La rotation des cultures

Diversification des cultures au sein des rotations : un nécessaire retour à l’agronomie

La monoculture implique donc une grande perte au niveau de la biodiversité et de la durabilité.

Les successions culturales et le développement de mosaïques de cultures diversifiées permettent de répondre au double enjeu agro-économique et agro-écologique. En réduisant les risques de développement des ravageurs, des maladies et des adventices et par voie de conséquence les besoins en intrants, la diversification des cultures au sein des rotations peut permettre d’optimiser les marges des systèmes de cultures dans un contexte de prix des intrants a la hausse. De plus, les rotations diversifiées permettent de limiter l’apparition de certains ravageurs (chrysomèle du mais par exemple) et le développement de résistances (vulpins, ray-grass…) entrainant des pertes de rendement et une augmentation des couts de traitements pour plusieurs années au niveau de l’exploitation agricole mais également de la collectivité. Sur le plan de l’environnement, la réduction de l’utilisation de produits phytosanitaires et de fertilisants permet d’améliorer la préservation de la biodiversité ordinaire ainsi que la protection de la ressource en eau.

Pourquoi le choix de la rotation est il important ?

La rotation des cultures est la succession dans le temps de plusieurs cultures sur le même champ. Pratiquée en Europe depuis le Moyen-âge, la rotation est depuis longtemps reconnue comme l’une des clés de la fertilité du sol mais aussi de la lutte contre les mauvaises herbes, les maladies et les ravageurs.

Intérêts agronomiques

Les plantes ont chacune leurs propres caractéristiques, et besoins ainsi que leur propre impact sur l’environnement. Leur alternance offre plusieurs avantages.

  • Interruption du cycle de vie des insectes ravageurs, des maladies et des mauvaises herbes. Chaque culture est à l’origine d’un écosystème particulier qui va être propice ou non au développement de certaines maladies, certains insectes nuisibles ou certaines mauvaises herbes. En alternant les cultures, l’agriculteur rompt avec les conditions conférées par cet écosystème provoquant ainsi l’arrêt du développement de ces maladies, mauvaises herbes et ravageurs. Certaines cultures apparentées comme le blé et l’orge partagent les mêmes ennemis, il faut donc éviter qu’elles se suivent dans la rotation.
  • Meilleur contrôle des adventices. Chaque famille de culture est la cible de maladies et d’adventices spécifiques. Alterner les cultures permet d’alterner les traitements et donc d’éviter l’apparition de résistance d’une matière active. >>> Limiter les intrants
  • Amélioration de la structure du sol, grâce aux profils racinaires différents, le profil du sol est mieux exploré, ce qui se traduit par une amélioration des caractéristiques physique du sol.
  • Accumulation et protection des ressources. Chaque type de plante puise des éléments nutritifs particuliers et restitue éventuellement des éléments fertilisants qui profiteront aux cultures suivantes. Elles laissent par exemple, plus ou moins de matière organique dans la terre. Les légumineuses, insérées dans la rotation permettent une augmentation de la teneur en azote dans le sol au bénéfice des cultures suivantes
  • Diminution des pertes de sol par ruissellement, il s’agit ici d’inclure dans la rotation un couvert végétal permanent qui diminue les phénomènes d’érosion et de ruissellement. >>> Le couvert végétal

Intérêt environnementaux

  • Diminution de l’impact de l’agriculture sur la qualité de l’eau et de l’air, en lien avec la fiche de l’optimisation de l’eau ainsi que la baisse des intrants. Cette diminution est la résultante de la réduction de l’usage de pesticides et d’engrais ainsi que de l’érosion de particules de sol chargées en éléments fertilisants et pesticides. >>> Optimiser l’eau
  • Restauration du taux de MO des sols et de la biodiversité. Ce résultat est étroitement corrélé à l’ajout de couvert végétal dans la rotation, avec un apport de matière organique.

Intérêt socio-économiques

  • Meilleure répartition de la charge de travail, la rotation des cultures étale les semis et les récoltes sur toute l’année ainsi que l’usage de matériel et de main d’œuvre.
  • Augmentation des marges, la rotation permettant une diminution des intrants, qui constituent un poste important de dépense.
  • Sécurisation économique de l’exploitation, l’avantage d’avoir une rotation avec plusieurs cultures permet de pallier à la baisse des cours de certaines cultures et de ne pas pénaliser l’exploitation. On pourrait aller plus loin en essayant de prévoir le comportement des marchés et introduire une culture qui a son prix en hausse.
  • Abandon du travail du sol en lien avec la réduction de la consommation de fuel, du temps de travail et des charges de mécanisation. >>> Favoriser le non-travail du sol
  • Ouverture des exploitations vers une diversification des productions, conduisant à l’accueil de groupes par les producteurs permettant de recréer le lien entre consommateurs et agriculteurs.

