Fertiliser le sol

1 SNT-Guide V: Fertiliser le sol, 2021

Fertiliser le solEn agriculture de conservation, une bonne compréhension des phénomènes d’accumulation et de métabolisation de la matière organique guide l’adaptation de la stratégie de fumure au semis direct et à la conservation des nutriments dans le sol.

Schweizerische Gesellschaft für bodenschonende LandwirtschaftAssociation suisse pour une agriculture respectueuse du solAssociazione svizzera per un’agricultura rispettosa del suoloSwiss soil conservation association

Photo: Service spécialisé Sols du canton de Berne


BienvenueAu SNT-Guide V de SWISS NO-TILL: Fertiliser le sol

En agriculture de conservation, le cycle des éléments nutritifs doit être aussi fermé que possible. Il faut éviter les pertes et compenser les exportations.Toute la dynamique du pool des éléments fertilisants contenus dans la matière organique est la source dans laquelle les plantes s’alimentent. Un système équilibré favorise la santé des plantes et la stabilité des rendements.

Ce guide expose les principes fondamentaux régissant l’utilisation des engrais, notamment l’azote (N) et le phosphore (P).

Mentions légales

Mandant: Office fédéral de l’environnement (OFEV), division eaux, 3003 Berne

L’OFEV est un office du Département fédéral de l’environnement, des transports, de l’énergie et dela communication (DETEC).

Mandataire: SWISS NO-TILL, Association suisse pour une agriculture respectueuse du sol, no-till.ch

Auteur: Dominique Flury

Collaboration: Claudia Maurer, Andreas Chervet, Wolfgang G. Sturny, Hanspeter Lauper

Traduction: Pierre Vullioud

Graphique: MH Grafik, mhg.ch

Remarque: La présente fiche technique a été réalisée sur mandat de l’OFEV. Seul le mandataire porte la responsabilité de son contenu.

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Principales formes de localisation de l'engrais

0 cm

-5 cm

-10 cm

-15 cm

Sous la ligne de semis, décaléAu-dessus de la ligne de semis Dans le sillon de la semence

(Adapté d'après NACHURS ALPINE SOLUTIONS, 2019) Semence Engrais

Prof

onde

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SNT-Guide V: Fertiliser le sol, 2021

Sur les terres cultivées en semis direct, le mode d’appli-cation des engrais revêt une grande importance quant à leur efficience. Des engrais granulés épandus en surface peuvent être l’objet de pertes par volatilisation, ruisselle-ment, érosion; ils peuvent aussi stimuler la décomposi-tion du couvert végétal ou être adsorbés par des résidus végétaux en surface. On peut y suppléer par le placement dans le sol d’une fumure starter ou d’un complément en cours de végétation.Généralement, les sols sont froids et humides au prin-temps et en automne, ce qui réduit la minéralisation de la matière organique et immobilise le P. En conditions de semis direct, le P et le N des engrais placés dans le sol lors du semis sont plus disponibles pour les plantes. Plus les nutriments sont déposés près des semences, plus leur assimilation est rapide et leur efficience en est amé-liorée. Il s’ensuit des effets positifs sur le développement des racines, sur la croissance initiale des plantes et sur le rendement. Il y a cependant un risque de toxicité sur les germes si les concentrations sont trop élevées près des semences. Il s’agit de trouver un optimum entre la

Non-perturbation du sol

Le semis direct requiert un placement des engrais dans le sol. Ce faisant, on prévient les pertes de fertilisants et on en améliore l’efficience.

quantité d’engrais et la distance du dépôt par rapport aux semences.Du P soluble à l’eau facilement assimilable et en quantité suffisante stimule le développement juvénile des plantes. Un engrais starter à base de P peut s’avérer efficace sur le rendement même si le sol est suffisamment pourvu en cet élément. Un engrais starter à base de N n’est pas recommandé pour les semis d’automne; les risques de lixiviation par les pluies hivernales sont trop élevés.Le placement d’engrais starter requiert un équipement adéquat pour les semoirs monograines; il est aussi pos-sible d’adapter les semoirs en ligne. Trois façons de pla-cer l’engrais sont possibles: en surface au-dessus de la ligne de semis, sous la ligne de semis et décalé, ou dans le même sillon que la semence (graphique). Selon le soc de semis, on recourt à des socs à un ou deux disques, des socs à dents ou des socs guillotine pour localiser l’engrais. Quel que soit le type d’équipement, l’important est de placer les granulés ou le liquide de manière pré-cise en perturbant le moins de terre possible.


