INTRODUCTION

Le potentiel de dégradation des sols demeure une menace constante pour la résilience et la durabilité des écosystèmes agricoles et naturels. Lorsque le sol est dégradé, sa santé l’est aussi. Les efforts visant à améliorer ou à maintenir la santé des sols profiteront non seulement aux producteurs agricoles ou aux gestionnaires des terres, mais également à l’environnement ̶ une situation avantageuse pour tous, car des sols sains améliorent les services écosystémiques (Tableau 15.1). En lisant ce chapitre, vous découvrirez l’histoire et la définition du concept de « santé des sols », comment elle est liée aux services écosystémiques du sol et comment elle est mesurée puis interprétée. Nous détaillerons une série de pratiques et d’actions permettant l’amélioration et la gestion de la santé des sols les pratiques « 6C »  (Figure 15.1). Ces pratiques sont appelées « 6C » parce qu’elles commencent par la lettre C, mettant ainsi en valeur l’importance du carbone du sol et son influence sur la santé des sols. Ici, vous découvrirez chacune des pratiques « 6C » et comment elles influencent la santé des sols. Vous constaterez rapidement que le concept de santé des sols reprend majoritairement des éléments que vous avez vu lors des derniers chapitres de ce livre. De plus, le concept des « 6C » vous montrera des options de gestion accessibles que vous pourrez appliquer au champ, dans votre jardin ou dans votre cours arrière afin d’améliorer la santé du sol et la productivité des plantes.

L’IMPORTANCE DE LA SANTÉ DES SOLS EST RECONNUE DEPUIS LONGTEMP

Les sols du Canada sont jeunes, s’étant développés au cours des quelques 10 000 années qui se sont écoulées depuis le retrait des derniers glaciers (voir le Chapter 2). La société a bénéficié de la fertilité inhérente à ces jeunes sols, encore relativement riches en éléments nutritifs et en matière organique, qui parsèment nos paysages actuels. Pourtant, les agriculteurs et les gestionnaires des terres canadiennes ont dû garder un œil attentif sur la façon dont les activités anthropiques ont dégradé les sols au cours des décennies et des siècles qui ont suivi le défrichement à grande échelle des forêts et des prairies naturelles pour l’utilisation et l’extraction des ressources. Nous avons dû réagir en adaptant les nouvelles technologies et les stratégies de gestion les mieux adaptées aux conditions climatiques et pédologiques spécifiques à un emplacement géographique donné, afin que les fonctions et la capacité du sol à fournir des services écosystémiques soient maintenues – c’est-à-dire afin que le sol soit en santé.

Dans des écrits datant de milliers d’années, on trouve des traces du concept de santé du sol et de la conscience que les actions humaines affectent les fonctions du sol. Au Canada, ces documents écrits ne sont pas si anciens, mais les peuples et les sociétés autochtones qui ont prospéré ici étaient conscients du rôle central des sols dans le maintien de leurs moyens de subsistance. Avant la colonisation européenne, les peuples autochtones géraient le paysage de multiples façons afin de répondre à leurs besoins et d’assurer leur approvisionnement alimentaire, ce qui influençait directement et indirectement les propriétés et les fonctions du sol.

Par exemple, avant la colonisation européenne, l’agriculture était présente dans la région des Grands Lacs, où les Haudenosaunee ont implanté les premiers systèmes de cultures intercalaires du Canada en plantant ensemble des courges, du maïs et des haricots. Par le mélange de ces plantes à physiologies complémentaires, cette pratique aide à soutenir la productivité des cultures en assurant une bonne utilisation des nutriments du sol et met l’accent sur la réciprocité entre les humains et le sol : on prélève du sol, mais on lui redonne également. Des siècles plus tard, l’utilisation de cultures intercalaires est considérée comme une stratégie ré-émergente d’amélioration de la santé des sols ̶ et représente un exemple de la façon dont la diversification des cultures favorise la santé des sols. L’interdépendance entre les humains, les sols et les plantes s’étend également aux animaux. Le bison a joué un rôle central dans la formation des écosystèmes des prairies canadiennes. Dans ces paysages, les peuples autochtones pratiquaient le brûlage dirigé pour contrôler les espèces ligneuses tout en maintenant une végétation appétente pour les bisons (Savage, 2011). Sans l’influence humaine sur ces interactions animaux-plantes-sol, l’étendue géographique des sols de prairies riches en matière organique, les chernozems (voir le chapitre 10), qui soutiennent l’agriculture des prairies canadiennes, existerait-elle telle que nous la connaissons aujourd’hui?

Matière à réflexion!

Kirsten Kurtz, responsable du laboratoire sur la santé des sols de Cornell (Cornell Soil Health), présente une affiche de la peinture “Three Sisters in Soil” (à gauche) réalisée par Kurtz et des étudiants, en utilisant uniquement des sols. Cette peinture a remporté le premier concours mondial de peinture avec des sols de l’Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO) pour honorer la Journée mondiale du sol (5 décembre). Notez les paniers de maïs, de haricots et de courges (les trois principales cultures agricoles de divers groupes autochtones d’Amérique du Nord) et la multitude de couleurs, toutes dérivées du sol. Qui aurait cru que le sol pouvait être si coloré?

Dans la méthode de plantation des Trois Soeurs, les trois cultures bénéficient les unes des autres. Le maïs fournit une structure permettant aux haricots de grimper, éliminant ainsi le besoin de tuteurs. Les haricots fournissent l’azote au sol et la courge se répand sur le sol, bloquant la lumière du soleil et empêchant ainsi l’établissement de mauvaises herbes.

Pour plus d’informations, voir : https://blogs.cornell.edu/hort/2018/01/12/three-sisters-in-soil-wins-global-soil-painting-competition/

DÉFINIR LA SANTÉ DES SOLS

Aujourd’hui, les termes qualité et santé des sols sont couramment utilisés comme synonymes, on les distingue principalement par préférence plutôt que par leur signification. La définition la plus citée est celle de Doran et al. (1996) – la santé/qualité du sol est la capacité d’un sol à fonctionner au sein des écosystèmes et dans le cadre d’une utilisation des terres donnée pour soutenir : (i) la productivité biologique, (ii) la qualité de l’environnement et (iii) la santé des plantes et des animaux (y compris des humains). En ce sens, elle invoque le lien entre les fonctions et les services écosystémiques du sol (Bünemann et al.  2018). Les fonctions du sol représentent « ce que fait le sol » ou « comment le sol se comporte », plutôt que de le décrire. Les fonctions du sol sont des ensembles d’attributs et de processus, qui ensemble jouent un rôle. La capacité du sol à fonctionner correctement détermine sa capacité à fournir des services écosystémiques. Les services écosystémiques, dont beaucoup sont fournis directement et indirectement par les sols, soutiennent la survie et la qualité de toute vie (tableau 15.1, figure 15.2). Compte tenu de la relation complexe entre les sols et les services écosystémiques, il n’est pas surprenant qu’il soit si difficile de définir clairement un sol en santé. Aucune mesure unique du sol ne quantifie la santé du sol; celle-ci doit plutôt être déduite d’une multitude d’attributs, de processus et du contexte dans lequel se trouve le sol.

Table 15.1. Relations simplifiées entre un sol fonctionnel et en bonne santé, et les services écosystémiques avec des exemples d’indicateurs de la santé des sols

MESURE ET INTERPRÉTATION DE LA SANTÉ DES SOLS

La recherche sur la santé des sols s’est considérablement développée au cours des trois dernières décennies (Figure 15.3), et avec les connaissances vient la mise en pratique. Cet ensemble de connaissances a largement alimenté l’intérêt pour la santé des sols et l’usage de tests par les agriculteurs, agricultrices et gestionnaires des terres à travers le monde. Nous utilisons maintenant des tests de santé des sols pour comparer et mesurer la santé des sols, lors de la mise en œuvre de nouvelles pratiques visant à améliorer la résilience de l’agriculture, des écosystèmes et des sols. Cependant, les mesures de la santé des sols varient considérablement et aucun consensus n’existe à l’échelle mondiale. Une multitude d’approches, simples et spécifiques, ou multiformes et complexes, existent pour surveiller et décrypter l’état de santé d’un sol (Figure 15.4). Les approches sont choisies en fonction de la facilité d’échantillonnage, des critères de mesure, des installations disponibles dans les laboratoires d’analyse, de la fiabilité et du coût. Quelles que soient les différences, une seule règle empirique s’applique : pour qu’un test de santé du sol soit valide, il doit cibler une fonction du sol ou un service écosystémique spécifique et pertinent.

Évaluations visuelles

L’éducation sur les sols est d’une grande valeur et l’évaluation visuelle des indicateurs de santé des sols offre une belle opportunité d’apprentissage. L’évaluation d’indicateurs qualitatifs sur le terrain peut fournir des expériences d’apprentissage et promouvoir la communication entre les producteurs ou les gestionnaires des terres et les spécialistes. Porter une attention particulière au sol par le biais d’évaluations visuelles fréquentes est un élément clé de la planification et du raffinement de la gestion des terres.

Dans les champs, les évaluations visuelles du sol nécessitent généralement peu de temps (moins d’une heure), un minimum d’outils (une bêche ou une pelle et de l’eau) et offrent des résultats immédiats. On peut dire que les évaluations visuelles de la santé des sols se concentrent principalement sur le sol de surface (à moins que des fosses ne soient creusées pour une évaluation du profil) et sur les attributs physiques, par rapport aux attributs biologiques et chimiques. Par exemple, en examinant visuellement un échantillon de sol, on peut évaluer grossièrement la texture, l’agrégation, la structure, la compaction et l’infiltration de l’eau dans le sol ̶ toutes des composantes physiques du sol. Avec un peu plus d’effort et un accès à des outils simples, des évaluations visuelles de la chimie (pH du sol) et la biologie (respiration, comptage des vers de terre) peuvent être faites. Certains praticiens utilisent des cartes de référence pour examiner la couleur du sol, combinent les évaluations visuelles avec l’odorat ou regardent leurs échantillons de sol au microscope. Le montage photo ci-dessous montre des évaluations visuelles reposant sur le changement de couleur (Figure 15.4A et 15.4B) et les connaissances des experts (Figure 15.4C).

Des fiches d’évaluation ont été développées comme outil simple pour guider les observations du sol, des plantes, de l’eau et des animaux lors d’une évaluation visuelle de la santé d’un sol. Certaines fiches d’évaluation fournissent également une clé visuelle pour aider à minimiser les biais d’interprétation par les personnes n’ayant pas d’expertise en sciences du sol.

Toutes les évaluations visuelles des sols ne sont pas aussi simples sur le plan technologique  ̶ les pédologues utilisent aussi le synchrotron ou la tomographie axiale informatisée (TAI) comme technique d’évaluation visuelle. Les scanners TAI utilisés en médecine sont aussi utilisés dans le sol pour en mesurer la porosité, la connectivité et la formation de croûtes.

Malgré les avantages de l’examen visuel du sol, la plupart des évaluations visuelles ne peuvent à elles seules évaluer le degré de performance des services écosystémiques du sol, sauf éventuellement le contrôle de l’érosion, que l’on peut déduire des caractéristiques physiques du sol. De ce fait, la combinaison des évaluations visuelles du sol avec d’autres techniques d’analyse permet de déterminer l’état de santé du sol de manière plus précise.

Tests d’évaluation de la santé des sols

Les tests analytiques offrent des informations plus précises que les examens visuels sur les piliers physiques, chimiques et biologiques de la santé du sol. Une liste d’attributs des sols pour chacun des trois piliers (dont la plupart ont été abordés dans les Chapter 4, Chapter 5, and Chapter 6) qui sont mesurés par le biais d’approches analytiques en laboratoire est détaillée dans la figure 15.5. La réalisation d’analyses de sol peut être utile pour planifier la gestion : par exemple, de nombreux laboratoires certifiés recommandent des apports d’engrais en fonction des niveaux d’éléments nutritifs des sols et des objectifs de rendement des producteurs agricoles.

Les tests de santé du sol actuellement disponibles sur le marché offrent un aperçu d’un ou plusieurs attributs du sol (Tableau 15.2). Ces tests commerciaux sont souvent axés sur la biologie ou la chimie et donnent une valeur quantitative pour un ou plusieurs attributs du sol spécifiques. Ils peuvent donc être utiles pour surveiller des tendances dans le temps et comparer plusieurs sites. Il est préférable de prendre en compte les trois piliers pour une interprétation holistique de l’état de santé d’un sol. Néanmoins, il faut reconnaître que la prise en compte d’un grand nombre d’attributs peut augmenter la complexité des relations entre les indicateurs, compliquant l’interprétation des résultats et par conséquent, les recommandations de gestion. Idéalement, les données sur les attributs du sol doivent être liées à la fonction du sol et à la performance des services écosystémiques pour comprendre la santé du sol de manière plus significative.

Table 15.2. Indicateurs inclus dans divers tests d’évaluation de la santé des sols. Quels indicateurs votre évaluation de santé des sols devrait-il inclure?

Pointage (scores) intégrés des tests d’évaluation de la santé des sols

Pour être utiles, les indicateurs de santé des sols doivent être clairement interprétés et dans l’idéal, être exprimés par rapport à des valeurs de référence. Les valeurs de référence pour les attributs du sol peuvent provenir d’un sol non perturbé (non affecté par l’activité anthropique  ̶ qui peut être difficile à trouver, ou qui ne reflète pas le fonctionnement optimal du sol) ou d’un sol avec une productivité primaire et des performances environnementales supérieures. Dans le cadre de la notation, les indicateurs de santé des sols sur un site donné peuvent être comparés soit à un sol de référence, ou à la fréquence de distribution statistique de l’indicateur donné (Figure 15.6), à partir de divers échantillons provenant de régions ou d’utilisation des terres comparables.

