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Impact du travail du sol sur les bilans de carbone à long terme : analyse d’essais de longue durée et modélisation
Bassem Dimassi
To cite this version:
Bassem Dimassi. Impact du travail du sol sur les bilans de carbone à long terme : analyse d’essais de longue durée et modélisation. Milieux et Changements globaux. 2013. Français. �tel-02810205�
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AgroParisTech
UPR Agroressources et Impacts Environnementaux (AgroImpact)
présentée et soutenue publiquement par
Bassem DIMASSI
le 18 décembre 2013
Impact du travail du sol sur les bilans de carbone à long terme : analyse d’essais de longue durée et modélisation
Doctorat ParisTech T H È S E
pour obtenir le grade de docteur délivré par
L’Institut des Sciences et Industries du Vivant et de l’Environnement
(AgroParisTech)
Directeur de thèse : Bruno MARY
Jury
Mme ůĂŝƌĞ,Eh, WƌŽĨĞƐƐĞƵƌ͕ŐƌŽWĂƌŝƐdĞĐŚ WƌĠƐŝĚĞŶƚĞ M. :ĠƌƀŵĞ>^Ed, ŝƌĞĐƚĞƵƌĚĞZĞĐŚĞƌĐŚĞ͕/EZ͕ŝdžͲĞŶͲWƌŽǀĞŶĐĞ ZĂƉƉŽƌƚĞƵƌ M. DĂƌƚŝĂůZEKhy, ŝƌĞĐƚĞƵƌĚĞZĞĐŚĞƌĐŚĞ͕/Z͕DŽŶƚƉĞůůŝĞƌ ZĂƉƉŽƌƚĞƵƌ M. DĂŶƵĞůDZd/E, /ŶŐĠŶŝĞƵƌĚĞZĞĐŚĞƌĐŚĞ͕/EZ͕KƌůĠĂŶƐ džĂŵŝŶĂƚĞƵƌ M. :ĞĂŶͲWŝĞƌƌĞK,E, /ŶŐĠŶŝĞƵƌ͕Zs>/^/ŶƐƚŝƚƵƚĚƵsĠŐĠƚĂů džĂŵŝŶĂƚĞƵƌ M.ƌƵŶŽDZz, ŝƌĞĐƚĞƵƌĚĞZĞĐŚĞƌĐŚĞ͕/EZ͕>ĂŽŶ džĂŵŝŶĂƚĞƵƌ
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3
Résumé
La concentration atmosphérique de CO2 a considérablement augmenté depuis l’ère industrielle et contribue majoritairement au changement climatique. L’agriculture peut jouer un rôle important dans la mitigation des émissions de CO2 à travers des pratiques culturales qui stockent du carbone dans les sols. Le travail du sol est souvent considéré comme une des pratiques culturales qui ont le plus d’impact sur les stocks de C. Cependant, l’effet de la réduction du travail du sol sur la séquestration de carbone reste sujet à controverse. L’objectif principal de ce travail de thèse est étudier l’effet à long terme de différents systèmes de travail du sol sur les stocks de C et leur dynamique. Nous nous sommes appuyés sur 2 essais de long terme conduits à la station expérimentale de Boigneville par Arvalis-Institut du Végétal. Dans l'essai A, initié en 1970, nous avons examiné l’impact de trois systèmes contrastés de travail du sol (FIT = labour, ST = travail superficiel et NT = semis direct) sur l'évolution des stocks de C calculés à masse de sol équivalente. Dans l'essai E, deux systèmes de travail du sol (FIT et NT) ont été établis en 1991 et maintenus jusqu’à 2011. En 2005, la moitié des parcelles de chaque système a été convertie: du semis direct vers labour et vice versa. Nous avons conduit une incubation afin d’évaluer la minéralisation du C et le priming effect en fonction du mode de travail du sol (après 40 ans de différentiation) et de la disponibilité en nutriments dans le sol. Enfin, nous avons simulé l’évolution des stocks de C et déterminé les taux de minéralisation effectif et potentiel grâce à une approche de modélisation inverse avec le modèle AMG multicouche.