La couverture du sol influence la dynamique des tempé-ratures et, par conséquent la vitesse de minéralisation de N au printemps et en automne. La nature du sol participe à cette dynamique: les sols lourds et argileux se réchauf-fent lentement tandis que les sols légers, sablonneux ou humifères se réchauffent rapidement. A côté de cela, la teinte du sol, l’humidité et l’importance de la couverture du sol jouent aussi un rôle sur la température: une couche foncée, sèche et mince permet un réchauffement plus rapide qu’une claire, humide et épaisse.Une dynamique des températures ralentie dans un sol au repos avec couverture permanente fait retarder les se-mis de printemps et avancer les semis d’automne, ceci d’environ 10 jours. Cependant, une fumure N de printemps renforcée et bien placée peut compenser le manque de minéralisation.Les quantités de N par ha résultent des besoins de la culture, de la minéralisation de N dans le sol et du rap-port C/N de la couverture du sol. Ce dernier paramètre définit la vitesse de décomposition. Une couverture for-mée d’un matériau lignifié riche en C bloque l’azote épandu en surface et, en même temps, cet azote accélère la dé-

Couverture du sol

La fumure N doit être adaptée à la couverture du sol, celle-ci pouvant en influencer la disponibilité. Mais l’azote facilite aussi la décomposition de la couverture végétale.

composition des résidus végétaux. Pour échapper à cette situation contradictoire, le placement de l’engrais dans le sol est recommandé.Tous les résidus végétaux constituent une source d’élé-ments nutritifs dans le sol; leur décomposition par voie microbienne les met à la portée des plantes. Ainsi, l’aug-mentation du stock de matière organique accroît le po-tentiel de cette source d’azote du sol, diminuant ainsi les besoins en engrais azotés à importer.La capacité de rétention en eau de la couche supérieure du sol est déterminée entre autres par sa teneur en ma-tières organiques. Parallèlement, la couverture du sol et l’humidité influencent la quantité de matières organiques ainsi que l’activité microbienne. Une couverture perma-nente du sol le protège du dessèchement et sauvegarde l’activité microbienne qui dégage en continu des nutri-ments disponibles. Il faut à tout prix éviter des erreurs de gestion des cultures qui entraînent la stagnation d’eaux de surface avec pour conséquence l’inhibition de la dis-ponibilité des éléments nutritifs.

Retard de développement d’un maïs en semis direct (au premier plan) à cause d’une épaisse couverture du sol par du seigle à faucher en vert lignifié, comparé au sol non couvert (au second plan). Photo: Dominique Flury


Des rotations longues avec des cultures appartenant à différentes familles botaniques permettent, par leurs be-soins spécifiques en nutriments, d’éviter un déséquilibre tant par des excès de prélèvements que par l’enrichisse-ment du sol. Les légumineuses intégrées dans la rotation (cultures, sous-semis et engrais verts) fixent l’azote de l’air par les rhizobiums qui colonisent leurs racines.Les mélanges pour engrais verts composés d’espèces que l’on ne rencontre pas dans les rotations (phacélie, sarrasin, lin) s’approprient les éléments nutritifs que les plantes cultivées ne peuvent pas atteindre. L’enracine-ment permanent favorise les mycorhizes et assure l’ap-provisionnement des plantes cultivées en eau et en nu-triments tout au long de la rotation. Ceci contribue à la réalisation d’un cycle fermé des éléments nutritifs, en particulier N et S, grâce à un choix ciblé des espèces (voir SNT-Guide II). Des engrais verts hivernants permettent de réduire les pertes de nutriments au cours de l’hiver.

Diversité des espèces végétales Une subtile combinaison d’espèces végétales tout au long de la rotation des cultures permet de conserver les éléments nutritifs dans le sol et d’éviter leur fuite dans les eaux.

