1. Présentation

Caractérisation de la technique

Description de la technique :

Cette technique consiste à implanter des plantes de services ayant pour but d’améliorer les composantes de la fertilité physique et biologique du sol, c’est-à-dire sa structure et sa stabilité structurale. 

On désigne par plantes de services les espèces implantées avant ou pendant une culture principale, dans la parcelle ou à proximité et qui sont destinées à fournir un ou plusieurs avantages (services écosystémiques) à la culture en place ou aux suivantes dans la rotation. Au-delà d’améliorer les composantes physiques et biologiques de la fertilité du sol, les plantes de services peuvent permettre d'améliorer le cycle des éléments nutritifs (fertilité chimique), réguler les bioagresseurs (adventices, ravageurs et maladies) ou le climat (stockage du carbone). Eventuellement, la biomasse produite peut être utilisée pour la fourniture d’aliments ou de combustibles. Elles n’ont toutefois pas une finalité productive, les services d’approvisionnement n’y sont pas recherchés en priorité.

 

Liens entre les composantes physique, biologique et chimique du sol

 

Cette fiche ne traitera que des propriétés physiques et biologiques, qui sont indissociables des propriétés chimiques. Référez-vous à la fiche « Améliorer le cycle des éléments nutritifs avec les cultures de services » pour plus de détails sur la fertilité chimique. 

 

Principe :

Les plantes de services peuvent permettre d'améliorer la fertilité physique et biologique du sol par protection mécanique et par l’action des systèmes racinaires. En effet :

• Les plantes de services vivantes ou mortes (paillis ou mulch) protègent le sol en surface contre :

  • Les épisodes de sécheresse l’été en créant un microclimat qui permet de garder l’humidité et d’éviter l’érosion éolienne du sol. Pendant cette période, l’activité biologique (microfaune et macrofaune) est aussi augmentée et diversifiée en présence des plantes de services qui protègent le sol des rayons UV.  

  • Les impacts négatifs de la pluie au sol à l’origine de l’érosion hydrique, en limitant le ruissellement par amélioration de l’infiltration de l’eau et par augmentation de la capacité de rétention hydrique du sol. Elles permettent aussi de diminuer l’ « effet splash » (désagrégation des particules de sol par l’impact des gouttes d’eau) observé sur sol nu et les pertes de sol associées dans les coteaux ou bassins versants à fortes pentes (Le Bissonnais et al., 2004, Prosdocimi et al., 2016). 

• L’architecture des systèmes racinaires des plantes de services (physiologie, diamètre, longueur, …) permet de modifier la porosité du sol. Une bonne porosité permet de diminuer la battance, le ruissellement, de favoriser l’infiltration de l’eau et la réserve utile, qui s’en suit par une diminution de l’érosion hydrique. Le sol est ainsi stabilisé avec les chevelus racinaires qui agissent comme des filets de protection autour des agrégats (surtout avec les graminées). Une meilleure porosité, créée par les racines des plantes mais aussi par la présence de vers de terre, aura un effet sur la croissance des plantes de la culture suivante grâce à une diminution de la résistance à la pénétration racinaire et une modification de la rhizosphère (Stirzaker et al., 1996 ; Faure et al., 2018).

  De plus, les plantes de services, via des exsudats racinaires peuvent avoir des interactions avec les organismes du sol en stimulant des symbioses avec les champignons (mycorhizes) et les bactéries (rhizobium). Les mycorhizes agissent aussi directement avec leurs hyphes qui forment des « filets protecteurs » autour des agrégats et la sécrétion de glomalines, protéines qui participe au « collage » des agrégats et à leur cohésion physique (Gloria., 2019). Ce mucilage, témoin d'une activité biologique intense, s’ajoute à l’action physique des racines qui maintiennent la porosité structurale préexistante du sol et une stabilité globale du sol face à des conditions climatiques à risque érosif. 

La dégradation des plantes de services par les organismes du sol permet d’augmenter la teneur en matière organique (nœud d’agrégation des composantes physique, chimique et biologique de la fertilité du sol) qui stimule la vie et l’activité biologique du sol en nourrissant la biomasse microbienne. Cette matière organique contribuera également à alimenter le compartiment plus stable qui est aussi indispensable à la structuration du sol.

