Les Dossiers de Micro & Macro – Les couvertures du sol

Couvrir son sol, mais pourquoi faire ? Comment et avec quels effets ? Micro & Macro font le point !

1 – Micro-bio : Qu’est-ce que les couvertures du sol ?

2 – Au Microscope : Fonctionnement des différentes couvertures du sol

3 – Macrorama : Critères de sélection des couvertures du sol

4 – Envie d’agir ? Quelques conseils pour faire son choix

5 – Bibliographie

6 – Pour citer ce document

 

 

MicrobioDMMP

Qu’est-ce que les couvertures du sol ?

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Les couvertures du sol sont en opposition aux sols qu’on cherche à laisser volontairement nus dans certains modèles agricoles. Leur principe est simple, puisqu’elles consistent en une couche protectrice (naturelle ou artificielle) déposée ou développée sur le sol.

Existant naturellement dans des écosystèmes comme la forêt (dans laquelle une litière se forme au sol au fil du temps), les couvertures du sol sont utilisées depuis longtemps dans des modèles agricoles anciens (comme dans l’agriculture aborigène). Qu’en est-il aujourd’hui ?

 

 

AuMicroscopeDMMP

Fonctionnement physique des couvertures du sol

Toutes les couvertures du sol ont en commun une action physique qui se traduit par de multiples effets :

 

La régulation de la température

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L’effet “couverture” limite les chocs thermiques entre le jour et la nuit. L’air étant un remarquable isolant, un obstacle physique et poreux diminue les flux de chaleur entre le sol et l’atmosphère. L’effet thermique est modulable avec la couleur du couvert : les matériaux sombres absorbent la chaleur alors que les matériaux clairs la réfléchissent.

 

La limitation du développement des adventices

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En interceptant le rayonnement solaire, nécessaire à la germination de bon nombre d’adventices (végétation sauvage spontanée), on favorise les plantes cultivées qui ont, pour la plupart, perdu leur photosensibilité du fait de la sélection humaine.

 

La limitation de l’évaporation de l’eau

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Le vent et le soleil augmentent l’évaporation de l’eau contenue dans la réserve utile du sol. Tout couvert limite cette déshydratation avec un effet plus ou moins marqué selon sa nature et son épaisseur. Cette action peut être décisive dans les zones soumises à la salinisation (celle-ci dépendant notamment de la quantité d’eau évaporée).

 

La limitation du lessivage et de l’érosion des sols

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Sur un sol très drainant, la pluie entraîne avec elle les éléments nutritifs solubles jusqu’au sous sol, les rendant inaccessibles aux racines des plantes. Sur un sol très compact, possédant une croûte de battance ou encore hydrophobe, la pluie peut aussi ruisseler à la surface du sol sans avoir le temps de pénétrer ce dernier afin de réalimenter la réserve utile (la quantité d’eau que le sol peut contenir et restituer aux racines pour la vie végétale).

Enfin, les gouttes de pluie qui tombent sur un sol nu sont capables de briser les micro-agrégats et de projeter les particules arrachées sur quelques dizaines de centimètres : on appelle cela « l’effet splash ». Les petites particules déplacées finissent ainsi par boucher les pores du sol qui perd sa capacité d’infiltration (création d’une croûte de battance). Un obstacle physique entre le sol et la pluie permet donc d’éviter l’effet splash et de ralentir le débit d’eau qui arrive à la surface afin de limiter le lessivage des nutriments, ou encore le ruissellement de surface (l’eau disposant de plus de temps pour s’infiltrer).

Les zones exposées aux vents trouveront aussi avantage à avoir un sol couvert pour limiter l’arrachement des particules superficielles ce qui peut également entraîner l’apparition d’une croûte de battance.

 

 

Fonctionnement des différentes couvertures du sol

Ils existe de nombreux autres avantages à couvrir son sol mais ceux-ci sont fonction de la nature du couvert. À ce titre, les couvertures organiques présentent certaines fonctions communes :

  • Enrichissement du sol en matériel organique et en nutriments (dégradation du matériel organique, exsudats racinaires, apports du réseau trophique)
  • Amélioration de la structure du sol en favorisant la présence et le travail des espèces détritivores et bioturbatrices (qui “brassent” le sol par leur comportement) ou encore par le travail racinaire des plantes utilisées.
  • Création d’humus

Les matériaux synthétiques (issus de la pétrochimie) ne peuvent remplir aucune de ces fonctions, n’ayant aucunes propriétés nutritives pour le sol ou ses habitants.