On oublie souvent de parler de différents autres effets associés : érosion hydrique et éolienne, risques d’inondation accrus. Dans un autre domaine : pullulation des ravageurs des cultures et donc augmentation des produits phytosanitaires, disparition du gibier, des prédateurs naturels des pestes.

Il ne faut pas oublier non plus que les pratiques monoculturales sont extrêmement coûteuses en énergie exogène introduite. Ces pratiques agricoles sont largement déficitaires au sens où pour produire une calorie alimentaire, il faut en injecter entre 10 et 25 sous forme de carburant pour les machines agricoles et sous différentes formes pour les engrais, les produits phytosanitaires, les pesticides, sans oublier la gestion des stocks ou le maintien des cours.

Les indicateurs indicIADes en lien avec ces bonnes pratiques sont les suivants :

  • Diversification des cultures
  • IFT
  • Temps de travail
  • Couverture du sol
  • Utilisation du sol
  • Couts de production
  • Bilan azote
  • Autonomie alimentaire
  • Taux de matière organique
  • Taux de nitrates
Le couvert végétal

Le couvert végétal : un allié indispensable

Si le couvert visait principalement le piégeage des nitrates, il devient aujourd’hui une véritable culture valorisée dans le cadre de la rotation. La production complémentaire de fourrage est appréciée des éleveurs. Le rôle de protection des sols contre l’érosion et contre le développement des mauvaises herbes, l’amélioration en faveur de la structure du sol, l’action positive envers la vie microbienne et la biodiversité sont autant d’avantages procurés par la culture intermédiaire.

Les 3 types de couverture végétale

La durée de la saison des pluies et l’importance de la pluviométrie déterminent les possibilités d’application de l’un ou l’autre type de SCV :

  • Dans les systèmes avec couverture morte permanente, la couverture du sol est assurée, en plus des résidus de récolte de la culture précédente, par une plante de couverture à forte production de biomasse implantée avant ou après la culture commerciale. Elle peut être roulée ou broyée avec un outil, ou bien desséchée aux herbicides totaux immédiatement avant le semis direct de la culture commerciale.
  • Dans les systèmes avec couverture vivante permanente, la couverture est constituée d’une plante fourragère dont seule lapartie aérienne est desséchée avec un herbicide de contact avant l’installation de la culture principale par des herbicides appropriés. Les organes de reproduction végétative souterrains sont ainsi préservés et permettent la pérennité du système. Le système est géré de telle façon que la plante de couverture reprenne son développement normal une fois que la culture principale a mûri.
  • Dans les systèmes mixtes, la culture commerciale est suivie d’une plante de couverture (consommation humaine à haute valeur ajoutée pratiquée avec un minimum d’intrants) et à une culture fourragère pour l’intersaison. Les deux cultures successives sont récoltées pendant la saison des pluies, suivies d’une production de viande ou de lait pendant la saison sèche qui est assurée par la culture fourragère ; c’est cette production forte de phytomasse en saison sèche qui permet de séquestrer un maximum de carbone dans le sol.

Les enjeux agronomiques du couvert végétal

L’obligation de couvrir les sols à 100 % en zone vulnérable va imposer à de nombreux agriculteurs de modifier leur conduite de l’inter-culture. Pour autant, les cultures intermédiaires sont mises en place ponctuellement depuis de nombreuses années (« engrais verts », couverts à gibier, obligations réglementaires locales déjà existantes, agriculteurs volontaires…). Quelques enseignements peuvent déjà être tirés de ces expériences.

Un impact sur le cycle de l’azote

En automne, les couverts végétaux piègent l’azote minéral du sol, évitant ainsi son entraînement hivernal vers les nappes. Une partie de cet azote piégé (environ un tiers) sera ensuite restituée à la culture suivante. Le reste va contribuer à enrichir le stock de matière organique du sol. Afin d’améliorer les restitutions d’azote, il est possible de semer des légumineuses qui piègent l’azote du sol mais aussi de l’air. Leur richesse en azote contribue à améliorer les fournitures à la culture, avec des économies potentielles de 20 à 50 unités en général.

