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Du labour au semis direct :

Enjeux agronomiques

 

Fonctionnement physique des sols cultivés :
labour, non-labour, structure et érosion

Peut-on maintenir un état physique favorable à la production végétale en limitant les opérations de travail du sol, voire en les supprimant ? Quels sont les effets sur l’érosion hydrique ? Les réponses ne sont pas les mêmes partout.

Sur le plan de la productivité de l’agriculture, les objectifs du travail du sol sont d’assurer la mise en place des cultures et le fonctionnement du système radiculaire, de favoriser la circulation de l’eau et de l’air dans le sol et de limiter les infestations de mauvaises herbes. Le labour joue un rôle important pour l’atteinte de ces objectifs, en particulier par son action sur la structure du sol, même si sa pratique comporte certains risques (par exemple la création d’une semelle lorsqu’il est pratiqué en conditions humides). La simplification du travail du sol, qui peut se traduire par la suppression systématique du labour, amène donc à se poser une première question : peut-on maintenir un état physique favorable à la production végétale tout en limitant les opérations de travail du sol, voire en les supprimant ? D’un autre côté, le fait de ne pas retourner le sol est souvent présenté comme un moyen de se prémunir contre l’érosion hydrique : une seconde question est alors de savoir dans quelles conditions cette action est vraiment efficace.

Suppression du labour et évolution de la structure du sol

Les essais de longue durée sur la simplification du travail du sol, menés par l’ITCF en France depuis les années 1970, montrent que les situations non labourées présentent, après quelques années, un sol dont l’état structural se caractérise par une porosité structurale plus faible qu’en situation régulièrement labourée. Cette porosité est essentiellement d’origine climatique et biologique. Ce nouvel état structural du sol, caractérisé par un niveau moyen de la porosité, diffère d’un site à l’autre alors que les systèmes de culture pratiqués sont quasiment identiques (à base de maïs et de blé).

Ceci étant, l’examen des courbes d’évolution de la porosité structurale révèle des fluctuations entre années autour de ce niveau moyen de porosité : certaines années, la diminution de porosité est plus forte que son augmentation, du fait de compactages sévères lors des passages d’engins agricoles et/ou lorsque l’intensité de la fissuration est faible. Le phénomène inverse peut également être observé, lorsque le climat permet une régénération importante de la porosité et/ou que les compactages sont peu intenses. On peut penser que cet état d’équilibre apparent de la structure cache également des fluctuations intra-annuelles : un compactage lors d’une récolte par exemple entraîne une baisse brutale de la porosité alors que l’action de régénération du climat ou de la faune est plus progressive.

Ces fluctuations de la porosité sont faibles (de l’ordre de quelques %), mais elles peuvent avoir des répercussions importantes en terme d’infiltration, entraînant l’apparition d’excès d’eau ou du ruissellement après tassement. Ainsi, malgré une meilleure portance en situation régulièrement non labourée, les conséquences d’un roulage en conditions humides peuvent avoir des effets négatifs importants, équivalents à ceux observées dans les parcelles labourées.

La prévision de l’état structural moyen en situation non labourée n’est donc pas suffisante pour évaluer les risques liés à une suppression définitive du labour. Il faut également prévoir la dynamique d’évolution de la structure au cours du temps, entre années (en fonction des cultures de la succession) et pour une année donnée (au cours de l’interculture ou pendant les différentes phases du développement du peuplement végétal).

Cela suppose, dans un milieu donné, de :

- prévoir les effets du compactage sur la porosité fissurale et biologique ; limiter le tassement des sols devient un objectif majeur en système simplifié, où les actions de fragmentation par les outils de travail du sol sont, par définition, limitées ;

- prévoir la vitesse à laquelle le climat, la faune ou les racines régénèrent les états dégradés ;

- évaluer l’impact des états structuraux particuliers créés en non-labour sur le fonctionnement des peuplements (enracinement) et l’environnement (infiltration de l’eau).

