Essai 2010-2012 - Gestion des semelles de non-labour

Dans un profil cultural, la semelle est définie comme « une zone compacte dans le sol faisant obstacle à la pénétration en profondeur des racines ou à la circulation de l’eau » (Mazoyer M. et al., 2002). Fréquemment et parfois de manière abusive, c’est le vocable de « semelle de labour » qui est utilisé en référence aux zones compactes dans le sol telles que celles créées sous la roue en fond de raie du tracteur attelé à la charrue lors de labours en conditions humides.
 

Si des défauts de structure sous la forme de zones compactes à la limite inférieure de l’horizon arable (soit une trentaine de centimètres) sont présents dans de nombreuses parcelles cultivées en sols limoneux (photo de gauche : semelle de labour matérialisée par un couteau planté en son sein - cliquer dessus pour l’agrandir à l’instar des autres photos et graphiques ci-dessous), leur origine ne peut toutefois et en toute logique être imputée uniquement à l’utilisation de la charrue : on en rencontre d’ailleurs régulièrement dans des terres cultivées sans labour depuis de nombreuses années, à l’épaisseur variable et à des profondeurs variables. 

Pour ces parcelles, on peut raisonnablement penser que leur apparition est liée à deux facteurs éventuellement simultanés. Le premier est l’utilisation année après année d’outils de non-labour aux ailettes larges et peu inclinées (photo de droite) dont l’effet de lissage sur le fond de travail est similaire à celui d’un soc de charrue et conduit progressivement à la création d’un horizon compacté. Le second est le tassement sévère de l’horizon arable lors de récoltes en conditions humides qui d’expérience n’est corrigé que très imparfaitement par les outils aratoires précités.

On peut se poser la question de l’impact de la réduction de la porosité au niveau de ces zones sur la dynamique de l’eau dans le sol, sur le développement racinaire mais aussi sur les rendements. Pour tenter de fournir des éléments de réponse à ces interrogations mais également pour pouvoir conseiller judicieusement les agriculteurs sur la stratégie à adopter quand ces défauts de structure sont détectés, il a été décidé de comparer dans un essai pluriannuel à Melles (commune de Tournai) différentes tentatives de remaniement d’une semelle dans une parcelle en rotation légumière.

Cette expérimentation est réalisée dans le cadre du Projet Interreg IV France - Wallonie - Vlaanderen « Prosensols 2008-2012 » (plus d’infos : www.prosensols.eu). Elle est le fruit d’une collaboration entre l’ASBL Greenotec et l’Université catholique de Louvain - Earth and Life Institute - Environmental Sciences (Prof. Bielders C., Maugnard A., Hiel M.-P. et Kebede Y.).

La parcelle expérimentale (limon sableux lourd ; taux d’humus : 2,5 %) présente une semelle de non-labour située en moyenne entre 19 cm et 31 cm de profondeur, soit une épaisseur d’environ 12 cm. Il est à noter qu’elle était légèrement fissurée en son sein, vraisemblablement à la suite de l’alternance de phases humectation / dessiccation.

Les itinéraires techniques en comparaison pour tenter de remanier cette semelle sont présentés dans le tableau suivant.

En parallèle à un témoin non travaillé (objet W1), il a été procédé en août 2009, dans d’excellentes conditions de ressuyage, à trois travaux de sol à des profondeurs croissantes :

• l’objet W2 consistait en un décompactage à l’aide d’un outil bipoutre à cinq dents à ailettes dont on a essayé de positionner la pointe des dents en plein milieu de la semelle de non-labour, soit approximativement 25 cm ;
• l’objet W3 mettait en œuvre le même décompacteur mais réglé de manière à ce que les extrémités des dents atteignent la limite inférieure de la semelle de non-labour, soit environ 31 cm ;
• l’objet W4 consistait en un sous-solage à l’aide d’une machine équipée de six dents Michel en une rangée pour travailler le sol au moins sur une quarantaine de centimètres de profondeur.

Les travaux de sol ont été réalisés à une seule reprise entre une récolte de pois de conserverie et le semis d’une culture d’épinard d’hiver. L’essai sera suivi jusqu’en 2012, l’agriculteur réalisant toutes ses interventions de manière uniforme indépendamment de l’expérimentation. La succession des cultures prévue sur la parcelle est la suivante : épinard d’hiver / pomme de terre / froment d’hiver / culture intermédiaire / betterave sucrière.

Profils culturaux et racinaires

Les photomontages suivants présentent les profils culturaux et racinaires qui ont été réalisés peu de temps avant la récolte dans les quatre itinéraires techniques.

Sans rentrer dans tous les détails, les annotations latérales du profil cultural (haut du photomontage) permettent de distinguer différents horizons dans le sol. La bande dénommée « H6 » est l’horizon correspondant à la semelle de non-labour dans le témoin non travaillé (W1) et à ce qu’il en reste après décompactage (W2 et W3) ou sous-solage (W4). Au sein des profils, les zones caractérisées par un code de couleur rouge présentent une structure compacte jugée médiocre tandis celles avec un code vert sont considérées comme favorables du point de vue de la structure. Les points bleus accompagnés éventuellement de nombres indiquent la position des traces des extrémités des dents et leur profondeur.

Dans le témoin non travaillé (W1), l’horizon situé au-dessus de la semelle présente une épaisseur d’une vingtaine de centimètres. La structure y a pu être jugée excellente (quasi aucune trace de compactage). Il repose sur la semelle de non-labour (H6) épaisse d’au moins une dizaine de centimètres, intacte de tout travail du sol, et particulièrement compactée (zone rouge sur quasi toute la largeur du profil à l’exception des quarante premiers centimètres).

