[SPACE 2017] C. Petitjean, V. Manneville (idele), S. Piutti (UMR 1121), B. Amiaud (UMR 1137) (INRA Université de Lorraine)

1. Comment l’élevage bovin lait contribue-t-il
au maintien et au renforcement
de la fertilité des sols ?
Caroline PETITJEAN, Vincent MANNEVILLE (idele)
Séverine PIUTTI (UMR 1121), Bernard AMIAUD (UMR 1137) (INRA – Université de Lorraine)
15 septembre 2017

2. Partenaires de l’étude
Étude menée de mars 2015 à novembre 2017
15 septembre 2017 1
Maîtres d’œuvreCommanditaire

3. Objectifs de l’étude
Comment évaluer/qualifier la fertilité des sols dans les systèmes bovins lait ?
Quels sont les impacts des pratiques agricoles sur la fertilité des sols ?
15 septembre 2017 2

4. 15 septembre 2017
Contexte de l’étude
Des sols à préserver :
l’agriculture peut jouer
un rôle
3

5. Contexte de l’étude
Des teneurs en carbone plutôt importantes dans les régions d’élevage
15 septembre 2017 4
Matières organiques = carbone organique x 1,72

6. 15 septembre 2017
Qualité physique des sols
(structure)
Fertilité chimique des sols
(nutrition des plantes)
Qualité de l’air
(CO2, N2O, CH4)
Fertilité biologique des sols
(ressource trophique)
D’après CHENU
Quantité, qualité de l’eau
(nitrates, phosphates,
pesticides, métaux lourds)
Matières
organiques
&
Activités
biologiques
Les fonctions des sols
Les sols réalisent des fonctions essentielles
qui dépendent de la quantité, de la qualité, de la localisation
et de la dynamique des matières organiques
5
Productions agricolesStockage de carbone

7. 15 septembre 2017
La fertilité des sols
Une définition en évolution:
• une notion qui appartient plus au langage courant que scientifique (PATZEL et al., 2002);
• une notion dont l’expression dépend des conditions de l’environnement (IGRAM, 1990)
et des pratiques agricoles (FARDEAU, 2006).
6
« capacité des sols à fournir des
éléments nutritifs essentiels pour la
croissance de plantes cultivées, à
soutenir une activité biologique et
assurer une structure favorable »
(MÄDER et al., 2002)
« capacité du sol à produire
les récoltes désirées »
(COOKE, 1967)
 notion de rendement

8. Atouts de l’élevage
La présence de prairies dans les systèmes :
un atout de l’élevage pour le maintien de la fertilité des sols
15 septembre 2017 7
D’après VAN EEKEREN et al., 2008
Expérimentation longue durée (36 ans), Belgique.
D’après LOVELAND & WEBB, 2003
Données de l‘inventaire national des sols,
Angleterre et Pays de Galles.
Cultures
Prairies
temporaires
Prairies
permanentes
Abondance de vers de terre - + ++
Abondance de bactéries et
champignons microscopiques
- + ++
Cultures Prairies temporaires Prairies permanentes
Texture des sols Teneur en C (%) n Teneur en C (%) n Teneur en C (%) n
Argileux 3,4 290 4,3 72 5,5 208
Limons fins 2,6 651 3,5 306 4,3 631
Limons grossiers 2,0 430 3,1 125 4,1 281
Sableux 1,8 75 2,3 7 2,6 28

9. La valorisation des effluents d’élevage :
un atout de l’élevage pour le maintien de la fertilité des sols
15 septembre 2017 8
Atouts de l’élevage
D’après CHRISTENSEN & JOHNSTON, 1997.
Expérimentation longue durée, Angleterre (Rothamsted).
Texture du sol : 20-25% argile, 25-30% sable.
Cultures annuelles (orge).