Les éléments mentionnés plus haut doivent guider le mode de gestion de la fumure. Les éléments majeurs P, K, Mg et Ca n’ont plus besoin d’être adaptés spécifique-ment aux besoins de chaque culture. Les plantes vont s’approvisionner en puisant dans le pool des réserves du sol. Ce dernier sera approvisionné prioritairement par des engrais organiques, ce qui permet de réduire l’utilisation d’engrais minéraux.Un approvisionnement équilibré en nutriments favorise une croissance homogène des cultures et celles-ci ré-sistent mieux aux organismes nuisibles. De plus, le ni-veau de fertilité du sol va à l’inverse de la composition botanique des adventices: certaines plantes indicatrices dominantes révèlent un déséquilibre qui peut être corrigé par la fumure.

Analyses de sol

Les analyses de sol sont la base d’une fumure de fond adaptée aux besoins. La fréquence des analyses dépend de l’évolution de l’état de fertilité du sol: si les rende-ments sont régulièrement bons et les teneurs en élé-ments nutritifs sont suffisantes et équilibrées, un prélè-vement tous les 10 ans suffit. En revanche, si des me-sures correctrices doivent être prises, un contrôle tous les 3 à 5 ans est recommandé. En plus des analyses de routine, certains paramètres complémentaires permettent de vérifier l’adéquation des pratiques: état de fertilité, pH, teneur en matière organique, capacité d’échange des cations et saturation des bases.La valeur d’une analyse de sol dépend avant tout de la représentativité de l’échantillonnage. Il faut au-moins 20 prélèvements par unité de surface homogène pour consti-tuer un échantillon à bien mélanger. Ne pas sonder les bords de parcelle ni les zones non représentatives. Pour un bon suivi des analyses de sol, il est judicieux de conserver un plan de prélèvement. La profondeur ainsi que la date de prélèvement font partie des prescriptions

de base. La granulométrie et la teneur en matière orga-nique doivent être déterminées par analyse; les tests tactiles sont trop imprécis.

Fumure starter pop-up

En complément de la fumure starter au semis, la fumure starter pop-up a pour but la stimulation d’un développe-ment précoce des racines. Ainsi , les jeunes plantes peuvent plus facilement surmonter les diff icultés de croissance inhérentes au semis direct.Pour ce faire, on injecte de petites quantités de N et de P dans le sillon, généralement sous forme liquide, plus précise à doser que les granulés. Le système est cepen-dant délicat à cause du risque de brûlures sur les germes (N, K, S). Il faut veiller à ce que l’indice de salinité de la solution soit aussi bas que possible et que le sol soit suffisamment humide. Les doses recommandées sont de 3 – 5 kg de N ammoniacal et 10 – 15 kg de phosphate par hectare. En cas de nécessité, l’apport peut être com-plété par du potassium, du soufre ou du zinc.


Comment êtes-vous entré en contact avec l’agriculture de conservation?M.G. La problématique des nitrates dans les nappes phréa-tiques de l’Oberargau BE ainsi que les problèmes d’érosion constatés sur mes propres terres ouvertes m’ont incité as-sez tôt à m’intéresser au semis direct. Au cours des an-nées 90 déjà, nous avons mis en œuvre cette technique dans le cadre des projets nitrates du Service spécialisé Sols du canton de Berne. Ce fut le début de ma conver-sion au semis direct. A cette époque, l’objectif était de dif-fuser largement le semis direct dans le canton de Berne. Au début, les connaissances techniques manquaient et je me suis engagé comme membre fondateur de la Société du semis direct MIGAMO qui a pratiqué le semis direct en tant qu’entreprise de travaux agricoles dans l’Emmental et l’Oberargau.

A quels points faut-il veiller concernant la stratégie de fumure lors de la conversion à l’agriculture de conservation?

M.G. La fertilité du sol, considérée comme un tout, est plus importante pour la croissance des plantes que la fumure spécifique à chaque culture. Au moment de la conversion, l’état du sol est déterminant. Pour débuter, je recommande

de passer par le semis sous litière pour préparer le sol en améliorant sa porosité. Le sol révèle, par l’aspect des cultures, les erreurs d’exploitation commises. Les cas les plus typiques se rencontrent sur sols détrempés ou situa-tions peu ensoleillées. En phase de conversion, la conduite des cultures doit être adaptée, notamment la répartition de la fumure azotée. La minéralisation de la matière organique au printemps étant plus lente, le premier apport d’azote doit être avancé et lé-gèrement renforcé. Le second apport coïncidant avec une minéralisation devenue active, il peut être réduit. La quan-tité totale est inchangée et correspond aux besoins de la culture .

