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RITTMO le 17 juin 2016
Le stockage du carbone dans les sols
Régis HUSS
Chambre d’Agriculture d’Alsace
Les questionnements des agriculteurs:
• Comment préserver mon sol à moyen –long terme?
• Quelle stratégie pour amender durablement les terres agricoles?
• Comment améliorer mon système de culture pour augmenter la teneur
en matière organique
• Système lisier et méthanisation: quel impact et avenir pour les sols?
Les questionnements de la profession agricole:
• Comment concilier développement de l’agriculture et urbanisation?
• Comment préserver le capital de production (qualité et
quantités/exigences de marché) de manière compatible avec la
préservation des ressources (air-eau-sol-biodiversité) ?
• Comment mobiliser les crédits carbone pour les agriculteurs?
3 SCHERER Aurélie
Introduction Le bilan
humique
Les paramètres et
scénarios
Résultats et
comparaisons
Conclusio
n
= Microorganismes, végétaux et animaux vivants
Stabilité structurale à court terme
Macro-organismes (vers de terre) : mélange et porosité
= Débris végétaux et animaux, cellules microbiennes
mortes
Source d’énergie et de minéraux
= MO fraîches en cours de décomposition
Structuration du sol et substrat énergétique
= MO finement décomposées
Stabilité à long terme (complexe argilo-humique)
MO vivantes
MO fraîches
MO transitoires
MO stables ou humus
Quelques jours à 1-2 ans
15 à 30 ans
30 à 1000 ans et plus
4 SCHERER Aurélie
Introduction Le bilan
humique
Les paramètres et
scénarios
Résultats et
comparaisons
Conclusio
n
Les fonctions de la matière organique dans les sols agricoles
Duparque A., Tomis V., Desheulles F., 20111. Gérer l’état organique des sols dans les
exploitations agricoles. Agro-Transfert Ressources et Territoires. 58p.
Produits organiques
Succession culturale
Cultures intermédiaires
Gestion des résidus de récolte
Travail du sol :
Labour/non labour Profondeur de travail
Quels leviers agronomiques pour mieux gérer l’état organique
des sols ?
Suivi de l’état organique pour le conseil
Suivi de l’état organique pour le conseil
Principe d’un bilan humique
Entrées de C – Sorties de C
Résidus aériens
Cultures intermédiaires
Produits organiques
Type de Sol
La texture
Travail du sol
Système racinaire
CO2
Photosynthèse
T°C,
humidité
C
organique
Fonctions de la MO du sol : rétention en eau, structure, minéralisation N
Type de MO : MO humus (CAH, racines) MO labiles (ABIS, t+f.) Exigence d’une Agriculture Durable, assurer un flux de MO (C) à l’échelle de 20-30 ans
La valeur amendante d’un produit désigne sa capacité à augmenter la
teneur en matière organique d’un sol (humus), sur une longue période.
7 SCHERER Aurélie
Introduction Le bilan
humique
Les paramètres et
scénarios
Résultats et
comparaisons
Conclusio
n
Le bilan humique
8 SCHERER Aurélie
Introduction Le bilan
humique
Les paramètres et
scénarios
Résultats et
comparaisons
Conclusio
n
Observation de l’effet sur le pool de MO
Entrées organiques Sorties
Matières
organiques du
sol
humification minéralisation
Bilan humique
Un modèle simple de calcul de bilan humique à la parcelle
Le modèle AMG*
Résidus
organiques CO2
C actif
C stable
k1. m k
Les pailles
Les racines
Le fumier
Le compost
1 – k1
Minéralisation
lente du Carbone
du sol Humification
Le climat
La texture
Le labour
*AMG, du nom de ses auteurs:
Andriulo, Mary, Guérif - INRA de LAON
Modèle qui a remplacé Hénin-Dupuis
Minéralisation rapide
du Carbone des résidus
Les principes du calcul dC/dt = k1.m – k.Ca
Suivi de l’état organique pour le conseil
Stockage et fourniture d’éléments (N, S, P, K)
