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Un peu de théorie

Nourrir le sol pour nourrir la plante, est-ce vraiment juste ?

Je lis régulièrement, dans des articles consacrés au jardinage biologique, l’affirmation suivante qui semble érigée en vérité incontournable : « il faut nourrir le sol pour qu’il nourrisse à son tour la plante ».

Bon je comprends bien que ce que sous entends cette affirmation, c’est que contrairement à ce qui se passe dans un jardin « conventionnel » où les plantes sont directement nourries avec des nutriments apportés sous forme d’engrais solubles, ici on apporte des amendements organiques (compost, fumier, BRF…) qui, en effet, nourrissent le sol et permettent ainsi aux plantes de mieux pousser.

Mais est-ce pour autant le sol qui nourrit la plante ?

Oui, cela est vrai à quelques % (2 à 3% en général), soit la proportion de constituants de la matière sèche (MS) des végétaux qui ont été prélevés dans le sol et qui correspond aux très nombreux nutriments fournis par l’altération des minéraux, parmi ceux-ci on trouve en tête (les chiffres sont issus de « Le sol vivant » de Gobat et al. 2010) :

  •  le phosphore – 0,1 à 0,5% de la MS
  • le soufre – 0,05 à 0,5% de la MS
  • le potassium – 0,5 à 5% de la MS, restitué au sol après floraison
  • le calcium – 0,05 à 0,5% de la MS
  • le magnésium – 0,01 à 0,1% de la MS
  • le fer – 0,005 à 0,1% de la MS
  • le manganèse – 0,002 à 0,02% de la MS
  • …

Le reste, soit 97% à 98% de la MS provient directement ou indirectement de l’atmosphère, il s’agit du carbone (issu du Gaz carbonique), de l’oxygène et de l’hydrogène (issus de la vapeur d’eau) et de l’azote (issu du diazote et fixé par des bactéries dans les écosystèmes). Ce dernier, bien que d’origine atmosphérique n’est accessible à la plante que sous des formes minérales dans le sol (nitrates et ammonium, voir mon article sur l’azote dans tous ses états). Du coup, on pourrait le rajouter parmi les éléments que le sol amène à la plante, vu que les tissus végétaux en contiennent environ 5%, on peut dire que l’affirmation de départ est finalement vraie entre 7 et 9%, ce qui reste faible.

Que devient ensuite toute cette biomasse végétale créée à partir de l’air ?

Elle revient au sol, tout simplement. Donc modifie ses propriétés du fait de la décomposition de cette matière organique par les organismes du sol. Ce retour de matière organique se fait par les trois flux énergétiques que j’ai décrits dans l’article consacré à ce thème.

Du coup qui nourrit qui ? le sol amène à la plante 7 à 9% de sa biomasse et la plante restitue au sol 100% de cette biomasse dont plus de 90% provient directement de l’atmosphère. Donc finalement c’est bien la plante qui nourrit et même fabrique le sol ! c’est pourquoi la restitution des résidus de cultures, des herbes sarclées et des couverts végétaux est un outil agronomique d’importance majeure et à mon sens incontournable.

D’ailleurs que se passe-t-il dans la nature : au départ d’une surface minérale, on voit apparaître une végétation au départ très rase et fournissant peu de biomasse (parfois même uniquement des lichens, voire des cyanobactéries) cette biomasse en se décomposant crée peu à peu un terre végétale, prémices d’un sol qui se développe au fil des années, des décennies, des siècles en laissant venir des plantes de plus en plus développées : herbacées annuelles puis vivaces, puis ligneux jusqu’aux grand arbres si le climat le permet. L’article « construction d’un sol sur une dune littorale du Morbilhan » donne un exemple de ce type de dynamique.

Donc finalement, ce sont bien les plantes qui fabriquent le sol, donc d’accord pour nourrir le sol pour qu’il puisse à son tour nourrir les plantes, mais alors cultivons des plantes pour le nourrir 😉 !

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Un peu de théorie

Les flux d’énergie de la plante vers le sol

Il y a un an, je vous avais proposé un article sur les flux d’énergie dans les écosystèmes et ses applications pratiques au jardin. Je vous propose aujourd’hui de revisiter ce thème. En nous intéressant surtout à la transmission d’énergie sous forme biochimique de la plante vers le sol.