Comment les éléments nutritifs contenus dans les engrais de ferme peuvent-ils être intégrés dans le système?

M.G. L’utilisation du purin peut être intégrée sans problème au concept d’agriculture de conservation. Les mesures d’adaptation sont mineures (voir SNT-Guide III). Le fumier doit être apporté au sol pour son entretien et celui de l’ac-tivité biologique. La mise en valeur du fumier dépend du système de stabulation, de son stockage, de son condi-tionnement ainsi que de l’organisation de l’exploitation. Les apports doivent répondre aux besoins de la vie du sol.Le fumier épandu à la surface du sol subit des pertes d’élé-ments fertilisants par volatilisation. Pour contourner cet inconvénient, il est recommandé de l’épandre sur un sol biologiquement actif qui va par lui-même «l’incorporer». Malgré tout, une légère incorporation au sol (éventuelle-ment avec une herse étrille) permettrait de mettre l’ammo-nium en contact avec les particules d’argile et ainsi réduire les pertes d’azote.

Comment peut-on obtenir des informations fiables sur l’état de fertilité du sol?

M.G. Les analyses de sol selon les prescriptions des pres-tations écologiques requises (PER) sont per tinentes.

Expériences pratiques

Interview de Markus GammeterMarkus Gammeter exploite un domaine comprenant des grandes cultures, des herbages et des herbes aromatiques. Par sa longue expérience de conseiller technique à l’INFORAMA de Waldhof dans le secteur fumure et bilan des éléments fertilisants, il considère l’interaction sol-fumure comme un tout.

«Sens ton sol avec les mains.»

Mauve sylvestre destinée à la production de Ricola Photo: Markus Gammeter


Elles ne sont cependant qu’une approche de la réalité. Les informations sur la solubilité et la disponibilité des élé-ments fertilisants sont difficiles à interpréter et pour une part encore trop peu explorées.Une observation attentive de l’état des cultures et du sol fournit à l’exploitant des indices utiles quant à l’état de fer-tilité. La rotation des cultures et les techniques culturales doivent être prises en compte. Dans la pratique, on peut faire des observations utiles tout en sondant le sol pour les analyses de laboratoire. Il faut «sentir le sol avec les mains.»

Comment améliorer l’efficience des éléments nutritifs en agriculture de conservation?

M.G. Des cultures et des variétés adaptées aux condi-tions locales fournissent déjà de bonnes bases à cette ef-ficience. Les conditions de sol déterminent la disponibilité des nutriments et constituent le facteur limitant du poten-tiel de rendement.Des cultures maladives et un mauvais état du sol réduisent l’efficience des engrais. Prudence avec les fongicides: ils maintiennent les cultures en bonne santé mais exercent un effet négatif sur l’activité biologique du sol et diminuent par conséquent l’efficience des éléments nutritifs.De plus, tant la forme que la quantité des engrais épandus influencent leur efficience.

Quelle influence ont la non-perturbation du sol et la couverture du sol sur la lixiviation des nitrates?

M.G. La lixiviation des nitrates dépend beaucoup de la structure du sol. Pendant la période de repos, la vie du sol agit sur la structure par tout un réseau de macropores et de micropores facilitant l’infiltration de l’eau de pluie. Les nu-triments sont cependant fixés dans la matrice du sol et ain-si ne se perdent pas dans les couches profondes.La couverture permanente du sol et le résau racinaire important sont une protection contre l ’évaporation et agissent sur l’activité biologique par régulation de la tem-pérature. Une bonne activité biologique entretient un taux de minéralisation soutenu; ainsi, pas besoin de doses éle-vées d’azote qui risqueraient d’être exposées aux dangers de lixiviation.

Où voyez-vous un besoin ou un potentiel de développe-ment en matière de stratégie de fumure?