Les résultats montrent que le travail réduit du sol dans l'essai A a permis de séquestrer du C (par rapport au labour) au cours des 28 premières années, mais que cette différence a disparu au cours des 13 années suivantes puisque les stocks mesurés après 1998 n'étaient pas significativement différents. La cinétique de séquestration n'était donc ni linéaire, ni monotone. Dans l’essai E, les alternances de mode de travail du sol n’ont pas engendré de différences significatives de stocks de C et N au bout de 6 ans de conversion. L'étude faite en incubation montre que le taux de minéralisation spécifique dépend du travail de sol et de la couche de sol, alors que le priming effect (mesuré à apport de cellulose fixé) n'en dépend pas.
Par contre il dépend de la disponibilité en nutriments. Le modèle AMG multicouche a permis de bien simuler l'évolution des stocks C, C3 et C4 de chacune des 4 couches de sol considérées sur 0-28 cm. Le taux de minéralisation effectif du carbone diminue avec la profondeur dans tous les traitements et est légèrement supérieur dans le labour si l'on
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considère la profondeur 0-28 cm. Ce travail montre l’intérêt des analyses diachroniques des études à long terme afin de prédire la dynamique de stockage et séquestration du C.
Mots clés:
Etude diachronique, essai à long terme, travail du sol, semis direct, masse du sol équivalente, stock de C, stockage, séquestration, alternance, priming effect, taux de minéralisation, temps de renouvellement.
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Abstract
The atmospheric carbon dioxide CO2 concentration has substantially risen since the industrial era and contributes to the climate changes. Through farming practices that storage C in soil, agriculture could play an important role in mitigating CO2 emissions. Tillage is often considered as one of the farming practices that has the most important impact on soil organic C. However, impact of different tillage systems on C sequestration remains controversial because of the large variability of results. The main objective of this work is to assess the effect of long term different tillage systems on the dynamic and stocks of soil C. This study was based on two long term experiments located at the experimental station of Boigneville (91), France. In the first experiment A, initiated in 1970 and still running, we examined the impact of three tillage systems (full inversion tillage (FIT), shallow tillage (ST) and no-till (NT)) on the soil C dynamic and stocks on an equivalent soil mass (ESM). In the second experiment E, two continuous tillage systems FIT and NT were established in 1991 and maintained until 2011. In 2005, half of the plots of each tillage system were converted: from NT to FIT and vice versa. We also conducted an incubation to determine the C decay rate and the priming effect in response to FIT and NT and the nutrient availability. Finally, an inverse modelling approach was used to determine the potential and effective decay rate with the layered AMG model. Results showed that, in the experiment A, reduced tillage systems induced a C sequestration compared to FIT during the first 28 years. The induced difference in C stocks disappeared during the next 13 years since no significant difference was recorded after 1998. The C sequestration dynamics was neither linear, nor monotonous. In the experiment E, rotational tillage treatments did not lead to significant differences in C and N stocks after 6 years of conversion. The incubation experiment results indicate that the specific decay rate depends on tillage treatments and soil layer, but not on the priming effect (at equivalent cellulose added rates). However it depends on nutrients availability. The layered AMG model has successfully simulated the C, C3 and C4 stocks for each layer on the whole soil profile 0-28 cm. Effective C decay rates decrease with depth in all tillage treatments and on average was slightly higher in FIT on the 0-28cm layer. This work shows the great importance of diachronic analysis of long term studies in order to predict soil carbon sequestration.
6 Keywords:
Diachronic study, long term experiment, tillage systems, no-till, equivalent soil mass, carbon sequestration, rotational tillage, priming effect, decay rate constant, mean residence time.
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Remerciements
Cette thèse rattaché à l'école doctorale ABIES Agriculture Alimentation Biologie Environnement Santé d'AgroParisTech a été réalisée au sein de l’unité de recherche Agroressources et impacts environnementaux unité propre de recherche (UR AgroImpact) site de Laon (Pôle de Griffon). Elle a été cofinancée par ARVALIS-Institut du Végétal et l’agence nationale de la recherche et de la technologie (ANRT) portant la référence ANR- CIFRE N° -1169/2009 en partenariat avec l’INRA.