Une notation des sols basée sur une approche à multiples facettes implique l’établissement de fonctions de notation non linéaires standardisées ayant trois formes générales (Figure 15.6) et représentant des indicateurs pour lesquels : (i) plus il y en a, mieux c’est (par exemple, la matière organique du sol), (ii) ni trop ni trop peu (par exemple, les nutriments, le pH), et (iii) moins il y en a, mieux c’est (par exemple, la salinité). La forme de la courbe pour chaque indicateur de sol est validée par l’avis d’experts et/ou par la littérature. Chaque valeur d’attribut de sol est transformée en un score relatif en fonction de sa position sur la courbe de notation, dérivée de la fréquence de distribution pour une région ou une utilisation des terres spécifique. Ainsi, lorsque les courbes de notation sont basées sur des ensembles de données régionales  ̶ comme l’Évaluation Globale de la Santé des Sol (CASH) de l’Université Cornell, les scores obtenus (de 0 à 100) indiquent le classement par rapport à cette région en particulier. Lors de l’intégration des scores des nombreux attributs du sol, une moyenne de tous les scores est effectuée. Plus le score est élevé, meilleure est la santé du sol.

Matière à réflexion!

Salissez vos sous-vêtements

Certes, cela attire votre attention. Salissez vos sous-vêtements (Soil Your Undies) a été lancé par l’Association des Agriculteurs Innovants de l’Ontario (Innovative Farmers Association of Ontario) en 2017 pour encourager les gens à en apprendre plus sur leurs solsl (http://www.omafra.gov.on.ca/english/premier_award/2017/events/h/ifao.htm). En enfouissant des sous-vêtements en coton dans le sol pendant 2 mois, vous pouvez voir à quel point votre sol est biologiquement actif. Voici comment cela fonctionne : le coton est à base de plantes, donc à base de carbone. La faune et les microbes du sol se nourrissent de carbone, donc plus vos sous-vêtements sont dégradés, plus votre sol est actif. La microbiologiste des sols Dre Lori Phillips (en bas à droite), en collaboration avec la spécialiste de la gestion des sols du Ministère de l’Agriculture, de l’Alimentation et des Affaires Rurales de l’Ontario (MAAARO) Anne Verhallen, a quantifié la diversité microbienne associée à des sous-vêtements enterrés. Elle a extrait l’ADN du sol, le sol attaché aux sous-vêtements enterrés (la « sphère des sous-vêtements ») et des sous-vêtements enterrés. Elle a utilisé une combinaison de séquençage et de PCR quantitative pour examiner la vie microbienne dans ces sols. La figure ci-dessous montre deux sols d’une ferme du sud-ouest de l’Ontario ayant des types de gestion similaires (travail du sol de conservation, rotation de trois cultures et cultures de couverture). L’expérience a montré que les sous-vêtements se sont décomposés plus rapidement dans les sols à forte diversité biologique, lesquels avaient jusqu’à 15 % de taxons de plus que les sols où les sous-vêtements étaient restés « intacts ». Ces sols avaient également une plus grande abondance de champignons spécialisés dans la décomposition des composés carbonés (saprotrophes) ainsi qu’une grande abondance de bactéries qui libèrent l’azote dont ces champignons ont besoin. Par exemple, elle a observé que les décomposeurs de carbone (ex. les champignons saprotrophes Mortierella) et les bactéries nitrifiantes (comme Nitrosomonas spp.) étaient deux fois plus abondants dans les sols où les sous-vêtements riches en carbone s’étaient décomposés complètement en deux mois (panneau A) que dans les sols où la décomposition était restée incomplète (panneau B).

Assez chouette ce que vos sous-vêtements peuvent vous dire! Pour essayer, voyez l’exercice à la fin de ce chapitre.

GESTION DE LA SANTÉ DES SOLS

Nous savons que les activités humaines ont un impact sur le sol; l’objectif est de minimiser les menaces à la santé des sols qui entraînent leur dégradation (ou leur mauvais état de santé). Les principales menaces de dégradation des sols sont : l’érosion, la compaction, la perte de matière organique, l’épuisement ou l’excès de nutriments, la perte de biodiversité, la salinisation, la désertification et la contamination ou la pollution (Figure 15.1). Plusieurs de ces menaces ont été discutées dans les chapitres précédents. Dans ce chapitre, nous nous concentrons sur les pratiques de gestion des terres qui exacerbent ou améliorent ces problèmes de dégradation des sols. Les pratiques qui maintiennent ou améliorent la santé du sol vont : (i) protéger le sol contre ces menaces, (ii) soutenir la diversification ou « pérenniser » les systèmes de culture annuels, et/ou (iii) augmenter la teneur en carbone du sol (Tableau 15.3). Ici, nous introduisons six pratiques que les gestionnaires des terres peuvent utiliser pour renforcer la santé des sols et ainsi, les protéger contre la dégradation (Figure 15.7). À dessein, ces six pratiques commencent par la lettre C pour souligner le rôle important du carbone dans la santé des sols. Les sections suivantes présentent une description de chacune de ces pratiques et la manière dont elles améliorent la santé du sol. Chacune de ces pratiques « 6C » peut être mise en œuvre dans le champ, le jardin, la cour ou sur n’importe quel sol entretenu, seule ou combinée aux autres, pour améliorer la santé du sol (Figure 15.8). Au fur et à mesure de votre apprentissage, vous verrez que ces pratiques en combinaison totale ou partielle interagissent pour influencer de diverses manières les critères de santé du sol.

Table 15.3. Pratiques et principes de gestion 6C pouvant être utilisés pour aider à rétablir la santé des sols

Les stratégies 6C

6C–1: Réduction de la compaction

Qu’est-ce que la compaction du sol ? Comme discuté au chapitre 4, la structure et la porosité du sol sont des composantes critiques de la qualité d’un sol. La compaction se produit lorsqu’une force qui presse les particules de sol ensemble est appliquée, provoquant la rétraction des pores du sol (c’est-à-dire que les pores sont réduits en taille et en nombre) et l’augmentation de la densité apparente. À mesure que le volume des pores se réduit, le volume d’eau et d’air diminue, tout comme l’espace disponible pour la croissance des racines. La compaction du sol limite la profondeur d’enracinement des plantes et rend plus difficile les conditions de vie des plantes et des micro-organismes du sol. La compaction du sol peut se produire en surface, dans la zone de travail du sol (généralement les premiers 20 cm) ou même plus en profondeur selon le type d’équipement ou les pratiques de gestion utilisés. Comme nous le verrons ci-dessous, la réduction de la compaction du sol est une étape importante pour améliorer la santé d’un sol, mais difficile à réaliser.

Pourquoi la réduction de la compaction est-elle importante pour la santé du sol ? Comme vous l’avez vu au chapitre 6 sur la biodiversité des sols, toute la vie du sol se produit dans les pores. L’eau et les gaz dont dépendent les plantes et les micro-organismes du sol se déplacent à travers ces pores. Un sol compacté a un volume de pores moindre, limitant ainsi la circulation de l’eau et la diffusion des gaz. Cela peut conduire à une saturation du sol, et si l’eau ne peut pas s’écouler, des conditions anaérobies peuvent survenir. Toutes ces conditions limitent la croissance racinaire et microbienne. Un espace poreux adéquat est très important pour la santé des sols, car il soutient la vie.

Les racines des plantes ont plus de mal à pousser dans un sol compacté, car cela nécessite une force plus importante (Figure 15.9). Pensez à un chemin sur un espace vert de votre campus que les étudiants empruntent tous les jours (Figure 15.10). Lorsque le sol est humide, la pression de vos pas (et de milliers d’autres) comprime le sol et provoque une compaction. La prochaine fois que vous passerez, jetez un coup d’œil à l’apparence du sol et des plantes sur le chemin et à quelques mètres du chemin. Peut-être que l’herbe a cessé de pousser sur le chemin et que seules des « mauvaises herbes » adaptées à la croissance sur des sols compactés sont présentes. La question qui se pose est « que peuvent faire les jardiniers du campus pour résoudre ce problème de santé du sol ? »?

Comment réduire et atténuer la compaction du sol?

La plupart diraient qu’éviter la compaction du sol en premier lieu est la meilleure solution. Cela signifie d’éviter la circulation dans les champs ou sur les espaces verts de votre campus lorsque les sols sont humides. Cependant, une fois que la compaction du sol a eu lieu, quelque chose doit se produire pour restaurer les pores (vides) qui ont été perdus. Dans de nombreuses régions du Canada, le gel et le dégel permettent d’ameublir le sol et aident à atténuer la compaction du sol. Lorsque cela ne se produit pas ou si la compaction du sol a lieu plus profondément dans le sol, un outil de décompaction du sol, comme un chisel, est souvent utilisé pour fracturer ou briser les couches de sol compactées (Figure 15.9B, 15.11A). Le travail du sol en profondeur, appelé sous-solage, à l’aide d’un chisel coûte cher, car il nécessite du temps de travail et consomme beaucoup de carburant. Le travail du sol doit également avoir lieu à un moment de l’année où le sol est suffisamment sec pour fracturer et briser la couche de compaction, sans quoi une nouvelle couche plus profonde de compaction peut se créer si les sols sont trop humides. Si les pratiques de gestion qui ont causé la compaction du sol en premier lieu ne changent pas après le sous-solage, des mesures pour remédier à la compaction seront probablement à nouveau nécessaires après quelques années.

Une approche alternative pour atténuer la compaction du sol consiste à utiliser les racines des plantes pour créer des fissures (biopores) à travers les couches de compaction du sol (Figure 15.11B). C’est ce qu’on appelle le bioforage ou le travail du sol biologique (Cresswell et Kirkegaard, 1995 ; Chen et Weil, 2010). Après la mort et la décomposition des plantes, si ces biopores ne sont pas perturbés par le travail du sol, les plantes de l’année suivante pousseront à travers ces biopores pour atteindre le sol sous la couche de compaction (Figure 15.12).

Vous vous posez peut-être la question, si la compaction du sol est mauvaise pour la croissance des racines, pourquoi pouvons-nous utiliser les racines des plantes pour résoudre ce problème ? Trois facteurs clés rendent le bioforage possible. Premièrement, les racines des plantes doivent pousser à un moment de l’année où les sols sont humides et où il est plus facile pour les racines des plantes de pousser à travers la couche de compaction. Si vous avez déjà essayé d’enfoncer un bâton dans le sol, vous savez certainement qu’il faut plus de force lorsque le sol est sec que lorsqu’il est humide. Deuxièmement, toutes les racines des plantes n’ont pas la même capacité à traverser les couches compactées (Chen et Weil, 2010). Certaines plantes produisent une pression racinaire plus importante que d’autres, ce qui leur permet de pousser à travers les couches compactées. Par exemple, les plantes à racines pivotantes telles que le radis fourrager (Figure 15.12B), couramment utilisées comme cultures de couverture, avaient environ deux fois plus de racines que les cultures de couverture de seigle céréalier à racines fibreuses à une profondeur de 15 à 50 cm, dans des conditions de sol compacté (Chen et Weill, 2010). Troisièmement, il faut laisser ces macropores intacts en évitant le travail du sol, afin d’accumuler de plus en plus de canaux racinaires au cours du temps.

Pourquoi est-il difficile de réduire la compaction du sol ? Pensez à votre promenade à travers cet espace vert sur le campus. Vous devriez marcher sur le trottoir, surtout lorsque le sol est mouillé après une pluie, mais vous prenez un raccourci parce que vous êtes en retard et que vous devez vous rendre en classe. Ou peut-être que c’est juste une habitude et que vous n’y pensez même pas. C’est la même chose avec les agriculteurs, les jardiniers ou les propriétaires fonciers. Parfois, quelque chose d’important doit être impérativement fait dans le champ malgré une trop grande humidité du sol. La taille de la ferme joue un rôle, car plus on a de superficie, plus il y a de chance que des activités sur le terrain, comme l’ensemencement, la pulvérisation ou la récolte, doivent avoir lieu dans des conditions trop humides pour pouvoir terminer les opérations en temps voulu. Le poids des équipements agricoles ayant augmenté au cours des dernières décennies, la force exercée sur le sol a également augmenté. L’attention portée aux charges à l’essieu et au gonflage des pneus de l’équipement de terrain ainsi que le fait d’éviter les activités sur le terrain lorsque les sols sont humides peuvent aider à éviter la compaction du sol.

Profil d’agriculteur

L’agriculture à circulation contrôlée est une nouvelle approche pour lutter contre la compaction des sols. Elle limite le passage de l’équipement de terrain et concentre intentionnellement la compaction du sol dans des voies de passage permanentes (pensez aux routes, mais sans gravier ni chaussée). Cela élimine la compaction, car il n’y a pas de circulation de roues dans le reste du champ. Adam Gurr, qui exploite une ferme près de Brandon, au Manitoba, s’inquiétait de l’impact que la compaction du sol avait sur la santé du sol et le rendement des plantes de sa ferme. Adam utilise désormais l’agriculture à circulation contrôlée avec un système de positionnement global (GPS) pour diriger tout son équipement agricole, afin qu’il se déplace sur des voies de passage permanentes dans ses champs.