La porosité du sol est aussi influencée par le travail du sol ainsi que l’activité biologique (ex : galeries de vers de terre) et permet de limiter les tassements liés à la mécanisation en améliorant la portance du sol et facilite l’accès aux parcelles.

 

Conditions de réussite :

La réussite de la technique passe par le choix du couvert sélectionné sur les critères de la précocité, la rapidité ainsi que les architectures des systèmes racinaires (physiologie, diamètre, longueur) qui vont conditionner la porosité du sol. Afin de tirer profit des plantes de services, il est nécessaire que les interactions entre les plantes associées soient positives avec des complémentarités de niches (Justes et al., 2014). L’association d’espèces à systèmes racinaires complémentaires fasciculés (graminées et légumineuses) et pivotants (crucifères, luzerne) permet de maximiser les effets sur la structure du sol et les empruntes racinaires de chaque espèce permettent d’augmenter et diversifier la biomasse microbienne.

 

Familles de plantes de services et exemples d’espèces pouvant être implantées selon leurs traits fonctionnels et les services recherchés.

 

Des travaux ont démontré qu’une augmentation de la diversité fonctionnelle du couvert entraine une augmentation de la biomasse microbienne et de la population de vers de terre, qui se nourrissent de substances carbonées et azotée (Milcu et al., 2006 ; Eisenhauer et al., 2010). Les rhizodépots dans la rhizosphère sont caractéristiques d’une espèce, voire du génotype ce qui fait que les plantes de services vont s’associer à des microorganismes différents. Les vers de terre sont des témoins d’un couvert sain et riche et vont, par la création de galeries, augmenter l’infiltration de l’eau, réduire l’érosion et influencer la croissance des plantes en diminuant la résistance à la pénétration racinaire, en aérant et en drainant le sol (Bertrand et al., 2014 ; Le Mer et al., 2021).

 

Précision sur la technique :

Selon les filières, différents modes de gestion des plantes de service dans l’espace et le temps sont possibles :

 

Actions, projets, programmes :

• Viticulture : les GIEE Les couvreurs de vigne (66), Les enherbeurs (34), le programme VERTIGO (couVERTs végétaux Inter-ranGs ou naturels ou semés dans le vignoble bOrdelais).

• Grandes cultures : le GIEE Améliorer la structure et la vie biologique des sols, le programme Agrifaune, SOL-D’PHY ou encore le projet SolAB.

Quelques outils d’aide à la décision :

La BOCQS permet de choisir un couvert temporaire semé adapté aux caractéristiques des sols viticoles.

L’estimation des quantités de nutriments restitués par le couvert peut être réalisée grâce à la méthode MERCI (CRA Nouvelle-Aquitaine) par mesure des biomasses. De plus, le rapport C/N est un bon indicateur de la vitesse de décomposition de la matière organique, plus il sera bas (<10), plus sa décomposition en azote facilement utilisable sera rapide.

L’outil Choix des couverts et Acacia peuvent permettre d’orienter le choix des couverts d’intercultures en grandes cultures.

Période de mise en œuvre

Viticulture : Les plantes de services peuvent être mises en place sur la vigne implantée ou à son implantation.

Grandes cultures : Les plantes de services peuvent être implantées pendant l’interculture, à l’implantation ou sur culture implantée.

Echelle spatiale de mise en œuvre

La culture annuelle suivante ou pérenne associée aux plantes de services sur la parcelle tirera profit d'une meilleure structure et stabilité du sol grâce à ces dernières.

Application de la technique à...

Toutes les cultures : Généralisation parfois délicate

Les techniques sont à adapter à la filière ou au type de culture (annuelle/pérenne). Les espèces à implanter dépendront du sol et du climat.

Tous les types de sols : Généralisation parfois délicate

D’une manière générale, il est nécessaire d’adapter les espèces au type de sol.

Viticulture : Il faut adapter l’itinéraire technique aux conditions pédologiques locales, c’est-à-dire que la surface des couverts végétaux est à moduler sur sols propices au stress hydrique.