Tout d’abord, je tiens à remercier mon encadrant, Bruno Mary, pour son accueil chaleureux dans la petite ville fortifiée sur la colline et véritable musée urbain qu'est Laon. Je le remercie aussi pour sa patience et son soutien tout au long de la thèse et je salue également son implication et sa disponibilité même les week-ends et jours fériés où nous avons travaillé intensément chez lui plusieurs fois et ce malgré ses contraintes et obligations. Sa compétence, mais aussi sa riche culture générale et ouverture d’esprit m’ont beaucoup apporté grâce à nos échanges aussi bien scientifiquement que sur le plan humain.
Je voudrais exprimer ma gratitude envers les rapporteurs de cette thèse, Jérôme Balesdent et Martial Bernoux, qui ont accepté d'évaluer mon travail en dépit de l’éloignement géographique et leurs engagements. J'adresse mes vifs remerciements aux autres membres du jury de thèse: Claire Chenu, Manuel Martin et Jean-Pierre Cohan pour l’intérêt que vous avez porté à mon travail.
Je remercie aussi les membres de mon comité de pilotage de thèse qui par leurs critiques et conseils ont contribué à la construction de cette thèse. Merci de nouveau à Claire Chenu, responsable du Master 2 à AgroParisTech et correspondante de cette thèse; elle m’a beaucoup aidé durant mon parcours par ses conseils avisés pour m’améliorer et retrouver mon chemin depuis mon arrivée en France. Merci à Mathieu Sébilo qui a contribué à l’analyse de nos échantillons à Bioemco et participé activement aux réunions de comité de pilotage. Je tiens particulièrement à remercier Sébastien Fontaine pour sa forte implication dans ce travail, ses remarques pertinentes malgré les contraintes (il a dû se déplacer fréquemment de Clermont- Ferrand). Merci à Joël Léonard pour ses critiques précises et constructives, apportant de nouveaux points de vue et mettant en lumière des détails non évidents. Un grand merci à Jérôme Labreuche et Jean-Pierre Cohan, je leur suis très reconnaissant de leur générosité, leur implication pour me fournir les données et discuter les résultats.
J'exprime aussi ma gratitude au directeur de l’unité AgroImpact Hubert Boizard pour m'avoir accueilli. Un grand merci aussi à Fabien Ferchaud et Loïc Strullu qui ont lu et corrigé plusieurs chapitres de ce mémoire de thèse. Je remercie vivement Jean-Marie Machet, Nicolas Beaudoin, Frédéric Bornet pour les échanges très constructifs, Yannick Geoffriau pour son aide précieuse lors du déménagement. Merci à tous ceux qui ont dû me supporter sur le terrain de Boigneville où nous avons passé des semaines à prélever et sélectionner des échantillons de sol et des mesures de densité apparente, résidus de culture, etc... Merci au personnel de Laon, Mons et Reims : Daniel Boitez, Nicolas Brunet, Nicolas Collanges, Caroline Dominiarczyk, Eric Gréhan, Frédéric Mahu, Anita Teixeira, Pascal Thiébeau et Eric Venet qui m'ont énormément épaulé et soutenu lors des campagnes de prélèvement au champ. Un grand merci à Caroline et Anita pour leur aide durant les mois de traitement des échantillons au laboratoire : broyage, fractionnement, pesée et analyse. Un grand merci aussi à Olivier Delfosse pour les nombreuses analyses isotopiques, Jérôme Duval pour la constitution de la base de données, Nicolas Pugeaux pour l'aide avec le logiciel R et François Piraux pour son aide en statistique. Je suis très reconnaissant à Valérie Dazin et Brigitte Rocourt pour leur aide
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dans les dossiers administratifs et leur efficacité à traiter les dossiers surtout lors de mes déplacements fréquents à Clermont-Ferrand.
Je tiens à exprimer de vifs remerciements à tous les employés d’Arvalis que j’ai rencontrés pour le temps précieux qu’ils m’ont accordé, pour leur disponibilité et accueil. Je remercie les expérimentateurs de Boigneville qui m'ont fourni les informations dont j'avais besoin:
Françoise Lancelot, Aurélie Lutton. Certaines parcelles du site ont été conduites pendant plus de quarante années; je remercie tous ceux qui ont participé au suivi régulier et au maintien de ces expérimentations pendant tant d'années et ont rendu ce travail de thèse possible : un très grand merci à Daniel Couture pour les 40 ans de conduite de cet essai ! Je remercie également Richard Wylleman pour sa première synthèse des données qu'il m’a transmise.