Adam a décidé d’adopter l’agriculture à circulation contrôlée, car cela réduisait la compaction du sol, réduisait la consommation de carburant et augmentait sa capacité à accéder aux champs (en particulier les années humides). Il a mesuré les effets positifs sur la santé des sols, notamment une infiltration plus rapide de l’eau, une densité apparente plus faible et de meilleurs rendements sur sa ferme.

La conversion à l’agriculture à circulation contrôlée peut ne pas convenir à toutes les situations ou à tous les agriculteurs. La majorité des agriculteurs qui l’adoptent pratiquent déjà le semis direct ou le travail du sol réduit. Il faut aussi plusieurs années pour acheter ou adapter tous vos équipements de terrain (tracteurs, pulvérisateurs, moissonneuses, chariots à grains) pour avoir la même largeur de roue et pouvoir s’aligner sur les voies de passage.

6C–2: Le travail de conservation du sol

Le travail du sol ou labour consiste à mélanger mécaniquement le sol à divers degrés. Il est principalement utilisé pour préparer un bon lit de semence (Figure 15.13) avant l’ensemencement ou le repiquage, mais il sert également à : contrôler les mauvaises herbes, briser la zone de compaction ou d’encroûtement du sol, faciliter une décomposition plus rapide des résidus de culture ou des amendements organiques, et à incorporer des amendements et des pesticides dans le sol. Le travail du sol peut augmenter son aération, diminuer son humidité puis favoriser et accélérer son réchauffement au printemps, entraînant une germination des plantes plus précoce ou plus uniforme. Le travail du sol stimule également l’activité microbienne du sol, y compris la décomposition de la matière organique du sol, importante pour le maintien de la structure du sol.

La méthode et le moment du travail du sol dépendent du type de sol, du système de culture et des objectifs du producteur. Bien que le travail du sol soit souvent utilisé pour résoudre des problèmes (comme décrit dans la section sur la compaction), il peut également créer des problèmes pour la santé du sol et la productivité des plantes. En déplaçant les résidus de culture plus profondément dans le sol, le labour « retire » la protection que ces résidus de culture procurent contre l’érosion hydrique ou éolienne en surface, laissant ainsi le sol vulnérable à des pertes de matière. Le travail du sol perturbe également les agrégats du sol et les réseaux de champignons mycorhiziens arbusculaires, qui sont tous deux importants pour le maintien de la structure du sol à long terme. Lorsque les conditions du sol ne sont pas idéales (trop humides ou trop sèches), le travail du sol peut entraîner une compaction, ce qui a des effets négatifs sur la croissance des plantes et la santé du sol. Pour réduire ces problèmes, les agriculteurs réduisent de plus en plus le nombre et l’intensité des opérations de travail du sol et adoptent des pratiques de conservation du sol (aussi appelées agriculture de conservation) afin de préserver le sol et l’eau, notamment en gardant au moins 30 % de la surface du sol recouverte de plantes ou de résidus de culture (Figure 15.14). En plus du mécanisme d’amélioration de la santé des sols, nous présenterons la multitude de pratiques de travail du sol et les raisons qui expliquent les différences entre régions et systèmes de culture.

Types de travail de conservation du sol : Le travail de conservation du sol est un terme générique pour de nombreuses formes différentes de travail du sol qui réduisent la fréquence ou l’intensité de la perturbation du sol, par rapport au travail du sol conventionnel ou au labour (Figure 15.15). En réduisant le nombre de passages au champ, la fréquence de travail du sol peut être réduite; en réduisant la profondeur du travail du sol, l’intensité du travail du sol peut être réduite. Le travail du sol conventionnel ou le labour retourne généralement le sol sur environ 20 cm de profondeur. Pour plus d’informations sur les différentes pratiques de travail du sol, veuillez consulter le glossaire et les ressources à la fin de ce chapitre.

Le contexte est important : Au Canada, l’adoption de pratiques de travail de conservation du sol varie considérablement d’une région à l’autre et dépend du climat, des types de sols, de la rotation des cultures et du système de cultures. Par exemple, le semis direct a été largement adopté par les producteurs dans les régions plus sèches (c’est-à-dire l’Ouest Canadien), car l’eau y est un facteur limitant de la croissance des plantes et ces pratiques permettent une meilleure conservation de l’humidité des sols. Mais, dans les régions humides, comme la Colombie-Britannique et l’est du Canada, l’eau est généralement en excès au printemps, de sorte que de nombreux producteurs utilisent le travail du sol, principalement à l’automne, pour accélérer l’assèchement du sol afin de pouvoir semer plus tôt. Par conséquent, l’adoption de pratiques d’agriculture de conservation est relativement plus faible dans l’Est du Canada que dans l’Ouest (Statistique Canada, 2016, tableau 32). Cela dit, les agriculteurs des climats humides utilisent aussi le travail de conservation du sol. Avec le temps, la santé du sol s’est améliorée grâce au semis direct. On constate notamment une réduction notable de la croûte de battance et des taux d’infiltration plus élevés qui permettent aux sols de sécher sans retarder la plantation.

Les raisons des différences régionales reflètent non seulement les différences de climat, mais aussi les différences dans les principaux types de cultures. Par exemple, les petites céréales et les oléagineux produits dans l’Ouest canadien laissent peu de résidus à la surface du sol après la récolte, comparativement au maïs-grain cultivé dans l’Est du Canada. De ce fait, la gestion des grandes quantités de résidus de culture par le travail du sol devient une partie importante de la préparation d’un lit de semence.

Certains systèmes de culture sont mieux adaptés que d’autres au travail de conservation du sol. Par exemple, le travail de conservation du sol est bien adapté aux rotations de cultures de céréales et d’oléagineux, où les mauvaises herbes peuvent être contrôlées chimiquement. De même, dans les systèmes d’agriculture biologique ou les systèmes dans lesquels les options de lutte chimique contre les mauvaises herbes sont limitées (par exemple, cultures spécialisées ou maraîchères), les mauvaises herbes sont éliminées mécaniquement par le travail du sol. Le travail du sol est encore courant dans les systèmes de culture de légumes où les petites graines ont besoin d’un lit de semence fin et d’un bon contact avec le sol pour la germination, ou lorsque l’équipement de transplantation doit enfoncer profondément un transplant dans le sol. Dans ces systèmes, le travail du sol est également utilisé pour incorporer les résidus de culture afin d’atténuer les dommages causés par les insectes et les maladies. Ces facteurs, ainsi que le temps et le coût de la conversion à l’agriculture de conservation, font partie de l’équation lors de la prise de décision d’un changement de pratiques.

Comment le travail de conservation du sol améliore-t-il la santé du sol? Le travail de conservation du sol maintient les résidus de culture à la surface du sol, lui offrant ainsi une protection (Tableau 15.3 ; Figure 15.7). La couche de résidus de culture, de matière organique ou de plantes à la surface du sol améliore l’infiltration de l’eau en ralentissant le ruissellement de surface et la vitesse du vent, et elle retient l’humidité en réduisant l’évaporation et la salinisation de l’eau du sol dans des conditions arides (voir la section sur la couverture végétale permanente). Les résidus de culture qui restent à la surface du sol fournissent une source de nourriture (carbone) et un habitat à la macrofaune et aux micro-organismes, ce qui est bénéfique à la décomposition des résidus de culture car l’activité biologique aide à former des agrégats – un élément clé de la structure du sol. La diminution des perturbations du sol réduit également la décomposition de la matière organique déjà présente dans le sol et aide à maintenir la structure du sol et la stabilité des agrégats. L’adoption de pratiques d’agriculture de conservation peut améliorer la santé du sol grâce à une série de mécanismes agissant sur le cycle de l’eau, la structure du sol, la matière organique et le cycle des nutriments, l’approvisionnement en habitat et la régulation biologique de la population (ce sont toutes des fonctions du sol ; voir la figure 15.2; les fonctions y sont surlignées en bleu). Étant donné que le travail de conservation du sol influence plusieurs de ses fonctions, il n’est pas surprenant que l’agriculture de conservation améliore la santé du sol  ̶ et que les études trouvent généralement des scores de santé du sol plus élevés dans un système de non-labour que de labour conventionnel (Figure 15.16)

Il est reconnu que le travail de conservation du sol minimise l’érosion et donc, les pertes de carbone du sol. Il n’est pas difficile d’imaginer que si des essais de recherche de longue durée étaient menés sur des terres en pente sujettes à l’érosion, de grandes différences de santé des sols, de teneur en carbone organique et de productivité primaire seraient observées entre le travail de conservation du sol et le labour conventionnel. Compte tenu des différences régionales de climat, de sol et de système de production décrites ci-dessus, il faut s’attendre à ce que l’impact du semis direct sur l’accumulation de carbone organique du sol et la santé du sol diffère d’une région à l’autre. Il n’est pas possible de savoir précisément si cet effet est lié au climat ou simplement aux différentes rotations de cultures employées dans les différentes régions, lesquelles influencent la quantité des apports de carbone. Quoi qu’il en soit, les indicateurs et les scores de la santé des sols en surface indiquent les bénéfices de l’adoption de pratiques de travail de conservation du sol.

La profondeur d’échantillonnage est une considération importante lors de la comparaison des systèmes de travail du sol. De nombreux tests de santé du sol ne nécessitent un échantillonnage qu’à une profondeur de 0 à 15 cm, mais le labour mélange le sol jusqu’à 20 cm de profondeur – et certaines pratiques de travail du sol comme le sous-solage mélangent le sol à une profondeur de 40 ou 60 cm. L’impact du travail du sol sur les indicateurs de santé du sol dépendra du niveau de mélange résultant d’une pratique spécifique. Néanmoins, dans les cas où les pratiques de conservation et de labour conventionnel ont des effets comparables sur le carbone du sol sur l’ensemble du profil, ce sont les teneurs en carbone organique en surface qui aident à soutenir de nombreuses fonctions du sol. De plus, les racines des plantes occupent principalement le sol de surface, où se déposent les exsudats et autres composés carbonés. Donc, la question est la suivante : les scores de santé du sol, généralement plus élevés en agriculture de conservation qu’en système de labour conventionnel, sont-ils surestimés lorsque l’échantillonnage du sol se concentre uniquement sur les couches de surface du sol? La réponse fait encore débat dans la littérature scientifique.

Contrairement aux autres stratégies de gestion de la santé des sols 6C, il existe une plus grande incertitude quant à l’ampleur de l’effet du semis direct sur le carbone organique (Ogle et al.  2019) et la santé des sols. Une partie de l’incertitude est due aux différences de gestion entre les essais de recherche. Comme nous l’avons indiqué précédemment, la gestion des résidus peut être difficile dans les systèmes sans labour, qui réduisent souvent les peuplements végétaux et la productivité primaire. Avec une productivité primaire plus faible, les apports de carbone du sol le sont également. Au fil du temps, les chercheurs et les agriculteurs ont largement surmonté les défis de la gestion des résidus pour établir un bon lit de semences en modifiant l’équipement du semoir (Figure 15.14F). En fin de compte, la décision d’adopter le travail de conservation du sol repose sur les avantages que ces pratiques confèrent aux services écosystémiques du sol (y compris la productivité des plantes).

Défis du travail de conservation du sol : La transition du labour conventionnel au travail de conservation du sol nécessite l’achat ou la modification d’équipements agricoles pour gérer les résidus de culture. La transition nécessite également une période d’apprentissage par essais et erreurs. De plus, cela représente aussi une transition pour la vie du sol, où les populations microbiennes changent. Un exemple évident est le passage des mauvaises herbes annuelles aux mauvaises herbes vivaces lorsque le travail du sol cesse. Les praticiens du non-labour se réfèrent souvent à deux phases : une « période de transition » et un non-labour « mature ». La gestion et les défis sont plus grands pendant la période de transition. Les gains les plus importants en matière de santé du sol sont observés pendant la phase mature de culture sans labour, mais il faut du temps et des investissements pour y parvenir.

Comme évoqué dans la section Contexte, ci-dessus, les défis liés à l’adoption des pratiques de l’agriculture de conservation varieront également selon les types de sols et les systèmes de gestion. La période de transition est particulièrement difficile pour les sols à texture argileuse mal drainés. Un autre défi dans les systèmes sans labour est l’acidification de la surface du sol causée par l’application d’engrais à base d’ammonium et la stratification des nutriments tels que P et K, dont les concentrations sont plus élevées à la surface du sol. L’adoption du semis direct dans les systèmes d’agriculture biologique demeure un défi partout au Canada (Halde et al.  2015, 2017).

Le travail de conservation du sol est souvent décrit comme un système plutôt que comme un ensemble de pratiques ou équipements individuels. Tout changement dans le travail du sol a un impact sur de nombreux autres aspects du système de culture qui devront également être adaptés (par exemple, la sélection des cultivars, l’application d’engrais minéraux, le contrôle des mauvaises herbes). Notez que ce concept s’applique également à l’adoption d’autres stratégies 6C de gestion de la santé des sols. Pour être un succès, tout changement dans les opérations de travail du sol nécessite une évaluation sur l’ensemble du système.