Plus en détails, chaque couverture présente des fonctions qui lui sont propres :

 

Les couverts vivants

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Particularité : avec un couvert vivant, l’enherbement est volontaire afin d’obtenir des bénéfices pour la vie du sol. Il faut cependant retenir que par rapport à un couvert non-vivant, il augmente l’évapotranspiration du sol (le sol va « perdre » plus d’eau) et peut alors  devenir un problème. Ils doivent en outre être soigneusement choisis : certaines espèces de plantes utilisées peuvent être l’hôte de parasites ou de maladies de plantes cultivées.

Utilisations : avant une culture (engrais verts), simultanément avec d’autres cultures, après une culture (rotation).

Fonctions particulières :

  • Stimulation de la fertilité biologique des sols :
    • Habitat et nourriture pour les organismes : la présence de végétaux vivants offre gîte et nourriture à de nombreuses espèces animales, particulièrement lorsque les conditions climatiques sont intenses (chaleur ou froid).
    • Optimisation de la rhizosphère : de la même façon, la rhizosphère (fine partie du sol entourant les racines et qui est directement influencée par celles-ci) est dense et alimente de nombreux micro-organismes en carbone et en azote assimilables.
  • Amélioration de la fertilité chimique des sols :
    • Biodisponibilité des nutriments : certaines espèces végétales sont retenues pour leur capacité à accumuler certains nutriments minéraux dans leur tissus afin de les restituer au sol sous forme organique facilement assimilable par les cultures suivantes. Ainsi, la consoude est bien connue pour capter le potassium dans les couches profondes du sol (grâce à ses racines qui peuvent atteindre 1,80m) et ainsi le ramener en surface sous forme organique facilement assimilable pour les cultures suivantes qui en sont friandes (tomates, pommes de terre).
    • Épargner les réserves du sol : les fabacées ou légumineuses sont souvent choisies pour leur capacité à fixer l’azote atmosphérique (grâce à une symbiose avec des bactéries du genre Rhizobium) et ainsi épargner les réserves du sol au cours de leur croissance.
  • Amélioration de la fertilité physique des sols : les couverts végétaux, et particulièrement les engrais verts, peuvent être choisis pour leur capacité à décompacter et aérer le sol via leurs réseaux racinairesLes racines pivotantes (féverole, trèfle, lupin) sont profondes et permettent notamment d’améliorer l’infiltration de l’eau en sols hydrophobes ou mal drainés. Les racines fasciculées de certaines plantes (seigle, avoine) sont peu profondes et denses ce qui permet de décompacter le sol.
  • Protection des cultures :
    • Attirer les « auxiliaires » : on peut choisir d’utiliser un couvert vivant pour sa capacité à protéger les cultures associées des maladies et parasites. En effet, les couvertures végétales peuvent abriter une microfaune variée : en choisissant judicieusement les espèces implantées on peut favoriser la présence de certains auxiliaires qui vont réguler les parasites de la culture associée. Dans ce cas, ce sont souvent des plantes mellifères (produisant du nectar) qui sont utilisées pour leur capacité à attirer les hyménoptères (guêpes) prédateurs et parasitoïdes (qui parasitent d’autres insectes). On peut aussi utiliser un couvert qui abrite un parasite proche de la culture associée mais qui lui est résistant : on réalise ainsi un véritable élevage des prédateurs qui seront présents en grand nombre pour protéger les cultures vulnérables. C’est l’exemple de la capucine qui héberge des pucerons. Ces pucerons vont permettre l’augmentation de la population de prédateurs (coccinelles, guêpes parasitoïdes) qui seront alors suffisamment nombreux pour protéger les cultures plus vulnérables.
    • Interrompre les cycles des pathogènes : dans le cadre d’une rotation, l’introduction  comme couvert vivant d’une famille différente de celle cultivée précédemment permet d’interrompre le cycle de transmission de certains pathogènes, notamment les maladies fongiques (dues aux champignons).
    • Empêcher l’enherbement indésiré : les racines fasciculées de certaines plantes (seigle, avoine) sont peu profondes et denses ce qui permet de concurrencer certaines adventices non désirées.
  • Production de biomasse
    • Des productions variées : les couverts vivants peuvent être aussi utilisés pour leur capacité à produire de la biomasse qui pourra être utilisée de diverses façons (nourriture humaine ou animale, mulch).
    • Production de paille : certaines graminées (avoine, miscanthus) sont aussi choisie pour leurs capacités à fournir de la paille.