Dans cette thèse, j’ai eu la chance de collaborer avec différents partenaires, ce qui est toujours très enrichissant, Sébastien Fontaine, Sandrine Revaillot, Vincent Lemaire, Nazia Perveen et le directeur de l’unité Pascal Carrère m’ont accueilli au sein de l’UREP à Clermont-Ferrand afin de réaliser l’incubation pour la mesure de l’intensité du priming effect. Roland Bol actuellement chercheur à Jülich (Germany) et Liz Dixon m’ont accueilli dans le centre de recherche Rothamsted Research, North Wyke (Devon, England) pour compléter les analyses élémentaires et isotopiques des échantillons de sol. Je leur suis reconnaissant de m’avoir initié aux analyses et d’avoir contribué aux discussions à l’élaboration d’articles provenant de ce travail. Je remercie également Jean-Luc Julien (ex Directeur du LDAR de Laon) à qui nous avions confié des échantillons pour l’analyse.
J’ai eu la chance de pouvoir travailler dans de bonnes conditions et de côtoyer plein de personnes. Je remercie mes collègues, amis, stagiaires, thésards, post-doctorants et tous ceux qui ont été là pour les rigolades, les sorties Bowling, canoë, les pauses cafés, les soirées restaurants, les midis à la cantine MSA, les discussions dans leurs bureaux pour parler de la neige de la pluie et du froid du nord : Magali, Enguerrand, Claire, Caroline, Anne, Julie, Laure, Sitraka, Elsa, Lionel, Nicolas et tous les autres.
Enfin, je n'oublie pas de remercier ma famille, ma mère qui était toujours là à mes côtés, mon frère et ma sœur qui m’ont beaucoup soutenu ainsi que mon père qui nous a quittés et à qui je dédie cette thèse. Un grand merci à Cristina Barbato qui a été toujours là dans les moments difficiles. Merci à Mehdi et son épouse Molka qui ont géré l’organisation culinaire de la soutenance. Merci à Laon, pour cette belle aventure et expérience humaine, intellectuelle enrichissante, en plus d’une expérience gastronomique avec le fromage Maroilles. J’espère que mon travail sera utile aux agriculteurs et apportera une contribution même modeste à la compréhension de l’impact de travail du sol sur l’évolution des stocks de C dans le sol.
Merci dieu
A tous, bonne lecture !
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10
Plan de la thèse
Résumé ... 3
Mots clés: ... 4
Abstract ... 5
Keywords: ... 6
Remerciements ... 7
Plan de la thèse ... 10
1. Introduction générale ... 15
1.1. Contexte Scientifique ... 16
1.1.1 Agriculture et émissions de gaz à effet de serre ... 16
1.1.2 Le cycle du carbone ... 19
1.1.3 Les méthodes de mesure des variations de stock du carbone du sol ... 20
1.1.4 Potentiel de séquestration du carbone et de mitigation des émissions de GES ... 21
1.1.5 Le travail du sol dans les systèmes de culture ... 22
1.2 Problématique générale de la thèse ... 25
1.3 Hypothèses de travail et organisation du mémoire ... 27
1.4 Démarche expérimentale ... 29
2. Effet du travail du sol à long terme sur la dynamique d'évolution du carbone organique du sol ... 34
Long-term effect of contrasted tillage and crop management on soil carbon dynamics over 41 years ... 34
Abstract ... 36
2.1 Introduction ... 37
2.2. Materials and Methods ... 40
2.2.1 Experimental design ... 40
2.2.2 Soil sampling ... 42
2.2.3 Soil analysis ... 44
2.2.4 Crop yields and residues ... 46
2.2.5 Calculation of soil mass and SOC contents ... 46
2.2.6 Statistical analysis ... 47
2.3. Results ... 48
2.3.1 Crop yields ... 48
2.3.3 SOC concentrations ... 50
2.3.4 SOC stocks ... 54
2.4. Discussion ... 66
2.4.1 Distribution of SOC concentration in the soil profile ... 66
2.4.2 Capturing dynamics of SOC sequestration with time series analysis ... 66
2.4.3 SOC dynamics influenced by C inputs ... 68
2.4.4 SOC dynamics influenced by climate x tillage interaction ... 69
2.4.5 SOC dynamics affected by depth in reduced till systems ... 71
2.5. Conclusion ... 71
Acknowledgements ... 72
3. Evolution des stocks de carbone et azote du sol en réponse à la conversion du travail du sol dans un essai à long terme en France ... 74
