Entrées de carbone : Entrées de carbone dans le sol par les cultures

La matière organique du sol est le principal facteur déterminant les services écosystémiques du sol. Elle favorise leur fertilité, le bilan hydrique, la qualité de l’eau, la résistance à l’érosion et régule le climat en fixant le carbone. Maintenir ou multiplier la substance organique grâce au carbone entrant dans le sol constitue l’un des principaux objectifs des stratégies de protection des sols mises en œuvre dans l’agriculture. Néanmoins, on ne sait pas encore dans quelle mesure ces entrées sont influencées par les différentes formes d’exploitation, les espèces et variétés de plantes et les conditions climatiques futures.

Le projet visait à quantifier les entrées de carbone dues aux grandes cultures suisses en tant que principal paramètre influant sur la formation de matière organique. En outre il devrait déterminer dans quelle mesure ces entrées dépendent des modes d’exploitation agricole, des facteurs génétiques et des périodes de sécheresse. Les résultats doivent être intégrés dans des modèles du carbone qui seront utilisés dans l’inventaire suisse des émissions de gaz à effet de serre et avec des indicateurs agroenvironnementaux. Ils doivent par ailleurs servir de base à l’élaboration d’instruments pratiques permettant d’établir des bilans carbone et des analyses des cycles de vie pouvant être appliqués par les consultants et les exploitants.

L’exploitation agricole intensive en particulier la fertilisation n’influe pas sur les entrées de carbone par les racines des plantes et la rhizodéposition du maïs, du blé et du colza. Lorsque l’intensité d’exploitation augmente, le rapport entre le carbone souterrain et le carbone de surface décroît de manière significative du fait de la forte progression du carbone de surface. Les entrées de carbone dans le sol ne peuvent donc pas être évaluées à l’aide d’un facteur simple et constant basé sur les paramètres de rendement de surface. Les données recueillies permettent d’améliorer les modèles de carbone du sol et peuvent être réduites dans leur complexité par rapport à celles généralement disponibles, par exemple sur les rendements.

Les variétés de blé naines modernes ne s’enracinent profondément que lorsque cela est nécessaire. La longueur de leurs racines est moins importante que celle des anciennes variétés de grande taille mais elles peuvent l’adapter en cas de sécheresse.

Le projet a recueilli sur le terrain des données exhaustives sur les entrées de carbone dans le sol en fonction du mode d’exploitation agricole pour des espèces et variétés de plantes et des sites différents et constitué ainsi la banque de données la plus importante et la plus détaillée disponible à ce jour.

La sélection des végétaux afin de maximiser la récolte semble réduire les entrées de carbone comme elle réduit la biomasse de surface. La baisse des entrées de carbone ne peut cependant pas uniquement être imputée à la réduction de la biomasse racinaire, elle résulte aussi d’un taux de respiration amoindri.

Le projet met en exergue les effets de l’exploitation agricole sur les quantités de carbone entrant dans le sol par le biais des grandes cultures. Il contribue à améliorer les modèles de carbone du sol et les bilans carbone utilisés. L’introduction d’un instrument permettant d’établir un bilan carbone en conformité avec la nouvelle version des principes de la fertilisation des cultures agricoles en Suisse (PRIF 2016) est en cours d’étude.

Si la profondeur des racines et la taille des plantes peuvent être contrôlées par l’utilisation de différents gènes, les cultivateurs peuvent profiter de ces connaissances. L’équipe développe une population cartographique afin de déterminer les régions génomiques qui contrôlent ces différences.

Agricultural management and below ground carbon inputs – Sustaining soil quality