 

Le mulch

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Particularité : le mulchage est une technique agricole consistant à recouvrir le sol avec des matériaux organiques (écorces, tonte, compost, etc.) ou inorganiques (gravier). La composition chimique d’un mulch organique dépend de sa nature et de l’éventuel traitement qu’on lui fait subir avant épandage (le compostage par exemple). Pour l’évaluer on utilise souvent le rapport entre sa teneur en carbone et sa teneur en azote : le C/N. Cet indice très utile est toutefois insuffisant pour présumer des propriétés du couvert notamment à cause de l’élément carbone qui peut se présenter sous forme plus ou moins complexe et donc plus ou moins “digestible” par le sol et le réseau trophique qui en découle. Ainsi, avec le même C/N (autour de 50), on peut avoir du carbone sous forme cellulose (paille) facilement accessible aux bactéries, ou du carbone sous forme lignine (BRF) plutôt accessible aux champignons. 

Utilisation : simultanément à des cultures. Les matériaux organiques peuvent subir un traitement préalable à l’épandage : le compostage. Il existe une multitudes de méthodes de compostage (à chaud, à froid, lombricompostage, etc.) plus ou moins complexes à gérer, et demandant un équilibre choisi entre matières carbonées (ou déchets bruns) et matières azotées (ou déchets verts) en fonction du résultat désiré.

Bien que très intéressant pour la gestion des déchets, les composts à chaud entraînent une fuite d’énergie, notamment sous forme de chaleur (elle est moindre avec les composts à froid et les lombricompostages). Suivant la méthode de compostage choisie, il convient de considérer cette fuite énergétique afin de la valoriser au mieux. En l’absence de solution, on peut aussi pratiquer le compostage de surface (les déchets sont répartis directement au sol) qui, bien que peu esthétique, limite les fuites énergétiques (y compris les pertes en eau).

Fonctions particulières :

  • Stimulation de la fertilité biologique des sols :
    • Habitat et nourriture pour les organismes : la présence d’une litière offre gîte et nourriture à de nombreux organismes, à l’origine d’un réseau trophique complexe (par relations de prédation).
  • Fertilité chimique des sols :
    • La minéralisation : une des actions du réseau trophique est la décomposition du mulch (s’il est organique). Le mulch est alors minéralisé plus ou moins vite selon sa nature.
    • Le compost, un engrais en soi : étant constitué de matières organiques fortement dégradées, il est riche en acides humiques labiles (qui ne durent pas) ce qui lui confère des propriétés plus nutritives qu’aggradantes (créatrices de sol).
    • Les mulchs lithiques : dans certaines zones semi-désertiques on utilise des graviers en mulch. Le sol profite ainsi de toutes les propriétés physiques d’un couvert mais aussi d’un effet fertilisant par la diffusion lente de minéraux. Les amérindiens Anasazis utilisaient cette technique pour améliorer leur rendements.

 

Les BRF

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Particularité : les BRF ou Bois Raméaux Fragmentés sont constitués de broyat frais de rameaux et de petites branches vertes d’arbres ou d’arbustes, dont le diamètre n’excède pas 7 cm. A l’inverse du compost, ils sont plus un outil d’aggradation du sol qu’un fertilisant. Leur composition particulière en sucres, protéines, celluloses et lignines permet la mise en place de processus pédogénétiques agissant positivement sur l’ensemble des composantes du sol.

Utilisation : simultanément à des cultures.

Fonctions particulières :

  • Stimulation de la fertilité biologique des sols :
    • Habitat et nourriture pour les organismes : la présence d’une litière offre gîte et nourriture à de nombreux organismes, notamment les champignons, à l’origine d’un réseau trophique complexe (par relations de prédation).
  • Fertilité chimique des sols :
    • La minéralisation : une des actions du réseau trophique est la minéralisation d’une partie du BRF.
  • La pédogenèse : par l’emploi de ces matériaux, on cherche à recréer un sol de type forestier, connu pour sa fertilité naturelle tout en évitant l’ombrage des arbres, préjudiciable à de nombreuses cultures potagères. Les BRF sont capables de générer des humines d’insolubilisation, à la base d’un humus stable et peu lessivable par les pluies (ce qui diminue la fréquence des apports).

 

Les litières naturelles

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Particularité : les litières naturelles sont un élément majeur de la succession écologique. En effet, sans intervention extérieure, les écosystèmes naturels se développent et évoluent sans cesse (même une fois à leur stade final). Les prairies abandonnées sont colonisées par une couche herbeuse, puis par des vivaces pionnières et des arbustes, puis finalement (au stade climacique) par des espèces de grande taille adaptées au sol, au relief et au climat. Chaque étape de cette succession crée les conditions idéales pour la suivante notamment par la litière qu’elle produit.