Changes in soil carbon and nitrogen following tillage conversion in a long-term experiment in Northern France. ... 74
11
Abstract ... 76
3.1. Introduction ... 77
3.2. Materials and methods ... 78
3.2.1 Study site and experimental design ... 78
3.2.2 Soil sampling and analysis ... 80
3.2.3 Calculations ... 81
3.2.4 Statistical analysis ... 83
3.3. Results ... 83
3.3.1 Grain yields and aerial crop residues ... 83
3.3.2 Bulk density and Y measurements ... 85
3.3.3 SOC and SON concentrations ... 85
3.3.4 SOC and SON stocks ... 89
3.4. Discussion ... 91
3.4.1 Grain yields and crop residues ... 91
3.4.2 SOC and SON concentrations ... 93
3.4.3 SOC and SON stocks ... 94
Methodology ... 94
Continuous tillage ... 95
Conversion tillage ... 95
3.5. Conclusion ... 97
Acknowledgements ... 98
4. Impact de différentes modalités du travail du sol sur la minéralisation du carbone et le priming effect ... 100
Carbon mineralization and priming effect affected by long term tillage ... 100
Abstract ... 102
4.1. Introduction ... 103
4.2. Materials and methods ... 105
4.2.1 Study site and soil sampling ... 105
4.2.2 Incubation experiment ... 107
4.2.3 Analyses ... 107
4.2.4 Calculations ... 108
4.2.5 Statistical analysis ... 108
4.3. Results ... 110
4.3.1 C and N concentration after 40 years of differentiation ... 110
4.3.2 Basal respiration ... 110
4.3.3 Cellulose mineralization ... 112
4.3.4 Microbial biomass ... 112
4.3.5 Priming Effect ... 114
4.4. Discussion ... 118
4.4.1 Basal mineralization ... 118
4.4.2 Apparent vs. real priming effect ... 119
4.4.3 Experimental factors affecting priming ... 119
4.4.4 In situ priming affected by tillage ... 120
Acknowledgements ... 121
5. Evolution des stocks de MO particulaire, humifiée et totale. Simulation des stocks de C total par couche en fonction du travail du sol : estimation des taux de minéralisation du carbone par modélisation inverse. ... 123
Résumé ... 125
5.1. Introduction ... 126
12
5.2. Matériels et méthodes ... 128
5.2.1 Description de l’essai A ... 128
5.2.3 Estimations des entrées de carbone au sol ... 131
5.2.4 Description de la structure du modèle AMG ... 134
5.3. Résultats ... 141
5.3.1 Evolution temporelle des stocks de LPOM ... 141
5.3.2 Relation entre les paramètres climatiques et la variation des stocks de SOC ... 143
5.3.3 Distribution des POM dans le profil ... 148
5.3.4 Analyse de sensibilité ... 149
5.3.5 Simulation des stocks C, C3 et C4 ... 154
5.3.6 Taux de minéralisation effectif (k2) et potentiel (k20) par couche de sol ... 162
5.3.7 Comparaison avec la version monocouche ... 167
5.4. Discussion ... 167
5.4.1 Impact des conditions climatiques sur l’évolution des MOS ... 167
5.4.2 Interaction entre travail du sol et entrées de carbone souterraines ... 168
5.4.3 Sensibilité des résultats au paramétrage du pool de C stable ... 169
5.4.4 Impact du travail du sol sur le taux de minéralisation effectif k2 ... 169
5.4.5 Impact du travail du sol sur le taux de minéralisation potentiel k20 ... 172
6. Conclusion ... 174
Références bibliographiques ... 183
INDEX DES FIGURES ... 195
INDEX DES TABLEAUX ... 197
13
14
15
1. Introduction générale
16
1.1. Contexte Scientifique
1.1.1 Agriculture et émissions de gaz à effet de serre
Les émissions de gaz à effet de serre (GES) ont atteint des niveaux historiquement élevés depuis l’ère industrielle, et ces émissions sont en bonne partie responsables des changements climatiques que subit notre planète. Parmi ces GES, le dioxyde de carbone (CO2) qui représente le principal gaz à effet de serre d’origine anthropique contribue à plus de 77% des émissions totales de GES en 2004 (GIEC, 2007). La concentration du CO2 atmosphérique est passée de 278 ppm en 1750 à 391 ppm en 2011. La diminution de la signature isotopique δ13C confirme que la combustion des énergies fossiles est à l’origine de l’augmentation de la teneur en CO2. Par ailleurs, on assiste également à une augmentation considérable des concentrations en CH4 et N2O (GIEC 2013) (Figure 1).