Grandes cultures : La mise en place de couverts végétaux est facilement généralisable à tous les types de sols.

Tous les contextes climatiques : Généralisation parfois délicate

La réussite des plantes de services nécéssite d'adapter en fonction du climat le choix des espèces, des opérations techniques, ...

Réglementation

Concernant la réglementation liée à la directive nitrates, référez-vous à la Draaf de votre région.

En zone vulnérable, il est maintenant obligatoire d'implanter une culture intermédiaire en interculture longue. Dans ces zones, la destruction chimique n'est pas permise dans tous les cas. De même, l'utilisation de légumineuses pures est le plus souvent interdite sauf pour certains modes de production tels que l’agriculture biologique.

Certaines exigences réglementaires sont à respecter dans le cadre des cahiers des charges AOP et IGP. Les exploitations devront se conformer aux exigences du cahier des charges du label Hautes Valeurs Environnementales en 2030.

Il existe un guide de l’agroécologie en viticulture (IFV-INAO) qui fournit des informations techniques aux vignerons qui souhaitent faire évoluer leur démarche agroenvironnementale.

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2. Services rendus par la technique

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3. Effets sur la durabilité du système de culture

Critères "environnementaux"

Effet sur la qualité de l'air : En augmentation

Les différentes techniques mises en place dans le but d’améliorer la fertilité des sols permettent de rendre d’autres services comme lutter contre les adventices, les ravageurs ou encore les maladies et permettent par conséquent de limiter l’utilisation des produits phytosanitaires.

Effet sur la qualité de l'eau : En augmentation

Les plantes de services permettent de diminuer l’utilisation d'engrais et limitent le transfert des produits phytosanitaires et le lessivage/ la lixiviation des nutriments vers les nappes d’eau souterraines en hiver par les pluies. Elles permettent aussi de diminuer l’utilisation des herbicides si la destruction du couvert n’est pas réalisée chimiquement. 

Effet sur la consommation de ressources fossiles : Variable

L’implantation et la gestion/destruction des plantes de services nécessitent des passages sur la parcelle et donc l’usage de carburant. 

Viticulture : des passages liés aux épandages d'engrais peuvent être évités mais des passages supplémentaires sont à prendre en compte pour l’éventuelle implantation et la destruction du couvert végétal si celui-ci est non gélif et si l’on souhaite l’incorporer au sol.

Contribution au stockage de carbone dans les sols : En augmentation

La restitution des résidus de couverts contribue aux flux entrant de carbone dans les sols et donc à du stockage de carbone à court et moyen terme avec un effet positif d’atténuation du réchauffement climatique. Attention, cependant, à moyen et long terme, l’augmentation du stock de carbone du sol s’accompagne d’une augmentation de la minéralisation et des flux sortant de carbone sous forme de CO2. Cet effet positif sur le stockage de carbone est  provisoire car sur le long terme les flux entrants et sortants tendent à s’équilibrer ce qui conduit à un bilan C nul.

La brochure d'Aguer et al (2015) est dédiée au stockage de carbone au travers des couverts végétaux.

Critères "agronomiques"

Productivité : Variable

Viticulture : Par rapport à un sol nu, l’installation de plantes de services induit un risque de perte de rendement corrélé à la diminution de la vigueur de la vigne mais ce risque dépend des techniques de pilotage. Les rendements dépendent de nombreux facteurs comme la composition du couvert végétal implanté et de la façon de le gérer. Les objectifs de production sont tout de même atteints la plupart du temps.

Grandes cultures : En règle générale, les couverts n'ont pas d'effet sur le rendement de la culture suivante. L'impact peut être négatif en raison d'erreur de conduite (ex. couvert avec biomasse importante détruit tardivement sans fertilisation de la culture à l'implantation) voire positif avec un choix d'espèces adapté (ex. biomasse importante de légumineuses enfouie en vert avant culture de printemps). Les rendements en colza associé peuvent être réduits de 6 qx/ha si les plantes de services sont des espèces non-légumineuses ; en relay cropping céréale/légumineuse si le choix du couvert ainsi que sa gestion sont bien réalisés, la légumineuse n’impacte pas le rendement de la céréale. 