Pour rappel les végétaux fixent l’énergie solaire qu’il transforment en énergie (bio)chimique, c’est-à-dire l’énergie qui assure la cohésion des molécules organiques qui composent la plante. Cette énergie est ensuite captée par les chaînes alimentaires du sol et progressivement dégradée sous forme de chaleur par les animaux, bactéries et champignons notamment. Mais comment précisément l’énergie biochimique des végétaux est-elle transmise à ces chaînes alimentaires ?

Le premier phénomène qui vient à l’esprit est le broutage par les herbivores, qu’il s’agisse de vache, de chenilles, de pucerons, ou de nématodes. Toutefois, ce flux lié aux herbivores est le plus souvent très faible comparés à ceux qui sont exposés ci-dessous. Nous considérerons donc que la quasi-totalité de l’énergie libérée par les végétaux dans l’écosystème l’est via la vie du sol.

Pour cela trois phénomènes sont à l’action :

  • La litière de surface : les parties aériennes des végétaux (feuilles, tiges, fleurs, fruits) se déposent sur le sol soit après la mort de ces organes, soit suite à une perturbation (vent, grêle, récolte…) et forment une litière, comme par exemple la litière forestière, ce tapis de feuilles et de brindilles qui recouvrent les sols forestiers. C’est dans cette litière que vivent la plupart des champignons et animaux qui se nourrissent de végétaux en décomposition : collemboles, acariens, iules, cloportes, vers de surfaces…
  • La litière souterraine : plus discrète mais pourtant à peu près aussi importante que la première, cette litière reçoit les racines mortes qui se décomposent dans le sol.
  • La rhizodéposition : encore plus discret et trop peu connu, ce phénomène consiste en la sécrétion de composés organiques (exsudats, cellules détachées…) directement dans le sol par les racines vivantes des plantes. Cela nourrit les micro-organismes de la rhizosphère, cette mince couche de sol qui colle aux racines : bactéries, protozoaires, nématodes, champignons… La rhizodéposition correspond en général à 20 à 50% du carbone fixé par la plante et monter parfois à 80%, ce phénomène est donc essentiel à la compréhension du système sol-plante.

Comment reproduire ces phénomènes au jardin ?

Du fait des récoltes, une partie non négligeable de l’énergie fixée par les plantes part directement dans nos assiettes, et c’est tant mieux, c’est quand même le but d’un potager ! Il convient donc de veiller à la reproduction de ces trois flux au jardin :

La litière de surface peut être facilement reproduite, soit en apportant un mulch d’origine externe au potager (paille, foin, BRF…), soit en en restituant au sol le maximum de la biomasse qui y a poussé : résidus de cultures, de sarclage et des couverts végétaux.

La litière souterraine se fait plus naturellement, sauf dans le cas des légumes racines, pour lesquels on récolte la majeure partie de ce qui aurait fournit cette litière. Pour les autres légumes, toutefois, pour que la litière souterraine soit restituée dans de bonnes conditions, il convient de ne pas arracher les plants après la récolte, mais seulement de les couper à la base, et de travailler le moins possible la terre ensuite, idéalement pas du tout !

La rhizodéposition, en revanche se fait à partir du moment où une plante (cultivée ou spontanée) pousse dans le sol. Il suffit donc de maximiser le temps de culture du sol en faisant se succéder le plus vite possible les cultures et les couverts végétaux !

Eh oui, c’est la plante qui fait le sol, seules les récoltes l’épuisent, donc plus on a de plantes qui poussent sur un sol et y retournent suivant ces trois processus, plus on construit son sol efficacement ! En Bref, on a plus de temps mort au potager, seulement des temps vivants !

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Jardinons

Des fèves dans un couvert de sarrasin

Je viens d’arriver chez mes parents pour y passer quelques jours et je vous partage une observation assez étonnante qui a de quoi donner des idées pour l’avenir dans la pratique des couverts végétaux.