M.G. Le potentiel se situe prioritairement dans une utilisa-tion conséquente des engrais minéraux et des engrais de ferme. En bref: la bonne quantité au bon moment.De plus, je vois un potentiel d’amélioration de la libération des éléments nutritifs du sol qui accroîtrait la fertilité ap-parente de celui-ci.Par ailleurs, il y a un besoin de développement en ma-tière de recyclage des nutriments de la société. C’est un compartiment problématique pour lequel je suis momen-

tanément réservé. L’épuration des eaux usées pour en éliminer les pro-duits indésirables issus des produits de net toyage , des médicaments , etc. nécessite encore d’importants développements.

Vos recommandations aux agricul-teurs et agricultrices pour la fumure en agriculture de conservation?

M.G. Il faut bien connaître et recon-naî tre la valeur des engrais orga-niques. Ce type d’engrais doit être uti-lisé en priorité mais à doses mesurées et régulières. Il faut être prudent en cas de fumure basée uniquement sur des engrais minéraux.A long terme, la gestion de la fumure doit tenir compte de la vie du sol afin que ce «moteur»» tourne toujours bien rond.

«Engrais organiques à utiliser à doses modérées mais régulières.»

Epautre en semis direct à la pente avec écartement large des lignes de semis. Photo: Markus Gammeter

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Influence du semis direct et du labour sur la répartition verticale du carbone organique (Corg), de l’azote (Ntot) et du taux d’acidité (pH) dans le sol

Parcelle de suivi à long terme «Oberacker», Zollikofen BE (adapté d’après Martinez et al. 2016)

Semis direct

Corg(g/kg) Ntot(g/kg)

Prof

onde

ur (c

m)

0 5 10 15 20 25 0 1 2 30

10

20

30

40

50

pH [CaCI2]

4.5 5.0 5.5 6.0 6.5

Labour

SNT-Guide V: Fertiliser le sol, 2021

Dans l ’agriculture de conservation, la fer tilité du sol occupe une place centrale. Elle dépend de différents facteurs naturellement spécifiques au site mais aussi des implications humaines; les principaux paramètres sont: la profondeur utile, le comportement thermique, la circulation de l’eau et de l’air, la texture, la structure, la dynamique de l’eau et des nutriments, le pH et l’activité biologique. De plus, une teneur en éléments nutritifs équilibrée, substances organiques incluses, constitue un élément central de la fertilité du sol.La métabolisation régulière de la matière organique pro-venant des engrais de ferme, des résidus végétaux et des exsudats racinaires alimente un important et constant pool de nutriments. Ceci permet de limiter les apports d’engrais car les plantes peuvent s’approvisionner d’abord dans le pool du sol.Une activité biologique intense accroît l’efficience de la fumure minérale car les engrais doivent être tout d’abord solubilisés par les microorganismes (exception: la fumure foliaire). La granulométrie du sol joue aussi un rôle dans la mise à disposition des nutriments par l’intermédiaire de l’économie de l’eau. Les interactions entre le sol, l’eau, les microorganismes et les racines sont la clé de la nu-trition des plantes.

Dans le contexte de l’agriculture de conservation, la pra-tique du semis direct fait que, sur la durée, la répartition verticale des éléments nutritifs dans le sol s’approche de celle d’une prairie permanente. La couche supérieure s’en-richit en carbone organique (Corg) favorisant une activité biologique intense. Combinée au repos du sol, cet enri-chissement en Corg est parallèle à la concentration de N, P, K et Mg dans la couche de 0 – 10 cm avec une dimi-nution de la disponibilité de ces éléments dans la couche 20 – 30 cm (voir graphique).Comparée à la répartition verticale des nutriments en se-mis direct, le pH présente une image différente (voir gra-phique): dans la couche supérieure, les échanges d’ions entre l’argile et les racines ainsi que l’effet acidifiant des engrais font baisser le pH, ce qui modifie la disponibilité des nutriments. Si le pH descend au-dessous de 6,5 il y a lieu de procéder à un chaulage d’entretien régulier ou d’utiliser des engrais contenant de la chaux pour contrer cet effet. En partant des systèmes culturaux classiques (labour), ces faits justifient les adaptations de la stratégie de fu-mure à la technique du semis direct.

La fertilité du sol en agriculture de conservation

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