6C–3: Couverture végétale permanente

Dans la nature, le sol est généralement recouvert de plantes vivantes et de résidus végétaux. Pensez à une forêt avec ses arbres, ses espèces de sous-bois et sa couverture de feuilles mortes, ou encore à une prairie indigène avec ses systèmes racinaires étendus. Les sols de ces écosystèmes ont une couverture permanente principalement composée de plantes vivaces et une couche de litière végétale qui reste à la surface du sol. Le couvert permanent par des plantes vivantes protège le sol contre les perturbations, tout en assurant un bon recyclage des nutriments et de l’eau, et fournit un apport constant de matière organique provenant des racines et de la litière pour constituer la matière organique du sol (Tableau 15.3).

En revanche, dans les systèmes agricoles où les plantes annuelles sont généralement cultivées, il y a des périodes de l’année, au début du printemps et à la fin de l’automne, au cours desquelles les plantes ne poussent pas. De plus, certaines terres agricoles, principalement dans les Prairies, sont intentionnellement laissées en jachère afin de conserver l’humidité du sol pour les cultures céréalières suivantes. Cependant, dès le début du 20e siècle, les pédologues pouvaient mesurer l’impact négatif d’une jachère fréquente sur les niveaux de matière organique du sol dans les rotations des cultures des prairies (Janzen, 2001). Les préoccupations et les avertissements de ces premiers scientifiques ont contribué à notre préoccupation et à notre intérêt actuel pour la santé des sols. L’absence de plantes vivantes et de leurs systèmes racinaires rendent les sols plus sensibles à l’érosion. De plus, l’absence de plantes qui absorbent des éléments nutritifs ou contribuent à l’apport de matière organique met la santé du sol en danger. La présence permanente de plantes vivantes, en pérennisant les systèmes de culture, est la seule stratégie de gestion de la santé des sols 6C qui contribue aux trois principes de santé des sols (Tableau 15.3), à savoir la protection des sols, la favorisation de la diversité + pérennisation et l’accumulation de carbone. Nous décrirons comment le maintien d’un couvert permanent de plantes vivantes entretient la santé du sol et quelles pratiques de gestion peuvent être utilisées pour mieux se rapprocher de la pérennisation, même dans les systèmes de culture annuels. Cette stratégie de santé des sols pose les bases des autres pratiques 6C centrées sur les végétaux (cultures de couverture et diversité des cultures + animale).

Les racines de la solution : Des sols sains favorisent la croissance des plantes et la santé des racines. Ce concept peut également être inversé. Les racines des plantes favorisent le développement et la santé des sols (King et al.  2020). L’augmentation de la durée, du nombre et du type de racines dans le sol grâce à la présence permanente de plantes vivantes est un ingrédient important pour la construction d’un sol sain. Les racines vivantes relient l’écosystème du sol à l’infrastructure des plantes, qui collecte l’énergie solaire par photosynthèse. Les plantes allouent environ 40 % de leur carbone photosynthétique net aux racines (Jones et al.  2009)  ̶ il s’agit d’une grande quantité de carbone qui peut contribuer à augmenter le contenu en carbone et la santé du sol. En général, les cultures pérennes fournissent plus d’apports de carbone que les cultures annuelles car leur système racinaire est non seulement plus gros, mais ces plantes sont capables, pendant une période plus longue, d’être photosynthétiquement actives et de libérer du carbone dans le sol à partir de la décomposition des résidus aériens, des racines mortes et des rhizodépositions. Le carbone libéré sert de carburant aux communautés microbiennes hétérotrophes du sol (chapitre 6). À leur tour, les communautés microbiennes du sol peuvent améliorer la santé et la fonction du sol en recyclant les nutriments, en construisant la matière organique du sol et en stabilisant les agrégats qui contribuent à former la structure du sol (voir le chapitre 4). Plus une culture est présente longtemps sur un sol, plus elle alimente le sol en carbone constitutif de la matière organique du sol et d’importants processus microbiens qui sous-tendent la santé du sol.

Les racines ancrent la plante au sol, stabilisant en retour le sol et réduisant l’exposition à l’érosion éolienne et pluviale. Les cultures pérennes peuvent surpasser les cultures annuelles sans labour en améliorant les propriétés physiques du sol telles que la stabilité des agrégats (Arshad et al.  2004 ; King et al.  2019). Les racines pérennes peuvent également affecter la distribution des nutriments du sol et aider à atténuer les pertes de nutriments, car les racines peuvent accéder aux sources de nutriments situées plus en profondeur dans le sol. La présence d’un couvert permanent de plantes vivantes améliore la structure et l’agrégation du sol conférées par les racines, ainsi que la production de rhizodépositions et favorise le développement de plus grandes communautés microbiennes dans la rhizosphère. À leur tour, ces améliorations se traduisent par une plus grande conductivité hydraulique et donc, une plus grande infiltration et un plus grand drainage, ce qui est important dans les régions humides. Dans les régions où les précipitations sont limitées, la présence permanente de plantes vivantes peut améliorer les propriétés hydrologiques du sol telles que la porosité et la capacité au champ (Basche et DeLonge, 2017). L’augmentation de la durée pendant laquelle les plantes vivantes poussent et transpirent l’eau des profondeurs du profil du sol peut aussi aider à réduire la salinité (chapitre 5). La couverture de surface et les racines vivantes qui poussent dans le sol limitent l’évaporation et réduisent le mouvement ascendant des sels transportés dans l’eau vers la surface du sol. Ainsi, la présence d’un couvert végétal permanent peut affecter positivement les propriétés biologiques, chimiques et physiques nécessaires à la bonne santé des sols, en particulier lorsqu’un système racinaire est présent dans le sol pendant une longue période.

Les composants végétaux aériens tels que les feuilles et les tiges jouent également un rôle important dans l’amélioration de la santé du sol. Les composants aériens du couvert végétal permanent contribuent à protéger le sol de surface, à réduire l’évaporation et le ruissellement, à minimiser les glissements de terrain lors de fortes pluies, à modérer les températures du sol et à fournir des apports de carbone. Que les avantages des plantes vivantes permanentes soient dus aux parties aériennes ou souterraines de la plante, le point clé est que plus les plantes sont en place pour une longue période, plus les avantages sont importants. Ainsi, dans les systèmes agricoles dominés par les cultures annuelles, quelles stratégies les agriculteurs peuvent-ils utiliser pour augmenter la durée du couvert végétal?

Stratégies pour augmenter la durée du couvert végétal : La culture de plantes vivaces est un choix évident pour augmenter la durée du couvert végétal. Les systèmes de cultures pérennes, tels que les vergers (Figure 15.17), les pâturages et les fourrages augmentent considérablement la durée et la profondeur de l’enracinement dans une rotation des cultures et leurs effets sur la santé du sol. Par exemple, d’après les données d’un essai de rotation des cultures de longue durée en Saskatchewan, le modèle prévoyait que les stocks de carbone organique seraient les plus élevés dans une rotation de cultures diversifiée de six ans comprenant trois années de cultures annuelles et trois années de luzerne (une plante vivace), par rapport à un système ne comprenant que des cultures annuelles quel que soit le niveau de diversité (Lychuk et al.  2019). Dans l’ensemble, les fourrages vivaces peuvent améliorer la santé du sol en affectant plusieurs propriétés du sol. En Ontario, les scores de santé du sol ont été améliorés par la présence d’une culture de couverture de trèfle rouge prolongeant la durée de la couverture végétale vivante dans un système de culture annuel (voir la section sur les cultures de couverture ci-dessous), mais l’amélioration de la santé du sol a été encore plus importante avec la luzerne (Figure 15.18).

Les plantes pérennes sont généralement cultivées comme fourrage ou semences fourragères. Ce type de cultures dépend donc du bétail qui les consomme et est clairement en lien avec les autres stratégies 6C de « compost + amendements organiques » et « diversité des cultures + animale ». Les céréales vivaces (par exemple, le blé) et les oléagineux (par exemple, le tournesol) sont de plus en plus considérées comme des options pour augmenter la couverture végétale dans les systèmes de culture. Les céréales vivaces peuvent être cultivées à des degrés divers, allant de la couverture permanente à l’inclusion dans une rotation annuelle des cultures (Martens et al.  2015). Au Canada, les céréales vivaces ne sont pas énormément cultivées, principalement parce que les variétés n’ont pas encore été développées pour les conditions de croissance canadiennes (Cattani et Asselin, 2017). Les fourrages demeureront probablement l’option dominante pour inclure les plantes vivaces dans les systèmes de culture canadiens tant que les programmes de sélection n’auront pas mis au point des céréales et des oléagineux vivaces adaptés aux conditions de croissance canadiennes.

Il existe certaines options pour intégrer le concept de couverture végétale permanente dans les systèmes annuels. Au Canada, les cultures annuelles peuvent avoir des racines qui poussent pendant 3 à 5 mois de l’année. Les gestionnaires des terres ont quelques options pour prolonger cette durée, ainsi que pour augmenter le nombre et le type de plantes vivantes poussant dans le sol (Figure 15.19). La culture de plantes annuelles d’hiver, comme le blé d’automne ou le seigle d’automne dans une rotation de cultures permet aux racines vivantes de se développer à l’automne et au début du printemps. Les cultures de couverture cultivées à l’automne et au début du printemps sont une autre option; leurs avantages et leurs limites sont décrits plus en détail dans la section suivante. L’augmentation de la diversité des cultures (décrite dans la section Diversité des cultures et des animaux) en semant simultanément deux espèces de plantes par le biais de cultures relais ou de cultures intercalaires peut également augmenter la durée de vie ainsi que le nombre et le type de racines vivantes dans les rotations annuelles. L'agroforesterie est l’intégration de plantes ligneuses, telles que les arbres et les arbustes, dans les systèmes agricoles et constitue une autre option pour pérenniser le système. Les plantes ligneuses peuvent être cultivées comme haies brise-vent en bordure ou bien en rangées à l’intérieur des parcelles, entre lesquelles les cultures annuelles sont cultivées. L’inclusion de plantes ligneuses dans les systèmes agricoles peut ajouter des services écosystémiques supplémentaires en augmentant la diversité des plantes, les habitats des pollinisateurs et d’autres animaux, le stockage du carbone dans le sol, la suppression des maladies et des ravageurs des cultures, et la régulation des cycles de l’eau et des nutriments.

6C–4: Cultures de couverture

Le concept de culture de couverture n’est pas nouveau. L’utilisation de cultures de couverture remonte à des civilisations anciennes telles que les empires Romain et Maya, et probablement encore plus loin à l’aube de l’agriculture. Les cultures de couverture sont des plantes cultivées pour protéger le sol et ont donc un autre objectif que le produit commercial récoltable de la culture (c.-à-d. céréales, fruits, fibres, carburant). Pour cette raison, les cultures de couverture sont parfois appelées cultures de services en raison de leur rôle dans l’influence des services écosystémiques tels que le contrôle de l’érosion, l’approvisionnement en nutriments, la régulation du climat, la qualité et l’approvisionnement en eau ainsi que la conservation de la biodiversité. Les cultures de couverture agissent comme une « culture dérobée », capturant les nutriments qui seraient autrement perdus s’ils n’étaient pas absorbés par la culture principale. D’autre part, les cultures de couverture peuvent fournir des éléments nutritifs à la culture principale qui suivra si elles sont utilisées comme engrais vert (similaire au compost ou au fumier de bétail). Il est important de noter que les différentes cultures de couverture n’influencent pas chaque service écosystémique de la même manière. Par exemple, certaines légumineuses hivernantes modifient la dynamique de l’azote, mais sont de piètres compétitrices avec les adventices lors de l’établissement. Il est donc important d’adapter les espèces de cultures de couverture aux biens et services écosystémiques souhaités. Ici, nous nous appuierons sur le concept de santé du sol développé dans la section « couverture végétale permanente », tout en introduisant de multiples approches et défis associés aux cultures de couverture.

Types de cultures de couverture : Presque toutes les plantes peuvent être cultivées comme culture de couverture, mais certaines caractéristiques, telles qu’une émergence et une croissance rapides ainsi que des coûts de semences relativement peu coûteux, sont plus souhaitables. Les cultures de couverture sont regroupées en cinq catégories générales basées sur la niche écologique, le type de plante et la forme de croissance (tableau 15.4). Les cultures de couverture de légumineuses ont leur propre catégorie en raison de leur capacité à fixer l’azote atmosphérique, tandis que les autres cultures de couverture sont classées selon qu’elles sont considérées comme des plantes de saison chaude ou froide, ce qui dépend en grande partie de leur capacité à survivre à l’hiver. Le fait qu’une plante de saison chaude ou froide soit appropriée dépend de la période de l’année et du climat. Pour augmenter la diversité, les cultures de couverture sont souvent plantées en mélanges appelés bi- ou poly-cultures. Lors de la réalisation d’une polyculture ou d’un « cocktail de cultures de couverture », une bonne approche consiste à mélanger ces cinq catégories (Tableau 15.4; Figure 15.20).