Cet été idée, sur une planche libérée seulement fin juin, nous avions implanté un couvert de sarrasin, qui s’était plutôt bien développé, le voici au premier plan sur cette photo prise le 14 août:

Ce sarrasin est ensuite monté à graine, n’a pas été récolté. Et les fèves ont été semés le 27 octobre après sarclage de la planche et le 12  novembre, voici à quoi cela ressemblait:

La planche est en grande partie envahie par des semis de sarrasin…

Et voici à quoi cela ressemble aujourd’hui, 17 novembre:

Les fèves sont en cours de levée, levée qui semble d’ailleurs assez bonne, voire meilleure dans les zones ou les semis de sarrasin sont les plus denses! Cela me surprends quelque peu car le sarrasin est réputé émettre dans le sol des sécrétion inhibitrices de la germination et du développement des plantes voisines. La fève semble-t-il n’est pas gênée par cela! Du coup, on se retrouve sur cette planche avec un sol presque entièrement couvert dès la mi novembre! A priori le gel devrait détruire les repousses de sarrasin et laisser le champ libre pour les fèves au début du printemps.

Cette expérience me donne des idées et il serait sans doute intéressant de semer systématiquement dès que possible à l’automne un couvert gélif comme l’est le sarrasin afin de maximiser la captation d’énergie et de nitrates par la végétation! Cette pratique rejoint celle des « engrais vert berceaux » pratiquée par certains agriculteurs.

A suivre, à observer et à expérimenter!

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Les flux d’énergie au jardin : une nouvelle approche de la fertilisation

L’énergie au jardin… Quel est donc cet étrange concept ? Vous avez tous entendu parler de la fertilisation sous ses différentes formes, de la nécessité d’apporter au sol des éléments nutritifs, de la matière organique… Mais de l’énergie, c’est beaucoup moins évident !

En fait une approche énergétique du jardinage ou de l’agriculture est tout bonnement une autre approche de la fertilisation. Dans cette approche, les plantes sont perçues comme un capteur solaire qui transforme l’énergie lumineuse du soleil en énergie chimique, c’est à dire l’énergie qui lie  entre eux les atomes de carbone, hydrogène, oxygène, azote et bien d’autre dans toutes les molécules qui les composent : sucres, protéines, cellulose, lignine, polyphénols…. Et les matières organiques du sol sont simplement le mode de stockage de cette énergie dans le sol. Qu’est ce que cela apporte au niveau pratique ? C’est ce que je vais vous expliquer un peu plus loin, détaillons d’abord un peu plus les flux d’énergie au jardin.

Cette énergie : d’où vient-elle, comment se transforme-t-elle ?

Votre jardin, comme toute surface de terre recouverte de végétation est un véritable capteur solaire ! Je vous disais juste au dessus que les végétaux, grâce à la photosynthèse, captent l’énergie solaire et la transforment en énergie chimique. Ensuite cette énergie est transmise à tous les organismes qui se nourrissent directement de tissus végétaux vivant ou en décomposition. Cette transmission suit des voies aussi différentes que la consommation d’exsudat racinaires par des champignons, bactéries et animaux du sol, la chute des feuilles, la mort des racines fines, le broutage par les herbivores, les symbioses racinaire (mycorhizes et bactériorhizes), le parasitisme des plantes par des champignons, insectes, nématodes…

Cette énergie est ensuite transmise aux prédateurs de ces organismes et ainsi de suite. Mais bien sûr à chaque étape une grande partie de l’énergie est perdue sous forme de chaleur du fait du métabolisme des êtres vivants par lesquels elle transite. C’est ainsi que les quelques microgrammes de la puce qui parasitent le lion ont nécessité beaucoup plus de photosynthèse que ceux du cloporte qui se nourrit directement de végétaux en décomposition !

Voici un schéma (très) simplifié des flux d’énergie dans un écosystème naturel (cliquer sur l’image pour l’agrandir) :

Cela amène à deux conclusions directement pratiques pour le jardinier : l’utilisation en préférence de matières organiques d’origine végétales et la couverture permanente des sols.

Les matières organiques d’origine végétales :

Lorsque vous apportez au sol du fumier de vache, le carbone qu’il contient a d’abord été fixé par une plante, puis été mangé par la vache et enfin seulement rejeté sous forme de bouse. Une grande partie du carbone, donc de l’énergie solaire fixée par la plante est partie sous forme de chaleur dans le métabolisme de la vache. Et je ne parle même pas de ce qui est éventuellement perdu par compostage, souvent nécessaire dans ce type de situation.