Un impact sur la structure du sol

Les parties aériennes protègent le sol de l’action déstructurante des gouttes de pluie, en particulier en sol battant. Le ruissellement hivernal ou l’érosion sont également largement atténués. Les racines du couvert ont par ailleurs un impact sur la structure du sol : masse racinaire limitant la prise en masse, production d’exsudats racinaires… L’implantation de cultures intermédiaires implique toutefois certaines adaptations de l’itinéraire technique : décalage des périodes de travail en particulier en sol argileux, gestion de débris végétaux supplémentaires, ressuyage des terres un peu plus tardif au printemps en conduite sans labour…

D’autres impacts moins bien connus

On va schématiquement passer d’intercultures nues, considérées comme des ruptures sanitaires, à une couverture plus ou moins continue des sols. Les conséquences en sont mal connues. Certains ennemis des cultures peuvent être favorisés comme les limaces ou les rongeurs, ainsi que certaines maladies ou ravageurs si les espèces de couverts sont mal choisies par rapport aux cultures de la rotation. Il y a aussi potentiellement des impacts positifs des couverts, comme la réduction derrière des couverts de crucifères de certains ennemis des cultures (nématode de la betterave, piétin échaudage, rhizoctone brun…) ou un développement plus important de certains auxiliaires (carabes). Au niveau d’une exploitation agricole, les itinéraires techniques doivent s’adapter pour intégrer au moindre coût les cultures intermédiaires.

Les indicateurs indicIADes en lien avec ces bonnes pratiques sont les suivants :

  • Bilan azote
  • Espace de biodiversité
  • Taux de nitrate
  • Couverture du sol
  • Diversité des cultures
  • Activité biologique du sol
  • Taux de matière organique
  • Autonomie alimentaire
Le semis sous couvert végétal

Les semis directs sous couvert végétal présentent des avantages importants dans les domaines agronomiques, environnementaux et socio-économiques :

  • Sur le plan agro-environnemental, ils stoppent l’érosion des sols qui provoque l’ennoyage et la destruction des cultures et des infrastructures en aval (ouvrages hydro-agricoles très coûteux, routes et fossés). En restaurant le couvert végétal, ils contrôlent le ruissellement, relancent l’activité biologique des sols, limitent les besoins en eau et séquestrent du carbone dans les sols (1 à 2 t/ha de carbone par an suivant les écosystèmes), contribuant ainsi à la lutte contre le changement climatique. Les SCV diminuent également la pression des maladies et des ravageurs sur la plupart des cultures dans toutes les conditions pédoclimatiques.
  • Sur le plan social et économique, les SCV diminuent fortement les travaux de désherbage et de travail du sol ainsi que les coûts de main d’œuvre et d’équipement qui y sont liés. Les rendements se stabilisent, voire augmentent, dans des conditions climatiques et des systèmes d’exploitation très divers. De plus, les SCV ne requièrent pas d’équipement de masse en tracteurs, ni d’utilisation massive de fertilisants inabordables pour les paysans les plus pauvres. Les SCV concernent autant un petit agriculteur qui a un quart d’hectare qu’un gros propriétaire terrien. >>> Réduire la consommation de fuel

C’est un moyen de concilier production agricole, amélioration des conditions de vie et protection de l’environnement.

Bénéfices environnementaux : des systèmes de culture protecteurs de l’environnement

Les SCV s’inspirent du mode de fonctionnement d’un écosystème forestier, en produisant une litière à la surface du sol, contribuant ainsi à :

  • Une protection des sols et régénération de leur fertilité par la prévention de l’érosion
  • Une séquestration du carbone efficace et importante (entre 1 et 3 t/ha/an) >>> Augmenter le carbone du sol
  • Une réduction de la consommation d’eau pour la production agricole >>> Optimiser l’utilisation de l’eau
  • Une réduction des doses d’engrais et de pesticides, diminuant leur impact sur la pollution des nappes phréatiques et améliorant la qualité et la sécurité alimentaire >>> Diminuer les intrants
  • Une meilleure infiltration des flux d’eau et une réduction des risques d’inondation
  • Le maintien, voire l’augmentation de la biodiversité contrairement à un système basé sur la monoculture
  • La réduction de l’agriculture itinérante, donc de la déforestation dans les pays du Sud préservant ainsi la biodiversité
  • La remontée des nappes phréatiques

