fortement difficile par la technique ; les herbicides à spectre restreint (sulcotrione et pyridate) utilisés pour ne pas détruire les sous-semis contrôlaient généralement mal la levée des adventices, menant à une forte pression en adventices sur la plupart des sites d’essais, en particulier les graminées comme les panics pied-de-coq. Par ailleurs, la croissance lente de la fétuque et du trèfle n’a permis qu’un gain minime de couverture végétale en début de cycle par rapport au maïs seul (sans sous-semis), ce qui explique l’incapacité de la technique du sous-semis à contrôler substantiellement l’érosion lors d’un orage de printemps en début de cycle. Plus tard, la couverture assurée par le maïs assure une protection suffisante et la présence du trèfle ou de la fétuque ne modifie pas fondamentalement la sensibilité au ruissellement ou à l’érosion.
A défaut d’assurer une meilleure protection du sol en début de cycle, un intérêt potentiel du sous-semis est la présence d’une couverture végétale de trèfle ou fétuque immédiatement après la récolte de maïs, lorsque le sol est à nouveau exposé. Cependant, le chantier de récolte du maïs (passage d’une ensileuse 8 rangs et de bennes) a laissé des traces de roues marquées, dégradant fortement les couverts de sous-semis. De plus, durant la période hivernale, le trèfle a souffert des basses températures et a été consommé par des Bernaches du Canada. En conséquence, la biomasse développée au terme de l’hiver par les sous-semis était faible (en moyenne, 0.5 t MS/ha) et ne dépasse pas les niveaux de biomasse atteints par des couverts végétaux classiques de seigle ou de ray-grass semés après récolte du maïs (en moyenne, 1.2 t/ha). Envisager d’utiliser en sous-semis des espèces à croissance plus rapide telles que le ray-grass n’est a priori pas une solution intéressante car cela renforcerait encore la concurrence avec le maïs, et de ce fait la perte de rendement, comme suggéré par de précédents essais du CIPF[1], partenaire de ce projet Intell’eau. La technique du sous-semis n’est donc pas recommandable en l’état, et semble offrir peu de perspectives en Wallonie.
Semer le maïs dans un couvert déjà bien établi
Finalement, la technique plus « extrême » du semis sous couvert (semer le maïs dans un couvert végétal déjà établi) pourrait apporter les solutions aux problèmes rencontrés avec les sous-semis. Celle-ci offre une excellente couverture de sol dès le printemps, qu’il s’agisse d’un couvert vivant calmé chimiquement ou d’un mulch mort roulé mécaniquement. Cette couverture peut jouer un rôle à la fois d’étouffement des adventices et de protection du sol contre la battance et l’érosion. Le maïs peut y être semé soit en semis direct soit au strip-till, ce dernier choix étant plus sécurisant pour les rendements. Ceci nécessiterait cependant d’être évalué dans une diversité de contextes agro-pédologiques.
Thimothée Clément et Frédérique Hupin
Les auteurs contributeurs de cette recherche : Timothée Clement, Charles Bielders, Aurore Degré, Gilles Manssens, Guy Foucart.
Pour plus d’informations, surfez sur le site du projet Intell’eau.
[1] Centre indépendant de promotion fourragère
Quid des pratiques de conservation « traditionnelles » ?
À côté de ces essais de terrain, mais toujours réalisée dans le cadre du projet Intell’eau, une méta-analyse (analyse quantitative de résultats publiés dans la littérature scientifique) a permis de quantifier l’efficacité de trois techniques de conservation des sols à limiter le ruissellement et l’érosion : les couverts végétaux, le cloisonnement des interbuttes en pommes de terre (réalisé avec des outils comme la « Barbutte » ou le « Dyker »), et l’ensemble des techniques de travail du sol sans labour. 37 études, qui avaient étudié une de ces pratiques en Europe de l’ouest (ou des contextes très similaires), ont été passées en revue. Elles représentent un total de 271 essais de terrains similaires à ceux présentés dans cet article, et une diversité de cultures (céréales d’hiver et de printemps, colza, maïs, betterave, pois, etc.). Une analyse globale de ce jeu de données a mené à plusieurs conclusions.
En moyenne, et à court terme, les couverts végétaux réduisent le ruissellement de 68% et les pertes en terre de 72% durant la période hivernale par rapport à un sol nu, grâce à la protection du sol par la couverture végétale et à l’amélioration de sa structure. Cette réduction est comparable à celle obtenue par un travail du sol profond (plus de 15 centimètres avec une charrue ou un cultivateur lourd), qui viendrait accroître la rugosité de surface donc la capacité de stockage, ainsi que rompre (temporairement !) la croûte de battance. Comparé à un déchaumage superficiel par contre (moins de 10 centimètres), le couvert végétal est plus efficace !
« Ce qui est utile, ce sont les techniques basées sur la végétation »
La méthode scientifique mesure l’effet d’un facteur sur un autre. Ici : l’effet du couvert végétal sur le ruissellement et l’érosion. Il va de soi que le couvert végétal apporte bien d’autres bénéfices et qu’on ne l’implante pas dans cet unique objectif.
L’efficacité des cultures de couverture augmente lorsqu’elles sont implantées sur plusieurs années de suite, du moins à court terme (de 1 à 3 ans de suite).
En moyenne, le cloisonnement des interbuttes en pommes de terre permet de réduire le ruissellement de 70% et l’érosion de 92% durant la saison de culture, comparé à des buttes formées classiquement.
Enfin, comparé à un itinéraire de travail du sol incluant du labour, l’abandon de la charrue seul semble inefficace pour contrôler les flux de surface dans les cas où de nombreux autres passages de travail du sol (sans retournement) sont réalisés, d’autant plus si ceux-ci incluent des outils animés. Pour réduire le ruissellement, c’est un système avec travail du sol profond de type décompactage ou sous-solage qui est le plus performant : 61% de ruissellement en moins comparé à un itinéraire conventionnel. Tandis que pour lutter contre l’érosion, le système de semis direct est le plus efficace, avec 82% de pertes en terres en moins qu’en travail du sol conventionnel.
Et Thimothée Clement de résumer : « au final, pour diminuer l’érosion et le ruissellement, arrêter le labour ne sert à rien. Par contre, ce qui est utile, ce sont les techniques basées sur la végétation, les couverts végétaux principalement, qui améliorent la structure du sol (même déjà à court terme). Et ensuite, la réduction du travail du sol (pas seulement le labour, mais également les outils animés, les passages nombreux, etc.) permet de maintenir au mieux cette bonne structure ».