Les résultats obtenus en W2 et W3 apparaissent similaires bien que le décompacteur ait été réglé de deux manières différentes. Dans les deux cas, les décompactages réalisés fin août 2009 ont permis d’approfondir l’horizon supérieur sur une trentaine de centimètres en remaniant très correctement la semelle de non-labour sans toutefois la percer entièrement. La structure du sol dans l’horizon travaillé de ces deux objets expérimentaux a également pu être jugée excellente.

En W4, la semelle de non-labour a été transpercée de part en part par les dents de la sous-soleuse. Les passages des pointes des dents Michel sont d’ailleurs très aisément repérables dans l’horizon situé sous la couche arable (horizon P1, « terre jaune »). La zone de sol travaillée apparaît cependant plus hétérogène que dans les décompactages (W2 et W3) : elle est jugée excellente dans la partie supérieure de l’horizon arable mais consiste dans la partie inférieure en une alternance de zones fissurées à proximité des dents et de zones intactes entre deux dents.

La partie inférieure des photomontages correspond aux analyses de profils racinaires qui ont été réalisées en même temps que les profils culturaux. Les cases noircies traduisent la présence d’une racine à l’endroit considéré. Les profils racinaires apparaissent similaires entre les quatre objets expérimentaux sur les dix premiers centimètres du sol. Entre 10 cm et 30 cm (zone où était localisée la semelle de non-labour), la prospection racinaire apparaît nettement inférieure en W1 (témoin non travaillé), intermédiaire en W2 et W3 (décompactage) et supérieure en W4 (sous-solage). Le sous-solage conserve d’ailleurs l’exploration racinaire la plus importante jusqu’à sa profondeur de travail (soit approximativement 45 cm).

Propriétés physiques et hydriques du sol

L’équipe de l’UCL (Earth and Life Institute, Environmental Sciences) a procédé à toute une série de mesures pour caractériser la porosité dans le sol engendrée par les travaux aratoires, pour évaluer la résistance mécanique du sol à la pénétration mais également pour suivre l’évolution de l’humidité du sol tout au long de la saison de l’épinard d’hiver, soit d’octobre 2009 (semis) à avril 2010 (récolte).

Par rapport au témoin qui n’a pas été travaillé, les deux décompactages et le sous-solage ont conduit, sur leurs profondeurs de travail respectives, à une diminution de la densité du sol (et de la résistance mécanique à la pénétration) mais également à une augmentation de la macroporosité (« vides » du sol contribuant au drainage de l’eau). Un autre élément très important qui a été relevé lors des analyses des profils était la présence systématique de boue au niveau des passages des extrémités des dents de la sous-soleuse (W4) alors que le profil apparaissait globalement ressuyé. Ce phénomène de drainage par le biais d’une galerie créée dans le sol au niveau des extrémités des dents lors de travaux profonds a déjà été observé à plusieurs reprises par l’ASBL Greenotec (c’est d’ailleurs l’effet qui est recherché pas les agriculteurs souhaitant drainer certaines parcelles à l’aide d’une « charrue-taupe » consistant en une pièce métallique en forme d’ogive attachée à l’extrémité d’un étançon profond).

L’augmentation de la fraction de la porosité contribuant au drainage de l’eau dans le sol combinée à la présence de ces galeries de drainage aux endroits de passage des extrémités des dents de la sous-soleuse expliquent vraisemblablement la tendance à une teneur en eau moindre dans les objets travaillés, tout particulièrement dans le sous-solage qui présente quasi toujours les valeurs les plus faibles comme le montre le graphique en haut à gauche.

Développement de l'épinard d'hiver

Aucune différence notoire n’a pu être mise en évidence sur l’épinard de sa levée jusqu’au mois d’avril 2010, à l’exception du développement racinaire comme mentionné plus haut.

Pourtant, la mesure des rendements (graphique de gauche) a fait apparaître une tendance, statistiquement non significative, du travail le plus profond (W4 - sous-solage) à présenter de moins bons résultats que W1, W2 et W3 qui ont des rendements similaires aux alentours de 33 t/ha. La tendance de l’objet « sous-solage » à un moins bon résultat par rapport aux trois premiers itinéraires s’expliquerait vraisemblablement par la teneur en eau du sol quasi systématiquement moindre pour cet itinéraire technique et notamment au printemps où ses besoins sont cruciaux. En avril 2010, qui est le mois au cours duquel les épinards ont connu une croissance exponentielle, tous les épinards d’hiver à Melles ont plus que probablement souffert de stress hydrique vu le manque de précipitations. Dans ce contexte où le facteur limitant est l’eau du sol, l’épinard des parcelles sous-solées a probablement souffert davantage que les autres traitements.

En 2010, des observations similaires ont été réalisées sur la pomme de terre qui a succédé à l’épinard d’hiver. Il en sera de même pour les cultures suivantes (froment d’hiver actuellement en place, culture intermédiaire puis betterave sucrière). Ces observations devraient permettre d’apporter des éléments complémentaires dans la compréhension de l’interaction entre le travail du sol, les propriétés physiques qui en découlent, l’humidité du sol et le comportement de la culture. Nous ne manquerons pas de vous tenir informés des résultats via les pages de ce website.

Sources bibliographiques

BIELDERS C., HIEL M.-P., KEBEDE Y., MAUGNARD A. ET WEYKMANS S. (2011). Essai comparatif de différentes modalités de remaniement d’une semelle de non-labour en rotation légumière à Melles (Tournai). Rapport de recherche intermédiaire (partie « épinard d’hiver » 2009-2010). Louvain-la-Neuve et Strée-lez-Huy, B. : UCL ELIE et Greenotec ASBL, 37 p.

MAZOYER M. et al. (2002). Larousse agricole. Le monde paysan au XXIème siècle. 4ème édition. Paris, F. : Editions Larousse, 767 p.

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