L’une des solutions proposées pour réduire ou limiter l’accroissement de la concentration en CO2 est de favoriser la séquestration du carbone atmosphérique dans les sols. Cette séquestration peut être réalisée par un transfert additionnel du C atmosphérique vers les sols ou par la réduction des émissions de CO2 par les sols. Les sols contiennent des stocks de carbone organique estimés entre 684 et 724 Pg dans la couche 0-30 cm et entre 1462 et 1548 Pg sur une profondeur de 1 m (Batjes, 1996). Le stock sur 1 m représente deux fois la quantité de carbone atmosphérique (CO2) et trois fois le stock de C de la végétation aérienne (Ciais et al., 2005; Smith et al., 2008). Compte tenu de ces grandes quantités, une variation relative même modeste du contenu de C dans les sols peut avoir un impact considérable sur les niveaux du CO2 atmosphérique et sur le climat. Les terres agricoles, occupant 12% des surfaces continentales totales terrestres (Wood et al., 2000) et un tiers des surfaces continentales en Europe (FAO Statistical data base, 2003), peuvent agir à la fois comme source et puits de CO2. Ceci montre le rôle clé que peut jouer l’agriculture dans la lutte contre les changements climatiques. En France, les émissions émanant de l’agriculture/sylviculture ont augmenté de 151% entre 1960 et 2011. Cependant, ces émissions ne représentent qu’une faible partie 9.7 Mt par rapport aux émissions nationales totales de 348 Mt hors utilisation des terres, leurs changements et la forêt en 2011 (CITEPA, 2013). L’accroissement du stockage de carbone sous forme de matières organiques dans les sols, en plus de la réduction des concentrations de CO2 atmosphérique, procure plusieurs services éco-systémiques qui en
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influençant les propriétés et les fonctions du sol affectent la production agricole et l’environnement (Powlson et al., 2012).
Figure 1 (figure 1, chapitre 1) Evolution de la concentration atmosphérique en CO2 et N2O, de la composition isotopique δ13C du CO2 et du pH à la surface de l’océan.MLO: Mauna Loa Observatory, Hawaii; SPO: South Pole; HOT: Hawaii Ocean Time-Series station; MHD: Mace Head, Ireland; CGO: Cape Grim, Tasmania (adapté d’après GIEC, 2013).
18
Figure 2 (figure 2, chapitre 1) Représentation des composantes du bilan de carbone des agroécosystèmes et des méthodes de mesure des flux (adapté de Smith et al., 2010)
GPP
Ra
ΔSOC Rh NEP
Capp NPP
Cexp
ΔBiom
19
Il y a donc un intérêt majeur à comprendre les processus et phénomènes qui régissent la séquestration du carbone dans les sols ainsi qu’à identifier les pratiques qui la favorisent.