CEC Augmentation de la
rétention d’eau
Séquestration de carbone (puits de C)
Comportement physique
Stabilité structurale
Résistance à la battance
Résistance à l’arrachement (érosion)
Résistance au compactage
« Travaillabilité » : Amélioration de la friabilité
Les sorties de SIMEOS-AMG : indicateurs utilisés
Activité biologique : nourriture pour la faune du sol (vdt)
Stabilité structurale lors de la décomposition des MO fraiches
Fourniture d’éléments
minéraux
Effet TENEUR Effet STOCK Effet FLUX de MO fraiche
11
Suivi de l’état organique pour le conseil
12 SCHERER Aurélie
Introduction Le bilan
humique
Les paramètres et
scénarios
Résultats et
comparaisons
Conclusio
n
Les paramètres et
scénarios
13 SCHERER Aurélie
Introduction Le bilan
humique
Les paramètres et
scénarios
Résultats et
comparaisons
Conclusio
n
Les scénarios céréaliers
Scénario 1a : Céréalier blé-2 maïs
Blé d’hiver E / Maïs grain R / Maïs grain R
Labour à 25 cm
Cultures intermédiaires : espèces multiples 1 an sur 3
Scénario 1b : Céréalier TCS
Non labour (travail du sol à 10 cm)
Scénario 1c : Céréalier SD
Non labour et semis direct
Scénario 1d : Céréalier moutarde
Cultures intermédiaires : moutarde 1 an sur 3
Scénario 1e : Céréalier variante 1 orge
Orge hiver E / Blé d’hiver E / Maïs grain R
Scénario 1f : Céréalier variante 2
colza
Colza hiver R / Blé d’hiver E / Maïs grain
R Scénario 1g : Céréalier boues
Boue urbaine liquide (60 t/ha) 1 an sur 3
14 SCHERER Aurélie
Introduction Le bilan
humique
Les paramètres et
scénarios
Résultats et
comparaisons
Conclusio
n
Scénario 2a : Eleveur bovin lisier
Blé d’hiver E / Betteraves fourragères R / Maïs fourrage E / Maïs fourrage E
Labour à 25 cm
Cultures intermédiaires : espèces multiples 1 an sur 4
Lisier de bovin (30 m3/ha) 1 an sur 2
Les scénarios éleveurs
Scénario 2b : Eleveur bovin fumier
Fumier de bovin (40 t/ha) 1 an sur 2
Scénario 2c : Eleveur bovin 2ème couvert fumier
Blé d’hiver E / Maïs fourrage E
Labour à 25 cm
Cultures intermédiaires : espèces multiples 1 an sur 2
Fumier de bovin (40 t/ha) 1 an sur 2
absorption contrôlée
de l’azote N
techniques CULTAN
16 SCHERER Aurélie
Introduction Le bilan
humique
Les paramètres et
scénarios
Résultats et
comparaisons
Conclusio
n
Scénario 3a : Céréalier 3M canne E D15
Maïs grain E / Blé d’hiver E / Maïs grain E / Maïs grain E
Labour à 25 cm
Cultures intermédiaires : espèces multiples 1 an sur 4
Digestat (15 m3/ha) 3 ans sur 4
Scénario 3b : Céréalier 3M canne E D15 CIVE
Cultures dérobées : mélange d’espèces (5 t MS/ha) 1 an sur 4
Scénario 3c : Céréalier 3M canne R
D0
Maïs grain R / Blé d’hiver E / Maïs grain
R / Maïs grain R
Sans digestat
Scénario 3d : Céréalier 3M canne R
D15
Maïs grain R / Blé d’hiver E / Maïs grain
R / Maïs grain R
Scénario 3e : Betteravier 3M canne E D15
Betteraves sucrières R / Maïs grain E / Maïs grain E / Maïs grain E
Scénario 3f : Céréalier 3M canne E D50
Digestat (50 m3/ha) 3 ans sur 4
Les scénarios méthanisation
Intérêts pour les éleveurs
• Mise aux normes et stockage des effluents = économie
de 30€/m3 de lisier stocké et 20 €/t de fumier
• Logistique d’épandage prise en charge = économie de
2.5 €/m3 + Allègement des travaux + plan d’épandage
mutualisé
• Semis des CIVE après céréales à paille
• Meilleure valorisation des effluents d’élevage,
hygiénisation et réduction des odeurs
• En excédent structurel: possibilité de vendre ses
effluents à l’unité de méthanisation
Intérêts pour les céréaliers
• Economie du broyage: 33 €/ha et travail du sol simplifié
• Economie de 25 unités d’azote pour la dégradation des