Bénéfices agronomiques : amélioration de la productivité du sol

La couverture végétale permanente du sol, en produisant une importante biomasse et grâce aux plantes utilisées munies d’un système racinaire puissant, permet :

  • La création d’un environnement favorable au développement d’une activité biologique intense dans le sol
  • L’augmentation du taux de matière organique dans le sol
  • La fourniture des éléments nutritifs nécessaires aux plantes cultivées et le recyclage de ceux lessivés rendus alors accessibles aux cultures
  • La conservation de l’eau du sol grâce à une meilleure infiltration, une évaporation réduite du fait de la protection du sol contre les fortes températures, une meilleure capacité de rétention en eau et l’utilisation de l’eau profonde du sol
  • L’amélioration de la structure du sol en surface et en profondeur
  • Le contrôle des adventices et des maladies des plantes
  • L’augmentation de la productivité des cultures (quantité de produit formée par unité de volume et unité de temps
  • La diminution de l’impact des aléas climatiques (notamment pluviométrie
  • Bénéfices économiques : des systèmes de culture attractifs et une activité agricole rentable
  • Allègement des temps des travaux et de leur pénibilit
  • Réduction des coûts et dépenses en carburants (grandes exploitations), en intrants (engrais, pesticides) et de l’acquisition, utilisation et entretien des équipements (tracteurs par exemple)
  • Des productions agricoles diversifiées : l’association avec l’élevage est possible car les plantes de couverture peuvent être d’excellents fourrage
  • Des niveaux de production comparables, voire supérieurs, à ceux de l’agriculture intensive moderne pour des coûts et dépenses minimisés

La couverture permanente du sol est assurée par un mulch végétal vivant ou mort (paille). Elle peut se faire en maintenant sur le sol des résidus de la culture précédente ou en installant des plantes de couverture (cultures intercalaires ou dérobées). Afin d’éviter toute compétition avec la culture principale, la couverture est desséchée par la suite (fauchée, broyée ou herbicidée), ou gardée vivante et éventuellement contrôlée sous la culture par une application à faible dose d’herbicides. Ensuite, la biomasse n’est pas enfouie dans le sol mais est conservée en surface. Finalement, les semis sont réalisés directement dans la couverture végétale résiduelle, après ouverture d’un simple trou ou d’un sillon avec un semoir adapté (canne planteuse manuelle ou simple bâton). Les plantes de couverture sont choisies en fonction de leur complémentarité avec la culture principale, de leurs possibles utilisations (alimentation humaine ou animale), mais surtout de leur rôle positif sur la fertilité du sol. Elles sont en effet soigneusement sélectionnées pour mimer le fonctionnement de l’écosystème forestier : elles doivent permettre la production rapide de biomasse et posséder un système racinaire pouvant atteindre les réserves en eau profondes du sol. Elles opèrent alors comme de véritables « pompes biologiques » :

Leurs systèmes racinaires puissants permettent de structurer le sol en surface et en profondeur, d’éviter sa compaction et de maintenir des conditions de porosité favorables à l’ensemble des cultures en rotation. En effet, ces espèces avec des systèmes racinaires variés explorent les différentes couches du sol en profondeur. L’infiltration de l’eau et la circulation de l’air sont améliorées (macroporosité) ainsi que la rétention de l’eau dans les pores plus fins (microporosité).

Leurs systèmes racinaires permettent de remonter et de recycler les éléments minéraux situés dans les couches profondes du sol pour les rendre accessibles aux prochaines cultures. Cette fonction est importante pour limiter les fuites d’éléments nutritifs hors du système cultivé (nitrates pollueurs de nappes, sulfates et bases) et pour améliorer les sols pauvres afi n de les rendre productifs. Les plantes de couverture sont choisies en fonction de leurs aptitudes à assurer ces fonctions agronomiques même dans des conditions de culture difficiles (faible pluviométrie, sols très acides,…). De plus, ces plantes permettent le développement d’une forte activité biologique soutenue toute l’année; ce qui renforce progressivement les qualités physiques, biologiques et chimiques des sols. Certaines de ces plantes peuvent posséder un pouvoir désintoxiquant des sols (par exemple contre la toxicité aluminique avec le genre Brachiaria). Le maintien d’une couverture totale et permanente de la surface du sol représente la meilleure et la plus efficace protection contre la pollution par les pesticides pour tous les types d’agriculture. Elle assure aussi un milieu tamponné où température et humidité sont régulées, garantissant ainsi aux cultures, à la faune et à la microflore des conditions de croissance plus favorables.