A l’inverse un couvert végétal détruit directement après avoir produit plusieurs kilogrammes de matière sèche au m², fait profiter directement de toute sa biomasse au sol. C’est ainsi qu’il aura fallu beaucoup plus de végétaux pour fertiliser votre sol avec du fumier qu’avec le couvert végétal ! Cela vient contredire le mythe de la complémentarité agriculture-élevage encore prépondérant en agriculture bio. En effet, une approche énergétique indique que la fertilisation la plus efficace passe directement par les végétaux et non par les tubes digestifs des animaux !

Cela ne signifie pas que vous ne devez pas utiliser d’excrément animaux pour fertiliser votre jardin, il est évident que si vous avez des animaux, il serait vraiment dommage de gaspiller la formidable ressource que constitue leurs excréments. Mais si vous n’en avez pas ou pas assez pour fertiliser votre parcelle, il est inutile de battre la campagne pour aller chercher du fumier, il y a beaucoup mieux à faire !

L’année dernière, j’avais vu dans le film de Coline Serreau « Solutions locales pour un désordre global » (film qui contient par ailleurs de très bonnes idées) un passage sur la fertilisation du riz dans le sud de l’Inde à partir d’un mélange de divers ingrédients, dont du lait de vache… Après ce qui précède, je pense que vous aurez compris que si utiliser des sous produit d’élevage est peu efficace d’un point de vue énergétique, utiliser un produit comme le lait est un véritable non sens ! Je regrette qu’une cette pratique soit proposée comme une solution, cela nuit à la crédibilité du film, c’est dommage.

A l’opposé si vous amenez au sol du BRF, vous injectez directement dans le sol l’énergie solaire fixée par l’arbre sous forme de cellulose, de lignine, de polyphénols… Un reproche souvent fait à ce type de pratique est la grande quantité de matière première nécessaire pour avoir un effet probant. L’approche énergétique que je propose ici nous donne un élément de solution : pour diminuer la nécessité d’apporter du BRF, il faut améliorer la fixation d’énergie au sein même du jardin, ce qui est très facile à réaliser en couvrant en permanence le sol avec des plantes vivantes !

La couverture permanente des sols :

L’air de rien, cette approche énergétique change complètement le regard porté aux matières organiques du sol. C’est du carbone, certes, mais c’est aussi et surtout de l’énergie solaire stocké dans le sol ! Et les plantes, quelles qu’elle soient, sont comme des panneaux solaire. Vu comme cela, que dire d’un sol nu au début du printemps ? Sinon que cela équivaut à des panneaux solaire recouverts d’une bâche opaque. Pendant des mois comme avril et mai au cours desquels les journées sont longues et souvent ensoleillées, comme cette année, quel gâchis ! Or en traversant nos riantes régions de France et de Navarre, que de sols encore à nu en cette fin avril 2011, tant dans les jardins que dans les champs… Qui dit sol nu, dit déficit d’énergie solaire fixée par les plantes, donc déficit de matière organique crée in situ et donc de matière organiques apportée au sol… Du coup, il faut en amener par un autre moyen (fumier, BRF, paille…).

Vous l’aurez compris, je trouve primordial de laisser le potager toujours couvert et de préférence avec des plantes vivantes ! C’est pourquoi je conserve mes couverts végétaux au moins jusque fin avril, voire début mai et pourquoi je trouve indispensable de consacrer une bonne partie du potager aux cultures d’hiver et si possible d’enchaîner tout de suite derrière avec une culture d’été !

Voici pour cette brève approche énergétique du jardinage qui a pour but de proposer une compréhension de la fertilisation qui au lieu d’être basée sur la mise à disposition de nutriments (par des apports chimique ou organique) est basé sur la quantité de carbone atmosphérique et donc d’énergie solaire fixée par la végétation et ramenée directement au sol ! Que vous soyez ou non déjà familier de type d’approche, je vous invite à laisser ci-dessous votre commentaire ou vos questions.