pailles de maïs = 20 €/ha
• Fertilisation minérale rendue racine
• Gestion de la pyrale: exportée avec les pailles et
diminution de la pression « rhizoctone et pithium »
• Semis des CIVE après céréales à paille
La récolte ‘‘façon’’ Autrichienne
Broyeur andaineur à tapis ou vis , sortie latérale, largeur de travail 6 m ( double andain =12m)
Chaine de conditionnement pour un stockage optimal : acheminement au silo avec auto chargeuse puis
défibreur, reprise et mise en silo et pour finir tassement
21 SCHERER Aurélie
Introduction Le bilan
humique
Les paramètres et
scénarios
Résultats et
comparaisons
Conclusio
n
Exemple de l’Earl Fritsch
Scénario 1 Earl Fritsch :
Maïs fourrage E (rdt : 20 tMS/ha)
Labour à 25 cm et Irrigation : 120 mm/ha/an
Culture dérobée : seigle (6 tMS/ha) tous les ans
Digestat (30 m3/ha) tous les ans
Scénario 2 Earl Fritsch :
Maïs fourrage E (rdt : 20 tMS/ha) / blé d’hiver E tous les 6 ans (rdt : 85 q/ha)
Labour à 25 cm et Irrigation du maïs fourrage : 120 mm/ha/an
Cultures intermédiaires : espèces multiples 1 an sur 6
Digestat (30 m3/ha) tous les ans
Scénario 3 Earl Fritsch :
= scénario 2 sans irrigation
Sable à sable argilo-limoneux, profond, calcaire, sur alluvions sableuses du
Rhin
Argile (g/kg) CaCO3 (g/kg) Cailloux (%) Da Corg (g/kg)
161 620 0 1,2 18
22 SCHERER Aurélie
Introduction Le bilan
humique
Les paramètres et
scénarios
Résultats et
comparaisons
Conclusio
n
Les scénarios agriculture de conservation
Scénario 4a : Céréalier AC
Colza d’hiver R / Blé d’hiver E / Orge hiver E / Pois protéagineux R / Tournesol R /
Maïs grain R / Féverole R
Non labour et semis direct
Cultures intermédiaires : espèces multiples tous les ans
Scénario 4b : Eleveur AC
Colza d’hiver R / Blé d’hiver E / Orge hiver E / Pois protéagineux R / Tournesol R/
Luzerne E/ Luzerne E/ Luzerne E
Non labour et semis direct
Cultures intermédiaires : espèces multiples 1 an sur 2
Fumier de bovin (40 t/ha) 1 an sur 2
23 SCHERER Aurélie
Introduction Le bilan
humique
Les paramètres et
scénarios
Résultats et
comparaisons
Conclusio
n
Les types de sol
Nom Argile
(g/kg) CaCO3 (g/kg) Cailloux (%) Da Irrigation
Ried brun caillouteux 311 186 37 1,3 oui
Limons lœssiques 245 137 0 1,4 non
Loess moyens 247 0 0 1,2 non
Ried gris 266 0 20 1,3 non
Sol lessivé 180 0 0 1,4 non
Sol de basse plaine
rhénane 187 271 0 1,3 oui
Alluvions des rivières
vosgiennes 148 0 15 1,3 oui
24 SCHERER Aurélie
Introduction Le bilan
humique
Les paramètres et
scénarios
Résultats et
comparaisons
Conclusio
n
Humusbilanz
Bilan humique obligatoire en Allemagne
Moyenne sur 3 ans inférieure à -75 kg de Corg/ha/an
Moyenne mobile sur 3 ans
Moyenne sur 3 ans
supérieure à -75 kg
de Corg/ha/an
OK
Justification de teneurs en matières organiques suffisantes :
- >1% si la teneur en argile est <13 %
- >1,5% si la teneur en argile est >13 %
oui
non
Diminution
des aides
PAC
25 SCHERER Aurélie
Introduction Le bilan
humique
Les paramètres et
scénarios
Résultats et
comparaisons
Conclusio
n
kg Corg. ha-1.an-1 Classe Evaluation
<-200 A Très faible
-200 à -76 B Faible
-75 à 100 C Equilibré
101 à 300 D Elevé
> 300 E Très élevé
Bilan
humique
Production de
Corg des produits
organiques
Production de Corg
des résidus de
cultures et des
cultures
intermédiaires
Besoins en
Corg des
cultures
=
+
-
Calcul du bilan humique en Allemagne :
26 SCHERER Aurélie
Introduction Le bilan
humique
Les paramètres et
scénarios
Résultats et
comparaisons
Conclusio
n
Résultats et
comparaisons
27 SCHERER Aurélie
Introduction Le bilan
humique
Les paramètres et
scénarios
Résultats et
comparaisons