Utilisation : en identifiant et en partant de ce qui pousse déjà, on peut introduire progressivement des plantes bien adaptées (les plus utiles à l’usage souhaité), des pionnières aux plantes climaciques. Cette façon de procéder permet d’éviter l’import de matériaux organiques extérieurs au système et assure un maximum d’efficacité énergétique. En effet, on pourra introduire progressivement des végétaux qui produiront à terme une litière (notamment ligneuse) suffisante pour couvrir les besoins en couverture.

Fonctions particulières :

  • Stimulation de la fertilité biologique des sols :
    • Habitat et nourriture pour les organismes : la présence d’une litière offre gîte et nourriture à de nombreux organismes, à l’origine d’un réseau trophique complexe (par relations de prédation).
  • Fertilité chimique des sols :
    • La minéralisation : une des actions du réseau trophique est la minéralisation d’une partie de la litière.
  • Engage la succession écologique

 

La neige

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Particularités : sous certains climats, on peut avoir un manteau neigeux durable pendant l’hiver. Ce type de couvert a des propriétés bien particulières. En effet, par sa structure, la neige est susceptible de retenir des particules et des solutés d’origine atmosphérique qui seront ensuite libérés lors de la fonte.

La neige contient ainsi de l’azote sous forme organique dissoute mais aussi sous forme de nitrates et d’ammoniums. Cependant les apports d’azote par le manteau neigeux restent relativement négligeables (dans les sols subalpins l’azote contenu dans la neige représente à peine plus de 3% de ce qui est contenu dans les sols).

Fonctions particulières :

Ce sont surtout les propriétés isolantes du manteau neigeux et sa vitesse de fonte qui vont influencer la vie du sol.

Si sa structure est bonne et son épaisseur suffisante, la neige peut agir comme un isolant et maintenir une température proche de 0°C à l’interface neige/sol. Cet effet isolant permet à certains processus écologiques de demeurer actifs. Ainsi une part importante de la décomposition de litière a lieu au cours de l’hiver en zone alpine.

Lors du phénomène de fonte, il se produit une série d’événements pouvant fortement influencer le comportement du sol. Dans un premier temps, le changement de température et la libération de la matière organique entraînent une augmentation de l’activité bactérienne nitrificatrice (qui produit des nitrates NO3-) ce qui peut potentiellement acidifier le sol. Par la suite, l’afflux plus ou moins rapide d’eau va lessiver les nitrates, n’épargnant que les matériaux organiques peu solubles. Ce lessivage, combiné à l’acidification, peut entraîner un ralentissement du recyclage de l’azote soumis au turn over bactérien (le temps que de nouvelles communautés bactériennes, plus adaptées, se mettent en place).

 

 

Critères de sélection des couvertures du sol

N’existant pas de couverture du sol universelle, il convient de choisir celle-ci en fonction :

Les climats secs et arides nécessitent une couverture plus isolante ou plus épaisse pour protéger le sol des rayons du soleil et pour mieux retenir l’humidité du sol. Les couverts vivants doivent y être adaptés : on évitera en climat sec les espèces trop gourmandes en eau et qui risqueraient de provoquer une augmentation de l’évapotranspiration (et la salinisation). A l’inverse, en climats humides et froids, on aura tendance à réduire l’épaisseur du couvert pour éviter un engorgement en eau et le passage en anaérobiose (ce qui peut entraîner la pourriture du matériel organique et la formation d’une croûte étanche à l’eau et à l’air). Les couverts vivants, grâce à leur évapotranspiration, peuvent permettre de diminuer l’engorgement en eau.

La nature du sol et son type de fonctionnement vont nous renseigner sur le type de matériel organique qu’il est capable de dégrader. Ainsi, des sols très pauvres en activité biologique, très compactés, engorgés d’eau, etc…auront plus de mal à décomposer la litière. Dans ce cas, il peut être judicieux de commencer avec des couverts vivants (engrais verts) qui ramèneront la fertilité biologique et la fertilité physique du sol, mais attention : leur sélection doit tenir compte du degré de salinisation du sol.

  • des déchets / ressources disponibles du système :

Ce critère est central dans la conception d’un système permaculturel. En effet, celui-ci doit être établi dans un objectif d’autonomie énergétique et doit pouvoir éviter d’importer des matériaux de couverture pour son fonctionnement.

À ce titre, les couverts vivants sont la couverture du sol la moins énergivore mais sont également une source potentielle de mulch (ils peuvent être sélectionnés pour leur capacité de production de biomasse).