Qualité de la production : Variable

Viticulture : La réduction de la vigueur de la vigne liée à l'installation des plantes de services et l'éventuelle baisse de rendements entrainent une augmentation du potentiel qualitatif de la vendange et une amélioration des qualités organoleptiques des vins : augmentation du degré alcoolique, baisse de l’acidité, amélioration du potentiel polyphénolique (Gontier). Toutefois, l’enherbement influence la composition du moût selon les régions (ITV France, 2002). Poni et al (2018) abordent les principaux facteurs environnementaux affectant la qualité du vin et du raisin de table dans leur article.

Grandes cultures : Pas de connaissances sur ces impacts.

Fertilité du sol : En augmentation

Les plantes de services améliorent les composantes physiques (diminution du ruissellement, de la battance et de l’érosion), chimiques (amélioration de la disponibilité des éléments nutritifs, diminution de la lixiviation) et biologiques (amélioration de la vie du sol et de la teneur en matière organique) de la fertilité du sol.

Un couvert végétal produit de la matière organique, qui, une fois humifiée peut ramener entre 100 et 600 kg de matière organique stable. Cette dernière permet à la vie microbienne de se développer et qui après la minéralisation des éléments, remet à disposition les nutriments nécessaires à la culture suivante.

Stress hydrique : Variable

Selon le type de sol, les conditions climatiques et la nature des espèces implantées, les plantes de services peuvent induire une concurrence hydrique pour la culture en place ou la suivante.

Biodiversité fonctionnelle : En augmentation

Les plantes de services permettent d'apporter abri et nourriture aux animaux sauvages (oiseaux, petit gibier, ...), auxiliaires ennemis des ravageurs, pollinisateurs ainsi qu'aux organismes du sol (biomasse microbienne, vers de terre, ...). 

Critères "économiques"

Charges opérationnelles : Variable

Par rapport à un sol nu, les plantes de services apportent des éléments fertilisants et protègent généralement les cultures associées ou suivantes des bioagresseurs ce qui permet de réduire les coûts relatifs aux intrants chimiques. La provenance des semences est un facteur clé de la diminution des coûts : fermières pour des coûts modérés, de semenciers plus élevés. 

Grandes cultures : Les couverts peuvent recevoir de la fertilisation organique conditionnée à la Directive Nitrate propre à chaque région. Mais cela permet d’élargir le calendrier d’épandage épartir les effluents d’élevages sur le système de culture pour une meilleure valorisation.

Charges de mécanisation : Variable

Coûts supplémentaires liés à l’implantation et à la destruction du couvert s'il est non gélif.

Marge : Variable

Les plantes de services peuvent être valorisées par opportunisme en fourrages, récoltées en grains ou être à vocation énergétiques.

Toutefois, on sort de la définition de plantes de services ci-dessus. Dans ce cas, les restitutions sont plus faibles (une partie est exportée) donc les services cités plus haut liés à l'amélioration de l'activité biologique du sol grâce au mulch, l'augmentation de la teneur en matière organique et la contribution temporaire au stokage de C s'en trouvent amoindris.  

Critères "sociaux"

Temps de travail : Variable

Les temps de travaux liés à l’augmentation du nombre de passages (préparation du sol, semis, entretien, destruction) sont plus importants qu'une conduite sans plantes de services. 

Viticulture : le temps de travail ne sera pas forcément augmenté si le système est conçu dès l'implantation pour supporter la concurrence, et que la stratégie consiste à laisser les couverts s'équilibrer.

Effet sur la santé de l'agriculteur : En augmentation

Si une diminution de l’usage des produits chimiques est possible.

Entretien du paysage : En augmentation

Les plantes de services contribuent à améliorer les paysages et permet de communiquer positivement.

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4. Organismes favorisés ou défavorisés

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5. Pour en savoir plus

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6. Mots clés

Méthode de contrôle des bioagresseurs :
Mode d'action :
Type de stratégie vis-à-vis de l'utilisation de pesticides :