Suppression du labour et maîtrise de l’érosion hydrique

Les effets de la simplification du travail du sol sur l’érosion hydrique sont multiples, et parfois contradictoires. La couverture du sol par les résidus de culture, l’accumulation de carbone lié dans les premiers centimètres du sol et l’augmentation de la cohésion du sol sont favorables à la lutte contre l’érosion hydrique. Mais la diminution de la rugosité de surface peut entraîner des risques accrus de ruissellement. Si l’on considère une situation pour laquelle on a atteint un état d’équilibre : non travail pratiqué depuis plusieurs années en conditions favorables (tassements limités) et avec une protection significative du sol par les résidus de culture, les effets de la simplification sur les risques d’érosion sont généralement positifs.

Mais on ne peut aborder cette question sans tenir compte de l’existence des fluctuations inter et intra-annuelles qui sont liées au fait que des cultures différentes se succèdent sur les parcelles cultivées et que les variations des conditions climatiques au moment des périodes d’interventions culturales entraînent des effets variables de celles-ci sur le sol. Certaines cultures produisent peu de résidus (pois, betterave, pomme de terre, maïs ensilage) et l’effet bénéfique du mulch vis-à-vis de l’impact des gouttes de pluie ou de frein au ruissellement est alors perdu. De mauvaises conditions climatiques, en particulier lors des récoltes pendant lesquelles les compactages sont les plus intenses, peuvent entraîner des tassements importants réduisant fortement l’infiltration de l’eau. Le ruissellement est alors favorisé, accroissant ainsi les risques de formation de ravines dans les parcelles situées en aval. Un décompactage s’avère nécessaire. Réalisé en labourant, le bénéfice de l’accumulation du carbone en surface des années précédentes est perdu. D’autres outils qui permettent de fragmenter les horizons travaillés en profondeur sans retourner le sol existent, mais leur efficacité est limitée lorsque l’humidité du sol est élevée.

Conclusion

À la suppression du labour est souvent associé un état physique du sol qui ne pénalise pas les cultures et qui est efficace pour limiter l’érosion hydrique. En fait, il y a des fluctuations intra et inter-annuelles de l’état structural des trente premiers centimètres du sol qui peuvent limiter l’infiltration de l’eau, voire l’enracinement des cultures. Leur amplitude est à évaluer en fonction du type de sol, du climat et des systèmes de culture (rotation, équipement, dates de semis et de récolte). Prévoir les conséquences de la suppression du labour sur le fonctionnement physique du sol revient donc à prévoir la dynamique d’évolution de la structure du sol en tenant compte des interventions culturales successives. Par rapport à l’érosion hydrique, cette dynamique doit être analysée en tenant compte de la position de chacune des parcelles constitutives d’un bassin versant. Si d’un point de vue physique, l’agriculteur dispose d’un large choix de modalités de travail du sol dans certaines conditions pédologiques, climatiques et culturales, il doit aussi tenir compte des autres fonctions du travail du sol : réussite du semis, lutte contre les adventices, parasites et ravageurs, et diminution de l’emploi de pesticides.

Guy Richard (INRA, Agronomie Laon),
Jean Roger-Estrade (INA PG/INRA, Agronomie Grignon)
Isabelle Cousin (INRA, Science du Sol Orléans),
Jérôme Labreuche (ITCF, Agro-équipement Boigneville)

 

Pour en savoir plus :

  • Les rotations céréalières intensives. Dix années d’études concertées (1986). INRA-ONIC-ITCF 1973-1983. INRA éditions, Paris.
  • Perspectives Agricoles (1991) Dossier "Simplification du travail du sol", n° 161-162.
  • La structure du sol et son évolution : conséquences agronomiques, maîtrise par l’agriculteur (1990) Boiffin J. , Marin-Laflèche A., éditeurs, Les colloques de l’INRA n° 53. INRA éditions, Paris.
  • Simplification du travail du sol (1994) Monnier G., Thevenet G., Lesaffre B., éditeurs. Les colloques de l’INRA n°65. INRA éditions, Paris.

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