Table 15.4. Types de cultures de couverture communs et leurs bénéfices clés

Le moment est important : En plus de la période de l’année, le choix de ce qu’il faut planter dépend du service écosystémique souhaité et de la compatibilité avec la gestion des terres ou le système de cultures en place. Les cultures de couverture peuvent être semées avant ou après la culture principale, ou pendant la saison de croissance. Indépendamment du moment où la culture de couverture est semée, il doit y avoir suffisamment de temps pour la croissance. Une règle générale est que les cultures de couverture doivent accumuler environ 1 Mg ha-1 de biomasse sèche aérienne pour fournir des services écosystémiques, tels que ceux décrits dans le tableau 15.1. Un minimum de six semaines est nécessaire pour les cultures de couverture qui poussent rapidement (par exemple, le sarrasin et la moutarde), mais la plupart des cultures de couverture auront besoin de plus de deux mois de croissance, ce qui peut limiter les options pour les producteurs dans les climats plus frais et nordiques. Bien que certains praticiens (tels que les producteurs biologiques, les arboriculteurs ou les propriétaires de petites superficies avec des cultures de grande valeur) retirent leurs champs de la production pour planter des cultures de couverture, le moment et la durée de la principale saison de croissance des cultures dictent si les cultures de couverture peuvent être cultivées avant ou après la culture principale (Figure 15.19). Une méthode alternative pour augmenter la durée de croissance des plantes consiste à sous-ensemencer une culture de couverture directement sous la culture principale. Par exemple, le trèfle rouge semé dans les céréales à petits grains (Figure 15.18). Le trèfle pousse lentement sous le couvert céréalier et, lors de la récolte des céréales en août, le couvert de trèfle rouge est bien établi et a le reste de l’année pour se développer (Figure 15.20C). Une autre approche consiste à retirer une section de terre de la production pendant une saison pour tirer pleinement parti de la culture de couverture (voir la section Couverture végétale permanente). Pour plus d’informations sur la façon d’intégrer des cultures de couverture spécifiques dans votre système et votre région, consultez les ressources fournies à la fin du chapitre.

Comment les cultures de couverture améliorent-elles la santé du sol? L’importance des plantes pour la matière organique du sol (Chapitre 3), les communautés microbiennes du sol (Chapitre 6) et la genèse du sol (Chapitre 2) ont déjà été soulignées. Les cultures de couverture sont intentionnellement cultivées pour exploiter et maximiser les services écosystémiques que les plantes peuvent fournir, et plus directement la santé du sol. Les cultures de couverture améliorent la santé des sols en augmentant les apports et en diminuant les exportations de carbone. Commençons par les apports de carbone. Les cultures de couverture augmentent la productivité primaire, et donc l’assimilation et les apports de carbone, principalement en prolongeant la durée de croissance des plantes (Figure 15.19). Les cultures de couverture ne sont pas « récoltées »; aucune biomasse n’est retirée du champ et donc aucun carbone n’est exporté du champ par des décisions de gestion directe (sauf dans certains systèmes par le pâturage du bétail ; voir la section sur le compost + les amendements organiques et la diversité des cultures). Le matériel végétal et le carbone qui le compose améliorent l’activité microbienne lorsqu’ils sont apportés au sol. Une partie de ce matériel végétal est convertie en matière organique par les mécanismes de décomposition. Par exemple, les apports de carbone aérien provenant des cultures de couverture ont été estimés à environ 9 Mg C ha-1 dans l’Est du Canada, en utilisant des cultures de couverture annuelles six années sur huit dans un système de transformation de légumes et de céréales. Étant donné que 40 % du carbone photosynthétique net est alloué aux racines, le sol de surface a stocké jusqu’à 28 % de carbone organique de plus que les sols qui n’avaient pas de cultures de couverture (Chahal et al.  2020). Dans cette même expérience de culture de couverture à moyen terme, la productivité des cultures primaires était égale ou supérieure en présence de cultures de couverture et les résultats des tests de santé du sol étaient jusqu’à 17 % meilleurs par rapport au contrôle sans culture de couverture (Figure 15.21; Chahal et Van Eerd, 2018, 2019).

Les cultures de couverture ne font pas qu’ajouter du carbone par le biais de la photosynthèse et la décomposition partielle. Elles minimisent également les exportations de carbone en atténuant l’érosion et le ruissellement ainsi qu’en favorisant l’agrégation. Les cultures de couverture agissent comme une barrière physique aux forces érosives de l’eau et du vent; elles ralentissent le mouvement de l’eau et la vitesse du vent à la surface du sol, réduisant ainsi la force appliquée et la quantité de sol et de carbone quittant le champ. Les cultures de couverture peuvent améliorer l’infiltration du sol, ce qui réduit le ruissellement et l’érosion hydrique. Les cultures de couverture améliorent le stockage et l’approvisionnement en eau du sol en agissant comme une barrière physique qui piège la neige, ce qui peut entraîner une plus grande humidité du sol dépendamment du climat et de la température du sol. Grâce à la transpiration, les cultures de couverture réduisent l’humidité du sol, augmentant ainsi la capacité du sol à recevoir les précipitations. Moins de ruissellement et d’érosion du sol se traduit par moins de pertes de carbone du champ. Les pertes de carbone sont également réduites en raison d’une amélioration de l’agrégation du sol. Comme les cultures de couverture réduisent la durée pendant laquelle les sols sont nus, les résidus végétaux, les exsudats racinaires et les associations microbiennes favorisent l’agrégation des particules de sol. Cela protège davantage les apports de carbone contre la décomposition microbienne et la perte de carbone. Elle améliore la résistance à la force physique de l’érosion éolienne et hydrique, ce qui aide à maintenir la structure du sol et à atténuer l’encroûtement de surface.

Les cultures de couverture améliorent d’autres propriétés de la santé du sol, d’où leur autre nom de « cultures de services ». Les cultures de couverture fournissent de la nourriture et des habitats supplémentaires aux micro-organismes du sol et à la macrofaune grâce aux exsudats racinaires et à la rhizosphère. Comme décrit ci-dessus, certaines racines de cultures de couverture peuvent pénétrer dans les couches indurées de la zone compactée, atténuant ainsi les effets négatifs de la compaction. Tout en protégeant les sols de surface, les cultures de couverture améliorent la capacité de rétention des éléments nutritifs. Les cultures de couverture à racines profondes, telles que les Brassicas (par exemple, les moutardes, les radis, les navets), jouent un rôle clé dans le déplacement des macro- et micro-nutriments des profondeurs du sol vers la surface. Des variétés spécifiques d’espèces de moutarde contiennent des concentrations élevées en glucosinolates qui peuvent être utilisées comme un bio-fumigant afin de supprimer les ravageurs et les maladies transmis par le sol, en particulier dans les cultures horticoles. La translocation des nutriments vers le sol de surface ainsi que la fixation de l’azote par les légumineuses améliorent la disponibilité des nutriments pour la culture suivante. Grâce à la transpiration, les cultures de couverture réduisent la teneur en eau du sol, ce qui atténue le lessivage de l’azote vers les eaux souterraines. De plus, les cultures de couverture augmentent le contenu en matière organique du sol, ce qui est important pour la capacité de rétention de l’eau et le cycle des nutriments. Bien que les attributs de santé du sol mentionnés plus haut puissent être améliorés par n’importe quelles plantes, la mise en place d’une culture de couverture à la place d’une jachère permet d’augmenter considérablement la productivité primaire et le niveau des services rendus par les plantes.

Le problème avec les cultures de couverture : Étant donnés tous les avantages que les cultures de couverture peuvent offrir, pourquoi seulement 13,7 % des agriculteurs canadiens déclarent en utiliser (voir la figure 15.22) ? Un des obstacles évident est le coût monétaire. Les cultures de couverture sont cultivées comme des « cultures de services » qui ne sont pas récoltées; par conséquent, elles ne produisent pas de produit commercial ni de revenu pour les agriculteurs. De même, il est très difficile d’attribuer une valeur monétaire aux services écosystémiques fournis par les cultures de couverture. La culture de couverture a des coûts immédiats (ensemencement, plantation, élimination), mais les avantages attendus s’accumulent à long terme et bon nombre de ces avantages sont réalisés hors champ (par exemple, moins d’érosion du sol, moins de ruissellement d’azote et de phosphore vers les eaux de surface) tandis que les coûts sont à la charge de l’agriculteur.

Dans de nombreux climats et systèmes de culture, la période disponible pour la croissance des cultures de couverture est très courte. Pour de nombreuses cultures principales comme le maïs-grain ou dans les régions où la saison de croissance est plus courte, en particulier dans les Prairies et le nord du Canada, il n’y a tout simplement pas beaucoup de temps pour cultiver une culture de couverture. La mise en place de cultures de couverture est encore plus difficile dans le climat semi-aride des Prairies, car elles peuvent réduire la teneur en eau du sol, ce qui limite la productivité des cultures principales. D’autres effets néfastes de l’utilisation de cultures de couverture sur la culture principale comprennent une incidence potentiellement accrue des ravageurs pour certains types de culture et une compétition pour les éléments nutritifs. Les cultures de couverture composées de plantes non-légumineuses, dont la biomasse et le rapport C/N sont élevés, immobilisent l’azote, ce qui rend difficile l’estimation des ajustements nutritifs à l’aide d’engrais synthétiques. Bien que les cultures de couverture de légumineuses, telles que les trèfles et la luzerne, fournissent de l’azote minéral à la culture suivante, il n’existe pas de méthode précise pour estimer les réductions d’apport d’engrais dont l’agriculteur pourrait bénéficier.

L’adoption de cultures de couverture impose au producteur la prise de décisions parfois difficiles; il y a une courbe d’apprentissage et un niveau supplémentaire d’exigence sur le plan de la gestion. Les cultures de couverture nécessitent également du temps et les contraintes de temps augmentent avec la taille des exploitations. Par exemple, au printemps, les résidus de cultures de couverture doivent être gérés et lors de printemps froids et humides, les sols couverts de résidus de plantes se réchauffent et se dessèchent donc plus lentement, ce qui retarde la plantation. De plus, il n’est pas rare d’avoir des cultures de couverture au recouvrement hétérogène, ce qui complique la gestion de la culture suivante. Malgré tout, les praticiens et les chercheurs trouvent des méthodes innovantes pour surmonter ces limitations. En effet, l’adoption de cette pratique est en augmentation, l’utilisation nationale des cultures de couverture ayant augmenté de 5,5 % de 2011 à 2018. Des efforts supplémentaires sont nécessaires pour atténuer ces limitations en développant des solutions agronomiques adaptées au Canada, tout en quantifiant les effets sur l’écosystème du sol et les services des cultures de couverture qui en résultent.

6C-5: Diversité culturale et animale

Bien que les cultures de couverture augmentent la diversité des plantes et améliorent la santé du sol, elles ne remplacent pas une bonne rotation des cultures (c’est-à-dire la diversité des cultures principales). En effet, les cultures de couverture sont présentes dans le sol pendant une période plus courte qu’une culture principale. Une bonne rotation des cultures tient compte de la diversité des plantes dans le temps et dans l’espace. Les normes biologiques canadiennes (CAN/CGSB-32.310-2020) étendent ce concept plus loin, où ce sont les familles de plantes plutôt que les espèces qui doivent être alternées (par exemple, les tomates et les pommes de terre appartiennent à la même famille des Solanacées). Une bonne rotation des cultures permet des augmentations de rendement de l’ordre de 10 % par rapport à une seule culture en continu, et jusqu’à 25 % les années de sécheresse. Ce phénomène est bien connu en agriculture, de sorte que les contrats entre les producteurs et les entreprises qui achètent leurs produits incluent généralement une clause stipulant que la culture ne doit être cultivée dans un champ particulier qu’une fois tous les quatre à cinq ans. De même, dans le sud-ouest de l’Ontario, et bien que les agriculteurs aient l’assise territoriale, les producteurs de tomates de transformation loueront des terres où les solanacées n’ont jamais été cultivées auparavant. Le gain de rendement attendu de 12 à 15 % (comm. pers. Cory Cowan CCA), résultant d’une plus faible présence d’agents pathogènes transmis par le sol et d’une plus faible compaction, compense largement les coûts supplémentaires de location et de transport.

Bien que les avantages à éviter la monoculture soient bien connus, les mécanismes expliquant une augmentation de la productivité primaire avec la diversité des cultures restent peu connus. Un avantage évident est la réduction de la pression des ravageurs dans divers systèmes, en particulier les ravageurs du sol. Un autre facteur contributif, mais moins évident, est la meilleure santé des sols dans des systèmes diversifiés. Les systèmes diversifiés ont généralement des sols plus riches en matière organique. En monoculture, il y a une source unique de carbone pour le sol. Ce manque de diversité des apports de carbone sélectionne donc les communautés microbiennes capables de décomposer exclusivement le carbone provenant de cette source spécifique (rappelez-vous la sélection naturelle de Darwin). Dans des systèmes plus divers, les apports de carbone au sol proviennent de nombreuses sources, ce qui influence la diversité microbienne et sa capacité à utiliser (décomposer) le carbone du sol. La diversité végétale favorise probablement la diversité microbienne et la redondance fonctionnelle. En imitant la nature par l’inclusion d’une plus grande diversité de plantes dans les champs (dans le temps et dans l’espace), nous favorisons la diversification des communautés vivantes du sol. La diversité des communautés conduit à des populations plus stables et confère une résilience aux facteurs de stress abiotiques et biotiques. Il est important de tenir compte à la fois de la diversité temporelle et spatiale – et l’utilisation conjointe de cultures intercalaires, de cultures de couverture et de plantes vivaces aide à traiter les deux. Nous nous étendrons un peu sur les stratégies 6C décrites précédemment et fournirons des exemples de la façon dont la diversité des cultures améliore la santé des sols.