Les résidus de culture (éventuellement broyés) et laissés sur place permette également de viser l’autonomie vis à vis de la couverture du sol. On pourra également penser à implanter des espèces ligneuses (arbustes, haies) grâce auxquelles les déchets de taille éventuels deviendront des ressources.

Certains types de déchets (déchets de cuisine par exemple) peuvent parfois être plus compliqués à gérer (pour une petite surface par exemple). Dans ce cas, le compostage permet de réduire leur volume tout en “libérant” les nutriments utiles aux plantes. Le produit obtenu est cependant plus proche d’un engrais que d’un couvert et sa richesse en azote minéral fait qu’il doit plutôt être utilisé en tant que tel. Quand cela est possible, le compostage de surface est moins énergivore car il évite la perte d’énergie par la chaleur, la perte d’eau par évaporation, il économise le travail humain et il est moins sujet au lessivage des nitrates.

  • de vos objectifs :

Rétablir la fertilité physique (structure, porosité) des sols : des sols ayant une fertilité physique pauvre ont un fonctionnement imparfait. Les couverts organiques permettent le développement des espèces bioturbatrices, à l’origine d’une bonne porosité, structure et homogénéité du sol.

Rétablir la fertilité chimiques (« richesse » et disponibilité en minéraux) des sols : des sols « pauvres » peuvent empêcher les cultures de produire correctement. Les couverts organiques, et particulièrement les couverts vivants, sont à l’origine de processus enrichissant le sol (rhizosphère, minéralisation).

Rétablir la fertilité biologique (biodiversité) des sols : sur des sols ayant une fertilité biologique pauvre, le premier objectif va être d’implanter un réseau trophique efficace et complexe. Les couverts organiques peuvent là encore jouer ce rôle, mais les couverts vivants d’une part et les BRF d’autre part (qui imitent la composition chimique de la litière forestière) sont les matériaux les plus indiqués pour cette fonction.

Nourrir une zone potagère intensive : une zone de cultures potagère intensive (par exemple pour usage personnel près de l’habitation) exporte beaucoup de nutriments mais laisse peu de résidus de culture retournant au sol. Ces zones seront donc plus à même d’absorber des composts puisqu’elles demandent plus d’azote minéral disponible. Il faut toutefois prendre note que cette méthode ne permet pas la création d’humines stables et durables.

Utiliser les mécanismes de la fertilité naturelle des sols : si votre objectif est de reposer entièrement sur la fertilité naturelle des sols, alors les couverts vivants sont les plus indiqués, celle-ci reposant notamment sur la forte présence de rhizosphères actives et fonctionnelles.

Enclencher les mécanismes de la pédogenèse : si l’objectif est la création de sol, les BRF et la litière forestière sont les plus indiqués, leur composition permettant la création d’humines d’insolubilisation. Ces deux couvertures présentent l’inconvénient commun de requérir une ressource parfois difficilement disponible. Si vous souhaitez utiliser une litière forestière : produisez-la en implantant progressivement des espèces forestières, ne la prélevez surtout pas en forêt (leur fertilité dépendant complètement de cette litière).

 

 

Quelques conseils pour faire son choix

 

  • La couverture d’un sol doit être, de façon prioritaire, sélectionnée pour son adéquation avec le sol et pour sa disponibilité.
  • L’objectif d’une couverture est le seul paramètre modulable. Voici quelques exemples :
    • Vous aimeriez enclencher les mécanismes de la pédogenèse, mais ne disposez ni de BRF ni d’une production de litière forestière : votre objectif devrait être, d’abord, d’implanter de quoi produire du BRF ou une litière forestière.
    • Vous aimeriez enclencher les mécanismes de la pédogenèse, vous disposez de BRF, mais votre sol manque de fertilité physique : votre objectif devrait être, d’abord, de rendre au sol sa fertilité physique, en semant des couverts vivants par exemple.
  • Il ne faut pas chercher à couvrir son sol « par principe » : bien que les couverts partagent tous des intérêts certains pour le sol, on vous encourage à bien savoir ce que voulez faire avant d’agir ! 🙂


 

 

 

 

Vous pouvez librement faire référence à ce contenu dans vos articles, nous vous demandons simplement de citer l’article et son auteur de la façon qui suit :

PRUVOST G., Les Dossiers de Micro & Macro – Les couvertures du sol [en ligne], Chez le Père Magraine, 07/04/2018, 13/04/2018 [consulté le XX/XX/XXXX], disponible sur : https://chezleperemagraine.com/blog/micro-macro-couvertures-du-sol/

Il vous suffit de remplacer « XX/XX/XXXX » par la date à laquelle vous avez consulté cet article 🙂

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