1.1.2 Le cycle du carbone
Les processus qui entrent en jeu dans les échanges de CO2 entre l’atmosphère et les surfaces agricoles ainsi que les méthodes de mesure de ces flux sont présentés à la Figure 2. Les entrées de CO2 dans la biosphère continentale se font par fixation du C atmosphérique par les plantes lors de la photosynthèse. Ces entrées représentent la production primaire brute (GPP = Gross Primary Production). Une partie de ce flux brut retourne vers l’atmosphère par respiration autotrophe (Ra) et l’autre partie est convertie en biomasse végétale correspondant à la production primaire nette (NPP = Net Primary Production) :
Ra NPP
GPP= + (1)
Les flux d’entrée de carbone dans la biosphère sont considérables, puisque les flux bruts (GPP) sont estimés à 120 Pg C/an et les flux nets (NPP) à 60 Pg C/an, alors que le stock de carbone atmosphérique est de 750 Pg (IPCC, 2006). Ces flux varient dans le temps et l’espace à cause de la variabilité des écosystèmes et des conditions pédoclimatiques. Kutsch et al.
(2010) ont effectué des bilans de carbone basés sur des mesures de flux dans 7 agroécosystèmes européens sur une durée de 4 ans et ont trouvé une GPP moyenne de -12.46
± 0.25 t C ha-1 an-1 (la valeur négative indique que le flux va de l’atmosphère vers l’écosystème) et une NPP moyenne de -6.60 ± 0.30 t C ha-1 an-1.
Une partie de la production primaire nette NPP retourne aussi vers l’atmosphère sous forme de CO2 par la respiration hétérotrophe. Cette respiration hétérotrophe (Rh) provient de la minéralisation de la matière organique par les micro-organismes et la faune du sol. La différence entre le NPP et la respiration hétérotrophe représente la production nette de l’écosystème (NEP = Net Ecosystem Production):
Rh NPP
NEP= - (2)
Jans et al. (2010) ont estimé le bilan C pour une culture de maïs durant la période culturale et reportent que la culture est un puits net de CO2 avec un NEP atteignant -1.2 t C ha-1. Dans une autre étude, Loubet et al. (2011) ont déterminé le bilan de C au cours d’une rotation de 4 ans
20
incluant du maïs, du blé, de l’orge et de la moutarde. Ils calculent un NEP de -4.4 ± 0.7 t C ha-
1 an-1.
Le bilan de l’agroécosystème désigné par la production nette du biome (NBP = Net Biome Production) représente le bilan entre les entrées par fixation du CO2 atmosphérique et apport de matières organiques fertilisantes (Cpro) et les sorties de carbone (Cexp) dues aux exportations par les récoltes:
Cexp Cpro
NEP
NBP= + - (3)
Dans l’étude déjà citée de Kutsch et al. (2010), la moyenne de production nette du biome a été estimée à 0.95 ± 0.87 t C ha-1 an-1. Dans celle de Loubet et al. (2011), le NBP est estimé à -1.3
± 1.1 t C ha-1 an-1. Nous remarquons la forte incertitude qui entache les résultats montrant la difficulté à calculer ce flux avec précision.
1.1.3 Les méthodes de mesure des variations de stock du carbone du sol
La mesure des variations de stock du carbone organique du sol peut être réalisée par 2 grands types de méthodes :
- Une méthode « d’inventaires » faits au moins à 2 dates successives. La variation est obtenue par différence des stocks calculés entre ces 2 dates. L’intérêt est d’intégrer au cours du temps et de pouvoir caractériser des traitements sur de petites parcelles. La principale difficulté de cette méthode est de maîtriser l’hétérogénéité spatiale qui peut fréquemment dominer la variation temporelle.
- Des méthodes de « flux » suivis en continu et intégrés au cours du temps. On peut distinguer les mesures faites en « chambres de respiration » sur de petites surfaces (quelques dm2). Elles permettent de caractériser la respiration du sol qui est la somme de la respiration hétérotrophe et de la respiration autotrophe racinaire (et de la respiration autotrophe aérienne si la chambre couvre la végétation). La respiration hétérotrophe peut être estimée séparément en ajoutant des « zones d’exclusion racinaire » ne comportant pas du tout de végétation. Dans ce cas la variation du stock de C organique du sol peut être calculée par la relation :
Rh
Capp SOC= -
D (4)
où Capp est la quantité de C restitué au sol sous forme de résidus aériens et racinaires. La méthode des chambres s’applique à des petites surfaces (quelques dm2) et permet rarement de faire un bilan complet.