Conclusio
n
7,5 10 12,5 15 17,5 20 22,5 25
1,3 1,7 2,2 2,6 3,0 3,4 3,9 4,3
Eleveur AC (4b) 74 51 36 26 19 13 8 4 Très favorable
Eleveur bovin fumier 2ème couvert (2c) 54 34 22 13 6 1 -4 -8 supérieur à 16%
Céréalier AC (4a) 43 28 18 11 5 1 -2 -5
Eleveur bovin fumier (2b) 48 30 18 10 4 -1 -6 -9 Favorable
Céréalier SD (1c) 41 26 16 10 4 0 -3 -6 8 à 16%
Céréalier TCS (1b) 40 25 15 8 3 -1 -5 -8
Céréalier 3M canne R D15 (3d) 44 27 16 8 2 -3 -7 -11 Peu favorable
Céréalier 3M canne E D50 (3f) 42 25 14 7 1 -4 -8 -11 0 à 8 %
Céréalier variante 2 colza (1f) 39 23 13 5 0 -5 -9 -12
Céréalier boues (1g) 37 22 12 5 -1 -6 -9 -12 Peu défavorable
Céréalier 3M canne R D0 (3c) 36 20 11 4 -2 -6 -10 -13 0 à -8%
Céréalier blé - 2 maïs (1a) 34 20 10 3 -2 -7 -10 -13
Céréalier moutarde (1d) 34 19 10 3 -2 -7 -10 -13 Défavorable
Céréalier 3M canne E D15 (3a) 23 11 3 -3 -7 -11 -14 -17 -8 à -16%
Betteravier 3M canne E D15 (3e) 23 11 3 -3 -7 -11 -14 -17
Céréalier variante 1 orge (1e) 21 10 2 -4 -8 -12 -15 -17 Très défavorable
Céréalier 3M canne E D15 CIVE (3b) 21 9 2 -4 -8 -12 -15 -17 inférieur à -16%
Eleveur bovin lisier (2a) 15 5 -2 -7 -11 -14 -17 -19
Teneur initiale en Corg (g/kg)
S
c
é
n
a
r
i
o
s
Variation de la teneur en Corg
à t = 20 ans en % % de matières organiques
Effet de la teneur initiale en carbone organique
28 SCHERER Aurélie
Introduction Le bilan
humique
Les paramètres et
scénarios
Résultats et
comparaisons
Conclusio
n
Effet de la conduite culturale
Comparaison des scénarios Céréalier
29 SCHERER Aurélie
Introduction Le bilan
humique
Les paramètres et
scénarios
Résultats et
comparaisons
Conclusio
n
Comparaison des scénarios d’élevage
30 SCHERER Aurélie
Introduction Le bilan
humique
Les paramètres et
scénarios
Résultats et
comparaisons
Conclusio
n
Comparaison des scénarios de méthanisation
31 SCHERER Aurélie
Introduction Le bilan
humique
Les paramètres et
scénarios
Résultats et
comparaisons
Conclusio
n
Evolution de la teneur en carbone organique en fonction du temps avec
2 variantes du scénario 3b
10 %
6 %
2 %
32 SCHERER Aurélie
Introduction Le bilan
humique
Les paramètres et
scénarios
Résultats et
comparaisons
Conclusio
n
Comparaison de tous les scénarios
36 %
33 SCHERER Aurélie
Introduction Le bilan
humique
Les paramètres et
scénarios
Résultats et
comparaisons
Conclusio
n
Impact du type de sol
34 SCHERER Aurélie
Introduction Le bilan
humique
Les paramètres et
scénarios
Résultats et
comparaisons
Conclusio
n
Exemple de l’Earl Fritsch
20 %
8 %
35 SCHERER Aurélie
Introduction Le bilan
humique
Les paramètres et
scénarios
Résultats et
comparaisons
Conclusio
n
Bilans humiques avec le système allemand
Très faible (A)
< - 200 kg Corg. ha-1.an-1 Faible (B)
- 200 à -76
Equilibré (C)
-75 à 100
Elevé (D)
101 à 300
Très élevé (E)
> 300
36 SCHERER Aurélie
Introduction Le bilan
humique
Les paramètres et
scénarios
Résultats et
comparaisons
Conclusi
on
Conclusion
Les scénarios les plus favorables :
- Apport de fumier
- Réduction du travail du sol
Les scénarios les moins favorables :
- Apport de lisier
- Avec exportation importante des résidus de cultures
Importance de la teneur initiale en Corg :
- Si faible : les scénarios sont plus facilement favorables
- Si forte : les scénarios sont plus facilement défavorables
Influence du type de sol:
- Si les teneurs en argile et en calcium importantes : plus de stock de
matières organiques
-Si la teneur en cailloux importante : stock de MO plus faible mais
progression plus importante
Comparaison avec le système allemand :
- Scénarios avec apport de digestat plus défavorables en Allemagne
