Fertilité et résilience des sols : comment rendre son sol plus fertile et plus résilient ?

Amélioration de la fertilité du sol : la fertilisation de fond, un investissement incontournable

La fertilisation de fond (P, K, Mg…) est essentielle pour complémenter la plante vis-à-vis de ses besoins non satisfaits par le sol. Outre l’azote, le phosphore et le potassium sont des éléments indispensables que la plante puise dans le sol. Chaque nutriment est important et remplit des fonctions diverses dans le métabolisme de la plante. Ces nutriments sont absorbés en diverses quantités en fonction de la culture et du rendement. Par exemple, un colza est très exigeant en phosphore mais moins en potassium. À la différence de la fertilisation azotée, qui se raisonne à l’échelle d’une campagne, la fertilisation de fond doit s’appréhender sur le long terme, à l’échelle de la rotation. Les exportations et les exigences de chaque culture présente dans la rotation sont des critères importants dans le raisonnement de la fertilisation de fond.

Baisse de la fertilité des sols : un constat alarmant

Avec la flambée des prix des intrants, ces dernières années, on constate une chute brutale (–79 % en 30 ans) de la consommation des engrais minéraux sur la ferme France. Si on se réfère aux rendements moyens, les apports de phosphore et de potasse minérale ne compensent même plus les exportations des cultures (même en tenant compte des amendements organiques).

Conséquence : un appauvrissement des sols inéluctable, comme le démontre l’état des lieux des teneurs en P, K, Mg des sols entre 2012 et 2022 (fig. 1) et des effets sur le rendement et/ou la qualité des récoltes, qui commencent à se faire sentir sur certaines parcelles. 

Gestion de la fertilité des sols : comment faire face au double défi économique et agronomique ?

Face à la multiplication des aléas climatiques qui fragilisent la résilience des cultures, d’une part, et face à l’exigence de gestion des charges, d’autre part, la stratégie de fertilisation doit viser à (re)trouver ou maintenir un sol fertile, c’est-à-dire un sol qui contiendra tous les principaux éléments minéraux nécessaires à la nutrition des plantes (l’azote, le phosphore et le potassium en premier lieu, mais également le calcium, le magnésium, le soufre, le fer, le zinc, le cuivre, le bore, le molybdène, le nickel…). Une stratégie à raisonner sur le long terme en s’appuyant sur l’ensemble des fertilités du sol, qui se définit à partir de trois composantes (fig. 2).

La fertilité physique d’un sol est principalement définie par son état structural, sa profondeur d’enracinement potentiel et sa capacité de rétention hydrique. Ces caractéristiques sont cruciales pour fournir aux plantes l’eau et les nutriments nécessaires, tout en favorisant un développement racinaire optimal. Elle se mesure par l’intermédiaire de plusieurs tests comme le test bêche, le miniprofil 3D ou encore au travers d’une fosse pédologique.

La fertilité chimique, la plus connue, prend en compte la réserve et la disponibilité des éléments minéraux (azote, phosphore, potassium, oligo-éléments), le statut acido-basique du sol, ainsi que les niveaux des principaux oligo-éléments (B, Mn, Cu, Zn). Elle se mesure au travers des analyses de sol classiques.

La fertilité biologique se réfère à la capacité d’un sol à soutenir une activité biologique bénéfique, favorisant le recyclage des nutriments, la transformation des matières organiques, le maintien de sa structure et la régulation des bioagresseurs. Cette composante est étroitement liée à la quantité et à la qualité des matières organiques présentes dans le sol. Elle est en partie mesurable par l’analyse de fractionnement de la matière organique.

Ces trois aspects de la fertilité des sols sont interconnectés. La matière organique apparaît comme le catalyseur de ces interconnexions. Par exemple, la décomposition microbienne des matières organiques fraîches (pailles, couverts restitués) – le phénomène de minéralisation – peut temporairement améliorer la stabilité structurale du sol et, inversement, un défaut de structure peut limiter l’activité microbienne (fig. 3).

Une stratégie de fertilisation durable et performante des sols doit considérer les apports de matière organique comme le pilier essentiel et complémenter par des apports de minéraux ciblés.

L’augmentation de la matière organique est possible au travers de plusieurs leviers : 

• implantation de couvert agronomique (objectif 3 TMS/ha
  minimum) ;
• utilisation d’amendement organique (vinasse, fumier, digestat,
  compost…) ;
• restitution des résidus de cultures au sol.
  
   

Améliorer la fertilité des sols : la matière organique? NON, les matières organiques !

Comment mesurer la fertilité d'un sol ?

Pour piloter les apports de matière organique (MO) et faire progresser la fertilité de son sol, il faut des indicateurs mesurables et interprétables pour la qualifier et pas simplement la quantifier. Généralement, nous parlons de la MO totale. Cependant, il existe dans le sol deux matières organiques distinctes (MO libre et MO liée), ayant des fonctions diverses. L’équilibre de ces fractions est essentiel au fonctionnement du sol.

Quelles sont les caractéristiques d'un sol fertile ?  

Dans l’idéal, la MO libre doit représenter 20 % de la MO totale.
Le rôle de cette fraction est de nourrir les micro-organismes qui minéralisent les éléments nutritifs. C’est le carburant du sol.

En parallèle, nous trouvons la MO liée, dont le ratio idéal est de l’ordre de 80 %. Le rôle de cette MO est d’améliorer la structure, la réserve hydrique et la capacité d’échange cationique (CEC). Cette fraction est en revanche moins minéralisable, donc moins fertilisante. C’est une réserve de fertilité globale sur le long terme.

Un déséquilibre important engendre des conséquences sur la fertilité des sols et, in fine, sur la productivité. Par exemple, un ratio de 10 % de MO libre et de 90 % de MO liée provoque une perte de fertilité puisque les micro-organismes n’ont pas suffisamment d’énergie à disposition pour remplir leur rôle. Dans ce cas, le sol perd une grande partie de son pouvoir de mise à disposition des nutriments pour les plantes (fig. 4).

Comment se forme un sol fertile ?

Dans cet objectif d’équilibre entre les MO, la mesure de l’indice de stabilité de la matière organique (ISMO) des produits utilisés devient essentielle. L’ISMO caractérise la MO d’un produit. Cet indicateur est important pour savoir quel produit utiliser en fonction de l’équilibre entre la fraction liée et la fraction libre (fig. 5).

Lorsque l’ISMO est inférieur à 50 %, la MO est peu stable, elle se minéralise vite sous l’action des micro-organismes : l’effet fertilisant est immédiat mais peu durable. À l’inverse, un ISMO supérieur à 50 % indique que la MO reste présente dans le sol sous forme d’humus : une fertilisation moins directe mais plus « amendante » et sur le long terme.

Il faut également noter que les amendements présentant des ISMO élevés (>70 %) sont généralement moins riches en éléments fertilisants. En revanche, leur teneur en MO, notamment MO liée, est plus élevée.
 

À retenir : aucun produit n’est mauvais ; il est néanmoins important d’apprendre à bien les utiliser. Le sol a besoin d’une ration équilibrée. C’est la diversification des apports minéraux et organiques et la mise en place d’indicateurs réguliers qui garantiront un bon fonctionnement du sol et, donc, une fertilité durable, résiliente et productive des sols.