Ce n’est pas seulement combien vous cultivez, mais aussi ce que vous cultivez : Pour renforcer la santé du sol, il ne suffit pas d’avoir une grande diversité végétale; il est plutôt essentiel de cultiver des plantes à forte teneur en carbone et, si possible, d’éviter les cultures qui appauvrissent le sol. Par exemple, le soya est considéré comme une culture qui épuise le sol. Dans les Prairies et ailleurs, de nombreuses espèces de graminées sont connues pour leurs apports élevés en carbone, en particulier les apports souterrains. Une diversité d’espèces végétales signifie qu’il y aura une diversité dans l’architecture racinaire, dans les profondeurs d’enracinement, dans la composition en carbone et dans les exsudats racinaires. Maximiser à la fois la biomasse aérienne et souterraine peut aider à renforcer la santé du sol. Les cultures à racines profondes comprennent le canola, le tournesol, le carthame et la luzerne. Les systèmes racinaires étendus augmentent le volume de la rhizosphère, fournissant une « plus grande table de buffet » aux microbes. Les racines et les apports de carbone qui en résultent renforcent également la structure et l’agrégation du sol, ce qui améliore la résistance du sol aux menaces telles que l’érosion, la compaction et le croûtage.

Blé d’automne : le constructeur du sol dans l’Est du Canada : Des essais à long terme sur les systèmes de travail du sol et de rotation des cultures menés dans le sud-ouest de l’Ontario, ont montré que les rotations comprenant des céréales à petits grains comme le blé d’automne ont des scores de santé du sol 10 % plus élevés (Congreves et al.  2015), plus de carbone organique (Congreves et al.  2017) et 20 % plus d’agrégats stables à l’eau (Figure 15.23 ; Van Eerd et al.  2018). La santé du sol était similaire ou supérieure à celle des rotations comprenant le blé d’automne et une culture de couverture de trèfle rouge, ainsi qu’avec un couvert permanent de luzerne (figure 15.18). Les augmentations de la teneur en carbone organique et de la santé du sol conférées par le blé d’automne ont entraîné des augmentations de rendement d’au moins 10 % pour le maïs-grain et le soya lorsque le blé d’automne était dans la rotation. De plus, les rendements des cultures étaient plus stables pendant les années météorologiques extrêmes et nécessitaient 17 à 22 % moins d’engrais azoté avec le blé d’automne dans la rotation (Gaudin et al.  2015), ce qui peut être attribué à l’amélioration de la santé du sol. Ainsi, le blé d’automne augmente la stabilité et la résilience de l’agroécosystème grâce à l’amélioration de la santé des sols.

Le mécanisme par lequel le blé d’automne améliore la santé du sol est sans aucun doute l’apport accru et diversifié de carbone, car le blé d’automne est une graminée dotée d’un système racinaire étendu. Des rendements plus élevés pour le maïs et le soya lorsque le blé d’automne est dans la rotation vont de pair avec de plus grandes quantités de résidus de culture retournés au sol (des rendements plus élevés correspondent à des plantes plus grandes et à plus de carbone). Comme nous l’avons mentionné précédemment, l’inclusion du blé d’automne dans la rotation permet l’apport dans le sol de différents composés carbonés à différents moments de l’année. Le blé d’automne est semé en septembre, ce qui fournit des apports de carbone à une période de l’année où les autres rotations seraient en jachère. Enfin, le blé d’automne protège les sols pendant la période de l’année où les forces érosives du vent et de l’eau sont particulièrement fortes (de l’automne au début du printemps). Notez les similitudes avec les cultures de couverture et les plantes pérennes (reportez-vous aux deux sections précédentes).

Encore plus de façons d’augmenter la diversité des cultures : En plus d’une bonne rotation des cultures, la mise en place de mélanges de cultures peut être réalisée de différentes manières. La polyculture et les cultures intercalaires sont des techniques dans lesquelles deux cultures ou plus sont cultivées simultanément sur la même parcelle, tandis que les cultures relais et séquentielles impliquent la présence de deux cultures ou plus au cours de la même saison (Figure 15.19). Ceci correspond par exemple à la culture intercalaire de courges et de blé d’automne. Bien que le rendement du blé soit réduit pour permettre la plantation des courges au début du mois de juin, la production de courges présente des avantages. À la récolte du blé en juillet, les tiges de courge s’allongent et les fruits se développent sur les résidus de culture plutôt que sur le sol. Ce système présente l’avantage de réduire la transmission des maladies de la courge transmises par le sol et diminue le travail lors de la récolte car il y a moins de terre à nettoyer à la surface des fruits. Dans les Prairies, les pois chiches et le lin se sont révélés prometteurs comme système de culture intercalaire grâce à l’utilisation d’un équipement spécial pour séparer les grains à la récolte. Les polycultures sont des mélanges de plantes, cultivées principalement pour leurs bénéfices écologiques spécifiques. Certains agriculteurs utilisent les polycultures comme mélange de cultures de couverture ou comme culture fourragère, tandis que d’autres utilisent des bandes de polycultures en bordure des champs pour améliorer la diversité biologique. La principale critique adressée à ces systèmes est la perte de surface cultivée. Néanmoins, certaines plantes et mélanges de plantes favorisent les insectes bénéfiques contribuant à la lutte antiparasitaire.

Il n’y a pas que les plantes qui sont importantes, les animaux aussi : Un système diversifié comprend également des animaux. Le pâturage a des effets positifs sur la productivité primaire et sur des apports de carbone souterrains par les plantes. De plus, la présence d’animaux dans le système permet au carbone de retourner au sol par le biais des excréments et du fumier. Ceci est détaillé dans la section sur la couverture végétale permanente, laquelle est souvent broutée ou utilisée comme fourrage dans les systèmes d’élevage (par exemple, la luzerne cultivée pour l’alimentation du bétail), ainsi que dans la section sur les composts et les amendements, qui sont souvent du matériel végétal qui a été partiellement décomposé ou transformé par les animaux.

Défis : Comme pour les autres pratiques de gestion durable des sols 6C, la décision de diversifier les rotations de cultures repose sur de nombreux facteurs. Cultiver différentes cultures étale les finances et la main-d’œuvre dans le temps parce que les cultures sont plantées et récoltées à des moments différents, ce qui peut être considéré comme un avantage (moins de pénurie de temps à un moment donné) ou un inconvénient (main-d’œuvre nécessaire sur une période plus longue). De nombreuses cultures nécessitent un équipement de plantation ou de récolte spécialisé, ce qui nécessite un investissement en capital et un entretien de routine. Deux autres aspects importants à prendre en considération sont l’accès au marché et la fluctuation des prix. Quoi qu’il en soit, à long terme, des avantages pour la santé des sols sont attendus avec des systèmes diversifiés.

6C–6: Compost et amendements

En utilisant la définition la plus simple, un amendement organique est tout matériau à base de carbone apporté au sol. Les composts sont un type d’amendement organique qui a été partiellement décomposé avant l’application. Ainsi, on comprend facilement que l’application de composts et d’amendements organiques soit en lien direct avec le principe d’accumulation de carbone permettant d’entretenir la santé des sols (Tableau 15.3). Le plus souvent, les sources de matière carbonée sont largement considérées comme des « déchets » provenant de diverses sources telles que les humains, les aliments, les plantes, les animaux (Tableau 15.5), et le sol est considéré comme « le destinataire » de ces déchets. Il est regrettable que ces précieuses sources de carbone soient considérées comme des déchets plutôt que comme une ressource essentielle pour la santé des sols. Cette vision doit vraiment changer si nous voulons progresser dans l’amélioration de la santé des sols et leur remise en état (voir le Chapter 16 pour plus d’informations sur la remise en état des sols). Dans cette section, vous découvrirez les différents types d’amendements, les divers mécanismes par lesquels le compost et les amendements améliorent la santé du sol, ainsi que les défis opérationnels ou les obstacles à l’adoption de cette pratique.

Table 15.5. Principaux types d’amendements disponibles au Canada

Pourquoi s’embêter à composter? Les amendements organiques peuvent être appliqués directement (par exemple, les déchets après le tri et l’emballage des légumes à la ferme) ou ils peuvent être transformés, généralement pour en faciliter le transport et l’application. Le compostage est une forme courante de traitement. Le compostage est un processus de décomposition aérobie réalisé par des micro-organismes qui donnent une matière organique stable. Il nécessite le contrôle des concentrations d’oxygène, de l’humidité, de la température et des rapports carbone/azote (Figure 15.25); il ne suffit pas de laisser un tas de fumier en place pendant une période indéterminée. Au fur et à mesure que les matériaux se décomposent et que le dioxyde de carbone se dégage, les odeurs sont minimisées, les charges pathogènes sont réduites (cela nécessite des températures élevées), l’eau s’évapore ou est lessivée et le volume total de matériaux est réduit d’environ 50 %, ce qui concentre les nutriments. Pour la plupart des praticiens, les réductions d’agents pathogènes et de volume sont les principales raisons du compostage. Étant donné que les matériaux les plus labiles sont décomposés en premier, le matériau restant (c’est-à-dire le compost) est relativement stable. Les nutriments sont principalement sous leur forme organique par opposition à la forme minérale, et ne sont donc pas aussi facilement disponibles pour les plantes (rappelez-vous le Chapitre 7 Cycle des nutriments). Du point de vue de la gestion des cultures, la disponibilité des nutriments provenant du fumier composté est généralement plus élevée les années 2 et 3 que l’année d’application. Par conséquent, le moment de l’application par rapport à l’absorption des éléments nutritifs par la culture est important.

Comment les amendements organiques améliorent-ils la santé du sol? Comme les autres pratiques 6C de la santé du sol, les amendements organiques améliorent la santé du sol par le biais de plusieurs mécanismes. Le plus évident et le plus influent est probablement l’augmentation de la teneur en carbone du sol, qui améliore la porosité du sol, sa capacité de rétention d’eau, son activité microbienne, sa CEC et sa disponibilité des nutriments. Des améliorations physiques de la santé du sol sont attendues en raison de la nature complexe des matières organiques composant l’amendement. Par exemple, l’utilisation de biosolides dans une prairie semi-aride en Colombie-Britannique a augmenté la taille et la stabilité des agrégats du sol, en raison des concentrations plus élevées de carbone et d’azote dans les agrégats (Wallace et al.  2009). L’application en surface d’amendements organiques améliore aussi la disponibilité de l’eau et des nutriments, et favorise la croissance des plantes, qui à leur tour augmentent les apports de carbone au sol (voir couverture végétale permanente). Des méta-analyses ont montré que la teneur en carbone organique du sol était positivement corrélée à la quantité de carbone appliquée au fil du temps (Maillard et Angers, 2014) et que les amendements amélioraient la santé des sols via divers attributs biologiques, chimiques et physiques (Norris et Congreves, 2018) (Figure 15.26). Les effets positifs des amendements organiques sur la santé des sols et la productivité des cultures peuvent être durables (des décennies) et atténuent les effets négatifs de l’érosion (Larney et Olson, 2018).

Les amendements organiques modifient les communautés microbiennes du sol et, selon le degré de décomposition, peuvent stimuler l’activité microbienne dans les sols. Par exemple, il a été constaté dans une étude en serre au Québec, Canada, que le biochar favorise l’établissement de bactéries bénéfiques pour les plantes et augmente la richesse bactérienne (Lévesque et al.  2020). Ceci résulte probablement de l’augmentation du nombre de micro-niches écologiques et de la disponibilité des éléments nutritifs dans le milieu de culture à base de tourbe. Au Nouveau-Brunswick, les applications d’amendements organiques sur le terrain ont efficacement supprimé les maladies de la pomme de terre transmises par le sol. Dans ces champs, le niveau de suppression des maladies était lié à la quantité de carbone dans le compost, plutôt qu’à sa qualité (par exemple, le rapport C/N, le degré de décomposition) (Wilson et al.  2018). De même, dans les champs de tomates de transformation de l’Ontario avec un complexe de maladies transmises par le sol, les rendements des cultures ont été améliorés par l’application d’amendements organiques, ce qui a été attribué aux changements apparus dans la rhizosphère et dans la communauté de micro-organismes ayant colonisés les racines (Van Eerd et al.  2021 – données non publiées). Ainsi, bien qu’il soit généralement admis que les amendements organiques influencent les communautés microbiennes du sol, il existe des preuves qu’ils pourraient également être bénéfiques dans la suppression des maladies.

L’effet d’un amendement sur la santé du sol dépend non seulement de la quantité de carbone appliquée, mais de nombreux autres facteurs, notamment le climat, le type de végétation, le pH du sol, la communauté microbienne du sol, etc. L’application d’amendements spécifiques au site peut être bénéfique. Dans leur étude de divers amendements, Larney et Angers (2012) suggèrent que les sols dégradés tirent le plus grand bénéfice des composts et des amendements organiques aussi bien sur le plan de la santé du sol que sur celui de la productivité primaire. Ainsi, il existe une possibilité d’application spécifique au site dans les zones dégradées d’un champ (telles que les buttes sableuses ou les zones compactées) (Figure 15.27A).

Des choix, des choix, des choix : Avec autant de sources d’amendements disponibles (Tableau 15.5) et avec autant de matériaux différents dans chaque type d’amendement (par exemple, liquide, bouillie, solide), les possibilités semblent infinies. Le choix de ce qu’il faut appliquer dépend à la fois des conditions du sol et de la composition de l’amendement, notamment du pH, ainsi que de leurs concentrations en éléments nutritifs, sels et métaux lourds. Les taux d’application peuvent reposer sur la teneur en carbone ou en matière organique, mais sont souvent basés sur les teneurs en nutriments (en particulier N, P). Le choix de l’amendement à appliquer dépend des défis à relever (énumérés ci-dessous), de la disponibilité et, bien sûr, des coûts.