10. 15 septembre 2017
Démarche retenue pour l’étude
Les micro-organismes du sol : acteurs de la fertilité des sols
Activités enzymatiques microbiennesEnz.
Matières organiques (MO)
apportées au sol
sous-produits industries AA,
boues STEP, résidus de cultures,
lisier, fumier…
polymères monomères minéraux
Enz. Enz.
biomasse microbienne =
bactéries et champignons microscopiques
biomasse microbienne :
responsable > 90% de la dégradation des MO
Variables microbiologiques retenues pour évaluer
l’impact des pratiques agricoles sur la fertilité :
• biomasse microbienne
• 6 activités enzymatiques microbiennes
NO3
-
SO4
2-
PO4
3-
K+
NO3
-
SO4
2-
PO4
3-
K+
NO3
-
SO4
2-
PO4
3-
K+
9

11. 15 septembre 2017
Démarche retenue pour l’étude
Focus sur 3 types de pratiques agricoles :
• apports de matières organiques (MO)
• diversification des rotations ou
• intégration de prairies temporaires (PT)
• réduction du travail du sol
• Divers contextes pédoclimatiques
• Différents systèmes d'exploitation
• Pratiques agricoles contrastées
• 6 dispositifs expérimentaux
• 6 fermes expérimentales
• 3 exploitations agricoles (département 54)
 119 parcelles
10
Une étude menée dans des situations contrastées

12. Démarche retenue pour l’étude
11
Analyses réalisées sur les échantillons de sol
Prélèvements des échantillons de sols : 0-15 cm
Echantillon composite : ~ 4 kg par parcelle
https://www.aurea.eu
Fractionnement
des matières
organiques
Activités
enzymatiques
microbiennes
Biomasse
microbienne
Texture
des sols
Chimie
des sols

13. Résultats de l’étude
Effet des propriétés physico-chimiques des sols sur les variables microbiologiques
15 septembre 2017 12
• Influence des paramètres physico-chimiques des sols,
notamment la teneur en argile, sur l’abondance des
micro-organismes et sur les activités enzymatiques
microbiennes.
Biomasse microbienne
(µg C.g-1 sol sec)
 Nécessité de disposer d’un référentiel pour chaque
contexte pédoclimatique.

14. Résultats de l’étude
Effet de l’intégration de prairies temporaires sur les variables microbiologiques
15 septembre 2017 13
Dispositif expérimental de Lusignan
Sols : limon-sableux; 4 parcelles par modalité
• Le fonctionnement biologique du sol de la prairie permanente = ‘point de repère’ en terme de fertilité des sols.
• L’intégration de prairies temporaires dans la rotation favorise le fonctionnement biologique du sol.
Protéases
(µmol.h-1.g-1 sol sec)
N organique N minéral
a a,b a,b b
Biomasse microbienne
(µg C.g-1 sol sec)
a a a a

15. Résultats de l’étude
Effet des apports d’effluents d’élevage sur les variables microbiologiques
15 septembre 2017 14
Dispositif expérimental de Colmar (Site PRO'spective)
Sols : limon-sablo-argileux; 4 parcelles par modalité
• Les apports de fumier bovin augmentent l’abondance
des bactéries et des champignons microscopiques du sol.
Biomasse microbienne
(µg C.g-1 sol sec)
a a a

16. Pour conclure
Comment évaluer/qualifier la fertilité des sols dans les systèmes bovins lait ?
15 septembre 2017 15

17. Pour conclure
• Les recherches bibliographiques et les analyses réalisées montrent que
l’intégration de prairies temporaires et les apports d’effluents d’élevage
ont un effet favorable sur le fonctionnement microbiologique des sols :
abondance et activités enzymatiques.
• Ces deux types de pratiques agricoles constituent, pour l’élevage bovin
lait, des leviers majeurs pour le maintien/renforcement des teneurs en
carbone organique des sols et de leur fertilité.
15 septembre 2017 16
Quels sont les impacts des pratiques agricoles sur la fertilité des sols ?

18. Pour conclure
Poursuivre l’analyse des résultats obtenus:
• prise en compte simultanée de plusieurs pratiques agricoles : travail du
sol, apports N, présence de légumineuses…
• prise en compte de l’historique des parcelles : 5 campagnes avant les
prélèvements de sols
• prise en compte simultanée des variables physico-chimiques et des
pratiques agricoles.
15 septembre 2017 17
Quels sont les impacts des pratiques agricoles sur la fertilité des sols ?

19. Merci de votre attention
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