Défis : Comme pour toute décision de gestion, il y a des compromis à considérer lors de l’utilisation d’amendements organiques. Les amendements, notamment d’origine animale ou humaine, contiennent des agents pathogènes. Bien que le compostage minimise la charge en pathogènes, les pratiques de gestion doivent minimiser leur présence dans la culture et dans l’environnement. Les règles et régulations provinciales concernant la méthode et le moment de l’épandage du fumier et des biosolides font en sorte de minimiser le risque de déplacement d’agents pathogènes et de nutriments hors du champ et de réduire les odeurs. Par exemple, le moment de l’application sur le sol est souvent limité aux périodes de l’année où les cultures ne sont pas cultivées (c’est-à-dire au printemps ou à l’automne). Dans de nombreuses régions, les sols sont humides au printemps et à la fin de l’automne, de sorte que l’application d’amendements peut entraîner une compaction du sol. La compaction du sol est exacerbée, car les amendements organiques sont volumineux et nécessitent un équipement d’application spécialisé et lourd. De plus, afin de minimiser les odeurs et les pertes de nutriments, un travail du sol peut être nécessaire pour incorporer l’amendement (rappel réduction de la compaction et effets du travail de conservation du sol).

Bien qu’une quantité importante d’amendement organique soit nécessaire pour observer des améliorations de la santé du sol, certains nutriments (par exemple, P et K) et des métaux lourds (en particulier Zn) s’accumulent dans le sol. Des niveaux excessifs peuvent présenter un risque pour la santé humaine et animale, et pour l’environnement. De même, certains amendements sont riches en sels, qui peuvent brûler les plantes et créer des problèmes de salinité dans les climats semi-arides. Enfin, bien que les coûts et les avantages liés à l’apport d’éléments nutritifs soient immédiats, les avantages des amendements pour la santé du sol s’accumulent généralement au fil du temps et après des applications répétées. Les coûts représentent un réel problème pour les producteurs avec une faible trésorerie, cependant, on peut s’attendre à ce que les investissements dans la santé des sols entraînent une augmentation de la productivité primaire et de la résilience du système sur le long terme, ce qui n’est pas sans rappeler les autres stratégies de gestion de la santé des sols 6C.

Autres approches de gestion durable des sols

En plus des stratégies 6C, il existe d’autres approches qui peuvent être utilisées pour améliorer la santé du sol (tableau 15.6). Ces pratiques peuvent s’appliquer sur les terres cultivées ou en périphérie. Beaucoup ciblent les zones problématiques d’un champ et ne sont pas toujours applicables. Comme pour les stratégies 6C, des considérations holistiques doivent être prises en compte lors de la décision d’adopter l’une de ces approches.

Table 15.6. Autres approches pouvant être utilisées pour aider à rétablir la santé des sols

RÉSUMÉ

La santé des sols est un concept important car il nous oblige à considérer le sol comme un système vivant intégrant des propriétés biologiques, chimiques et physiques. Nous pouvons mesurer et comparer la santé du sol en utilisant des évaluations visuelles du sol, des tests de santé du sol ou en utilisant des scores intégrés calculés à partir de plusieurs indicateurs de santé du sol. Grâce à la capacité du sol à fonctionner et à fournir des services écologiques, la santé du sol relie les gens et leurs décisions de gestion, aux plantes et aux animaux.

Les pratiques de gestion individuelles influençant la santé du sol peuvent être classées en utilisant le cadre des stratégies de gestion 6C : réduction de la Compaction, travail de Conservation du sol, Couverture végétale permanente, cultures de Couverture, diversité des Cultures et des animaux, et Compost et amendements. Chacune de ces stratégies de gestion présente des avantages et des défis. Les pratiques 6C peuvent être mises en œuvre individuellement ou, idéalement, en combinaison. Comme vous l’avez probablement remarqué, il y a beaucoup de connexions entre les pratiques 6C. Par exemple, l’utilisation de cultures de couverture augmentera la durée de couverture du sol par des plantes et ajoutera de la diversité aux cultures. Le calendrier de mesure des réponses aux nouvelles pratiques de gestion de la santé des sols varie de plusieurs années à plusieurs décennies selon les pratiques de gestion, les caractéristiques du sol, le système de culture et l’environnement local. Mais, l’adoption de l’une des pratiques 6C aura un impact positif.

C’est une période passionnante pour en apprendre plus sur la santé des sols. Lorsque nous discutons de la santé des sols avec des agriculteurs, des agronomes, des défenseurs de l’environnement et des jardiniers, nous entendons souvent d’eux « j’aurais aimé avoir appris cela quand j’étais à l’école ou à l’université ». Nous sommes convaincus que la santé du sol sera dans votre esprit lors de votre prochaine interaction avec le sol. La science du sol innove continuellement. Nos connaissances sur la santé des sols et les outils dont nous disposons pour les caractériser vont augmenter de façon exponentielle au cours de votre vie. Nous vous invitons à affiner votre connaissance du sol et à nous rejoindre pour faire ces nouvelles découvertes.

RÉFÉRENCES

Andrews, S.S., D.L. Karlen, and J.P. Mitchell. 2001. A comparison of soil quality indexing methods for vegetable production systems in Northern California. Agriculture, Ecosystems and Environment 1760: 1-21.

Bünemann, E.K., Bongiorno, G., Bai, Z., Creamer, R.E., De Deyn, G., de Goede, R., Fleskens, L., Geissen, V., Kuyper, T.W., Mäder, P., Pulleman, M., Sukkel, W., van Groenigen, J.W., and Brussaard, L. 2018. Soil quality – A critical review. Soil Biol. Biochem. 120: 105–125. Pergamon. doi:10.1016/J.SOILBIO.2018.01.030.

Camberato, J.J., Gagnon, B., Angers, D.A., Chantigny, M.H., and Pan, W.L. 2006. Pulp and paper mill by-products as soil amendments and plant nutrient sources. Can. J. Soil Sci. 86: 641–653.  NRC Research Press Ottawa, Canada . doi:10.4141/S05-120.

Cattani, D.J., and Asselin, S.R., 2017. Extending the growing season: Forage seed production and perennial grains. Can. J. Plant Sci. 98: 235–246. doi.org/10.1139/cjps-2017-0212

Chahal, I., and Van Eerd, L.L. 2018. Evaluation of commercial soil health tests using a medium-term cover crop experiment in a humid, temperate climate. Plant Soil 427: 351–367. Springer International Publishing. doi:10.1007/s11104-018-3653-2.

Chahal, I., and Van Eerd, L.L. 2019. Quantifying soil quality in a horticultural-cover cropping system. Geoderma 352: 38–48. Elsevier. doi:10.1016/J.GEODERMA.2019.05.039.

Chahal, I., Hooker, D.C., Deen, B., Janovicek, K., and Van Eerd, L.L. 2021. Long-term effects of crop rotation, tillage, and fertilizer nitrogen on soil health indicators and crop productivity in a temperate climate. Soil Tillage Res. 213, 105121. https://doi.org/10.1016/j.still.2021.105121

Chahal, I., Vyn, R.J., Mayers, D., and Van Eerd, L.L. 2020. Cumulative impact of cover crops on soil carbon sequestration and profitability in a temperate humid climate. Sci. Rep. 10:13381| https://doi.org/10.1038/s41598-020-70224-6.

Chen, G., and Weil, R.R. 2010. Penetration of cover crop roots through compacted soils. Plant Soil 331: 31–43. Springer. doi:10.1007/s11104-009-0223-7.

Congreves, K.A., Hayes, A., Verhallen, E.A., and Van Eerd, L.L. 2015. Long-term impact of tillage and crop rotation on soil health at four temperate agroecosystems. Soil Tillage Res. 152. doi:10.1016/j.still.2015.03.012.

Congreves, K.A., Hooker, D.C., Hayes, A., Verhallen, E.A., and Van Eerd, L.L. 2017. Interaction of long-term nitrogen fertilizer application, crop rotation, and tillage system on soil carbon and nitrogen dynamics. Plant Soil 410: 113–127. doi:10.1007/s11104-016-2986-y.

Cresswell, H., and Kirkegaard, J. 1995. Subsoil amelioration by plant-roots-the process and the evidence. Soil Res. 33: 221–239. [Online] Available: http://www.publish.csiro.au/sr/SR9950221.

Doran, J.W., Sarrantonio, M., and Liebig, M.A. 1996. Soil Health and Sustainability. Adv. Agron. 56: 1–54. doi:10.1016/S0065-2113(08)60178-9.

Fox, C.A., Tarnocai, C., Broll, G., Joschko, M., Kroetsch, D., and Kenney, E. 2014. Enhanced A Horizon Framework and Field Form for detailed field scale monitoring of dynamic soil properties. Canadian Journal of Soil Science 94: 189-208.

Gaudin, Tolhurst, T.., Ker, A.P., Janovicek, K., Tortora, C., Martin, R.C., and Deen, W. 2015. Increasing crop diversity mitigates weather variations and improves yield stability. PLoS One 10: e0113261. doi:10.1371/journal.pone.0113261.

Halde, C., Bamford, K.C., and Entz, M.H. 2015. Crop agronomic performance under a six-year continuous organic no-till system and other tilled and conventionally-managed systems in the northern Great Plains of Canada. Agric. Ecosyst. Environ. 213: 121–130. Elsevier. doi:10.1016/J.AGEE.2015.07.029.

Halde, C., Gagné, S., Charles, A., and Lawley, Y. 2017. Organic No-Till Systems in Eastern Canada: A Review. Agriculture 7: 36. Multidisciplinary Digital Publishing Institute. doi:10.3390/agriculture7040036.

Haney, R. L. , Haney, E. B. , Hossner, L. R. and Arnold, J. G. 2010. ‘Modifications to the New Soil Extractant H3A-1: A Multinutrient Extractant’, Communications in Soil Science and Plant Analysis, 41: 12, 1513-1523.

Idowu, O.J., Van Es, H.M., Abawi, G.S., Wolfe, D.W., Schindelbeck, R.R., Moebius-Clune, B.N., Gugino, B.K. 2009. Use of an integrative soil health test for evaluation of soil management impacts. Renew. Agri. Food Syst. 24, 214-224.

Janzen, H.H. 2001. Soil science on the Canadian prairies – Peering into the future from a century ago. Can. J. Soil Sci. 81: 489–503.  NRC Research Press Ottawa, Canada . doi:10.4141/S00-054.

King, A.E., Congreves, K.A., Deen, B., Dunfield, K.E., Voroney, R.P., and Wagner-Riddle, C. 2019. Quantifying the relationships between soil fraction mass, fraction carbon, and total soil carbon to assess mechanisms of physical protection. Soil Biol. Biochem. 135: 95–107. Pergamon. doi:10.1016/J.SOILBIO.2019.04.019.

Larney, F.J., and Angers, D.A. 2012. The role of organic amendments in soil reclamation: A review. Can. J. Soil Sci. 92: 19–38.  Agricultural Institute of Canada . doi:10.4141/cjss2010-064.

Larney, F.J., and Olson, A.F. 2018. Wheat yield and soil properties reveal legacy effects of artificial erosion and amendments on a dryland Dark Brown Chernozem. Can. J. Soil Sci. 98: 663–677. Canadian Science Publishing65 Auriga Drive, Suite 203, Ottawa, ON K2E 7W6. doi:10.1139/cjss-2018-0025.

Lévesque, V., Jeanne, T., Dorais, M., Ziadi, N., Hogue, R., and Antoun, H. 2020. Biochars improve tomato and sweet pepper performance and shift bacterial composition in a peat-based growing medium. Appl. Soil Ecol. 153: 103579. Elsevier. doi:10.1016/J.APSOIL.2020.103579.

Maillard, É., and Angers, D.A. 2014. Animal manure application and soil organic carbon stocks: a meta-analysis. Glob. Chang. Biol. 20: 666–679. John Wiley & Sons, Ltd. doi:10.1111/gcb.12438.

Mechler, M.A.A., Jiang, R.W., Silverthorn, T.K., and Oelbermann, M. 2018. Impact of biochar on soil characteristics and temporal greenhouse gas emissions: A field study from southern Canada. Biomass and Bioenergy 118: 154–162. Pergamon. doi:10.1016/J.BIOMBIOE.2018.08.019.

Moebius-Clune, B., Moebius-Clune, D.J., Gugino, B., Idowu, O., Schindelbeck, R., Ristow, A., van Es, H., Thies, J., Shayler, H.A., McBride, M.B., Wolfe, D., and Abawi, G. 2016. Comprehensive Assessment of Soil Health The Cornell Framework Manual. 3rd edition. Cornell University, Ithica, New York. [Online] Available: http://www.scs.cals.cornell.edu [2016 Nov. 7].

Norris, CE, Bean, GM, Cappellazzi, SB, Cope, M, Greub, KLH, Liptzin, D, Rieke, EL, Tracy, PW, Morgan, CLS, Honeycutt, CW. 2020. Introducing the North American project to evaluate soil health measurements. Agronomy Journal. 112: 3195– 3215. https://doi.org/10.1002/agj2.20234.

Norris, C.E., and Congreves, K.A. 2018. Alternative Management Practices Improve Soil Health Indices in Intensive Vegetable Cropping Systems: A Review. Front. Environ. Sci. 6: XXX. Frontiers. doi:10.3389/fenvs.2018.00050.

Ogle, S.M., Alsaker, C., Baldock, J., Bernoux, M., Breidt, F.J., McConkey, B., Regina, K., and Vazquez-Amabile, G.G. 2019. Climate and Soil Characteristics Determine Where No-Till Management Can Store Carbon in Soils and Mitigate Greenhouse Gas Emissions. Sci. Rep. 9: 11665. Nature Publishing Group. doi:10.1038/s41598-019-47861-7.

Reicosky, D.C. 2015. Conservation tillage is not conservation agriculture. J. Soil Water Conserv. 70: 103A-108A. Soil and Water Conservation Society. doi:10.2489/jswc.70.5.103A.

Sarrantonio, M., J.W. Doran, M.A. Liebig, and J.J. Halvorson. 1996. On-farm assessment of soil quality and health. p.83-106. In: J.W. Doran and A.J. Jones (eds.) Methods for assessing soil quality. SSSA Spec. Publ. 49.

Savage, C.S. 2011. Prairie : A Natural History. Greystone Books.

Statistics Canada. Tillage practices used to prepare land for seeding (Table 32-10-0408-01) https://doi.org/10.25318/3210040801-eng https://www150.statcan.gc.ca/n1/pub/95-634-x/2017001/article/54903/catm-ctra-390-eng.htm

Thiessen Martens, J.R., Entz, M.H., and Wonneck, M.D., 2015. Review: Redesigning Canadian prairie cropping systems for profitability, sustainability, and resilience. Can. J. Plant Sci. 95, 1049–1072. doi.org/10.4141/CJPS-2014-173

Van Eerd, L.L., DeBruyn, A.H., Ouellette, L., Hooker, D.C., and Robinson, D.E. 2018. Quantitative and qualitative comparison of three wet aggregate stability methods using a long-term tillage system and crop rotation experiment. Can. J. Soil Sci. 98: 738–742.  doi:10.1139/cjss-2018-0101.

Van Eerd, L.L., Y. Zhou, A.L. Turnbull, D.M. Johnston-Monje, G. Lazarovitz, S.A. Loewen. (n.d.). Managing tomato vine decline with soil amendments and transplant treatments: Elucidating impact on fruit yield, quality, and plant-associated microbial communities. Canadian Journal of Plant Science. (In revision: August 10, 2021)

Wallace, B.M., Krzic, M., Forge, T.A., Broersma, K., and Newman, R.F. 2009. Biosolids increase soil aggregation and protection of soil carbon five years after application on a crested wheatgrass pasture. J. Environ. Qual. 38: 291–8. J Environ Qual. doi:10.2134/jeq2007.0608.

Wilson, C., Zebarth, B.J., Goyer, C., and Burton, D.L. 2018. Effect of Diverse Compost Products on Soilborne Diseases of Potato. Compost Sci. Util. 26: 156–164. Taylor & Francis. doi:10.1080/1065657X.2018.1432430.

À Propos des Auteures

Laura L. Van Eerd, Professeure, École des Sciences de l’Environnement. Université de Guelph, campus de Ridgetown

L’objectif de mon programme de recherche est d’approfondir les connaissances sur le cycle de l’azote et du carbone dans les systèmes agricoles. J’ai publié plus de 50 articles évalués par des pairs (dont le meilleur article de l’année 2018 dans la Revue canadienne des sciences végétales), supervisé plus de 20 étudiants diplômés et reçu le Prix d’Excellence en Enseignement Pitblado. Mes recherches ont contribué à des documents stratégiques clés sur la santé des sols et les cultures de couverture. En reconnaissance de mon impact, j’ai été nommée l’une des six femmes les plus influentes de l’agriculture canadienne en 2020.

Quel genre de travail fais-tu? En tant que professeur de gestion durable des sols, mon programme de recherche se concentre sur la compréhension de l’impact des diverses pratiques utilisées par les agriculteurs sur leurs sols et leurs cultures. Ainsi, mes recherches font le pont entre l’agronomie et la science du sol. Je suis ravi d’être codirectrice exécutive de Soils AT Guelph, une initiative visant à promouvoir les connaissances sur la santé des sols en réunissant des chercheurs et des agriculteurs. En tant que directrice du programme de recherche de l’Ontario Agri-Food Innovation Alliance, je dirige la thématique Soil and Water Stewardship en examinant et en attribuant des projets de recherche d’une valeur de plus d’un million de dollars par an. J’ai une carrière très enrichissante où chaque jour peut être différent; de l’enseignement à la recherche en passant par la vulgarisation scientifique.

Qu’aimiez-vous faire quand vous étiez enfant ? En tant qu’enfant ayant grandi sur une ferme, mon activité préférée était d’explorer les environs. C’est probablement pourquoi je suis une scientifique aujourd’hui. Ma sœur cadette et moi adorions jouer dans les champs, faire des tartes à la boue, creuser pour trouver des vers de terre ou briser les croûtes du sol. N’oubliez pas de vous émerveiller devant les motifs étranges que le sol produit en se courbant lorsqu’une zone humide a fini par sécher. Cela me fascinait de voir comment le même sol pouvait être si différent; léger et pelucheux après le travail du sol, spongieux après une pluie, mais plus tard dans la saison, parcouru de fissures géantes lorsque sec. Le simple fait d’y penser me ramène au champ derrière la maison de la ferme familiale.

Kate A. Congreves, Professeure adjointe, Département des Sciences Végétales, Université de la Saskatchewan

Je suis professeure adjointe au Département des sciences végétales de l’Université de la Saskatchewan. J’ai grandi dans une petite ferme en Ontario et j’ai ensuite obtenu un B.Sc. en biologie et un B.Ed. de l’Université Queen, puis un doctorat en sciences des ressources terrestres de l’Université de Guelph. Je me spécialise en agronomie environnementale et je me concentre sur le cycle des nutriments et l’utilisation des nutriments par les cultures, la santé des sols et les émissions de gaz à effet de serre dans les agroécosystèmes. Mon programme de recherche est de comprendre les mécanismes qui régulent les transformations des nutriments et du carbone, et les implications pour les services écosystémiques du sol.

Quel genre de travail fais-tu? En tant que professeure d’agronomie environnementale, je recherche des pratiques agricoles qui améliorent la production alimentaire de manière respectueuse de l’environnement. Je conçois des expériences et mesure le cycle des nutriments, la santé des sols et les émissions de gaz à effet de serre dans le but de comprendre l’agriculture régénérative. J’apprécie que mon travail se déroule dans divers contextes : sur le terrain, en laboratoire, en classe et au bureau— qui se réunissent pour faire du sens sous la forme de la formation des étudiants, de découvertes, de collaborations et d’impacts sur l’industrie et l’environnement.

Comment vous êtes-vous intéressée aux sciences du sol ? Mon intérêt pour la science du sol remonte à mes premières années, quand, enfant, je jardinais avec ma mère. Nous plantions presque tous les légumes auxquels je pouvais penser et nous nous en occupions tout l’été. Je me souviens avoir créé des réseaux de sentiers dans le sol entre les rangées de plantes, où mon frère et moi conduisions nos petites voitures et nos camions Tonka. Le sol était notre grand terrain de jeu ! Nous le déplacions, le poussions contre les racines des plantes, enlevions les mauvaises herbes et chassions les vers de terre qui apparaissaient toujours après la pluie. Parfois, nous étendions nos pistes jusqu’au tas de compost à l’arrière, où nos citrouilles semblaient pousser plus voracement que partout ailleurs. Immergé dans ce jardin, j’ai commencé à penser au sol, à considérer différents aspects des plantes et à apprécier l’environnement. Je suis reconnaissante de cette expérience et de pouvoir l’appliquer à ma carrière aujourd’hui.

Melissa M. Arcand, Professeure adjointe, Département des Sciences du Sol, Université de la Saskatchewan

Je suis biogéochimiste du sol avec des intérêts de recherche axés sur le cycle des nutriments, le stockage du carbone et la santé des sols dans les agroécosystèmes. J’ai grandi sur une ferme de la nation crie de Muskeg Lake, dans le centre de la Saskatchewan, territoire du Traité 6, et j’ai obtenu mon doctorat en sciences du sol de l’Université de la Saskatchewan où je suis maintenant chercheuse et enseignante. Je suis conseillère pédagogique pour les étudiants du programme Kanawayihetaytan Askiy, conçu pour former des étudiants à travailler dans la gestion des ressources et la gouvernance des terres dans les communautés autochtones à travers le Canada.

Quel genre de travail fais-tu? Je peux faire des recherches passionnantes et participer à l’enseignement des sciences du sol aux étudiants, mais je travaille également en étroite collaboration avec des étudiants autochtones dans le domaine de la gestion des terres et des ressources dans les communautés des Premières Nations.

Quelle est la chose la plus excitante dans votre travail ? La chose la plus excitante dans mon travail est de voir les étudiants s’intéresser au sol pour la première fois – généralement lorsque nous sommes ensemble sur le terrain en train de nous salir les mains !

Quel est votre sol préféré ? Mon sol préféré est l’association Blaine Lake, qui est un chernozem noir développé sur des matériaux parentaux lacustres à texture moyenne – et c’est le sol qui a soutenu une grande partie de la ferme de ma famille.

Yvonne Lawley, Professeure Adjointe, Département des Sciences Végétales, Université du Manitoba

Mon domaine de recherche est l’agronomie et les systèmes de culture avec un accent sur les cultures telles que le soja, le maïs et le blé, et une gamme de pratiques de gestion des sols allant de la gestion des résidus, du travail du sol en bandes, aux cultures de couverture. Ma recherche implique à la fois de la recherche agronomique sur de petites parcelles et sur le terrain à la ferme. J’aime communiquer les résultats de mes recherches à un large éventail de publics, notamment des agriculteurs, des agronomes, des scientifiques dans diverses disciplines, et en particulier dans les salles de classe où j’enseigne à l’Université du Manitoba.

Quel genre de travail fais-tu? En tant que professeure, j’enseigne quotidiennement la production végétale et la gestion des sols. Il peut s’agir d’une grande classe, d’une petite classe, du mentorat d’étudiants diplômés ou d’une présentation devant des agronomes et des agriculteurs. J’aime mon travail parce que je peux aussi poser de nouvelles questions et apprendre un peu plus chaque jour. Je travaille avec des étudiants diplômés pour rechercher de nouvelles façons de cultiver des aliments fiables pour les agriculteurs, bons pour notre environnement et sains à manger. Ma recherche porte sur les moyens d’améliorer la gestion des cultures et des sols dans les Prairies canadiennes. Les agriculteurs doivent prendre de nombreuses décisions sur la façon de faire pousser leurs cultures. Certaines des décisions que nous examinons dans mes recherches comprennent : les taux de semis, les dates de plantation, la fertilisation, la rotation des cultures, les cultures de couverture et la gestion des résidus. Je suis toujours ravi de dire aux agriculteurs ce que nous avons appris de nos expériences et d’entendre leurs nouvelles questions à propos de la croissance des cultures ou de la gestion des sols sur leurs fermes.

Qu’aimiez-vous faire quand vous étiez enfant ? Quand j’étais jeune, j’adorais collectionner des objets de la nature. J’avais une collection de pierres. Je ramassais des bâtons partout où je les trouvais. J’ai passé des heures à chercher des glands sous le chêne devant chez moi. Il y avait tellement de types différents de fleurs, de feuilles et de plantes à trouver dans le jardin. Quand j’étais à l’école et à l’université, j’adorais apprendre à identifier, comparer et organiser toutes ces choses que je trouvais dans la nature.

Caroline Halde, Professeure, Département de phytologie Université Laval

Je suis professeure agrégée en agroécologie à l’Université Laval à Québec, QC, Canada. J’ai grandi sur une ferme laitière biologique près de Montréal, QC et j’ai obtenu un B.Sc. en agronomie de l’Université Laval, une M.Sc. en agriculture de l’Université Dalhousie et un doctorat en phytologie de l’Université du Manitoba. J’ai terminé des études postdoctorales en écologie végétale à l’Université Cornell, travaillant sur le contrôle des mauvaises herbes dans les systèmes d’agriculture biologique. Mes intérêts de recherche sont interdisciplinaires et comprennent l’agronomie, la santé des sols, l’écologie des mauvaises herbes et les cultures de couverture.

Quel genre de travail fais-tu? En tant que professeure d’université, j’encadre des étudiants dans leur apprentissage de l’agriculture. Je dirige le Laboratoire d’agroécologie de l’Université Laval, une équipe de recherche qui étudie l’impact des pratiques agricoles sur la santé des sols et la production agricole. Avec mon équipe, je conçois et réalise des expériences sur le terrain et en laboratoire pour tester des pratiques agricoles innovantes, en collaboration avec des agriculteurs et agricultrices. J’enseigne également l’agriculture écologique aux étudiants de premier cycle et des cycles supérieurs. Enfin, je siège à plusieurs comités universitaires, accomplissant diverses tâches administratives.

Quel est votre sol préféré ? Mon sol préféré est le Sainte-Rosalie, un gleysol humique orthique trouvé dans la vallée du Saint-Laurent au Québec, Canada. Ce Gleysol est issu des dépôts marins accumulés à l’époque de la mer de Champlain. C’est un sol bien structuré, avec une argile très fine, mal drainé et riche en matière organique dans l’horizon superficiel. Lorsqu’ils sont drainés, les sols de la série Sainte-Rosalie sont très fertiles. Il s’agit de la 3e plus importante série de sols parmi les sols cartographiés au Québec. Le sol Sainte-Rosalie, présent sur ma ferme familiale dans le sud du Québec, est cultivé par mes ancêtres depuis plus de 200 ans.