21
La méthode dite de covariances turbulentes (EC = eddy covariance) est beaucoup plus utilisée. Elle consiste à mesurer à haute fréquence la concentration en CO2 et la vitesse du vent au-dessus de la canopée. Elle permet de calculer le flux net de CO2 entre la canopée et l’atmosphère (NEE = Net Ecosystem Exchange) sur une surface assez étendue (quelques hectares). Ce flux est quasi égal à -NEP, ce qui permet de calculer NBP (eq. 3) et d’en déduire la variation de stock de C du sol :
Biom NBP
SOC = -D
D (5)
Où ΔBiom représente la variation de C stockée dans la biomasse végétale. Dans le cas de plantes annuelles on peut négliger ce terme si l’on fait le bilan démarre et se termine après la date de récolte. L’avantage de cette méthode est de faire une large intégration spatiale des flux (sur quelques ha). En contrepartie, elle ne permet pas de caractériser des flux sur des petites parcelles de quelques ares, comme cela est fréquemment le cas dans les essais de longue durée.
1.1.4 Potentiel de séquestration du carbone et de mitigation des émissions de GES
Plusieurs pistes existent pour réduire les émissions de CO2 d’origine agricole. Smith et al.
(2008) ont classé les leviers d’atténuation de CO2 en trois grandes catégories basées sur les mécanismes suivants :
1) augmenter le transfert du CO2 atmosphérique vers la biosphère continentale grâce à des pratiques culturales qui stimulent la fixation photosynthétique;
2) réduire les émissions de CO2 vers l’atmosphère par diminution de la respiration hétérotrophe en agissant sur la minéralisation de la matière organique ;
3) remplacer le C fossile par d’autres sources d’énergies renouvelables telles que les agrocarburants.
Freibauer et al. (2004) ont passé en revue les pratiques agricoles techniquement et économiquement viables permettant potentiellement un stockage de C dans les sols agricoles pour l’Europe des 15 entre 2008 et 2012. Ces auteurs ont fourni une estimation quantitative du potentiel de séquestration pouvait aller jusqu’à 16 à 19 Mt C an-1. Les pratiques les plus prometteuses sont: l’augmentation des apports organiques, l’augmentation des surfaces en espèces pérennes, la promotion de l’agriculture biologique et la réduction du travail du sol.
Une étude récente a été conduite à l’INRA afin de quantifier les possibilités d’atténuation des émissions de GES du secteur agricole français. Elle a ciblé une dizaine d’actions d’atténuation portant sur des pratiques agricoles (Pellerin et al., 2013). Quatre actions visent soit à réduire
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les émissions de CO2 soit à augmenter le transfert du CO2 atmosphérique vers les agroécosystèmes : 1) optimiser la gestion des prairies pour favoriser le stockage de carbone, 2) introduire d’avantage de cultures intermédiaires, de cultures intercalaires et de bandes enherbées dans les systèmes de culture, 3) développer l'agroforesterie et les haies pour favoriser le stockage de carbone dans le sol et la biomasse végétale, 4) développer les techniques culturales sans labour pour stocker du C dans le sol avec plusieurs composantes comme le travail superficiel, le labour occasionnel une fois sur 5, etc.
Cependant, le choix des pratiques culturales reste une tâche délicate d’une part parce qu’elles sont en perpétuel changement à cause de nombreux paramètres socio-économiques et d’autre part à cause des interactions existantes avec les différents compartiments des agroécosystèmes. De plus, l’effet de certaines pratiques culturales sur le stockage du C reste sujet à controverse et/ou est entaché d’une forte incertitude sur la quantité de carbone séquestré. Cette incertitude est attribuée à plusieurs raisons parmi lesquelles on peut citer : - la dynamique du stockage du carbone qui est influencée par les pratiques, le climat et le
temps (d’où la difficulté d’interpréter des mesures sans suivi temporel),
- les problèmes méthodologiques : hétérogénéité spatiale, variabilité des profondeurs de mesure, densité apparente non mesurée systématiquement, …
Il est nécessaire de comprendre les processus et les mécanismes déterminant le stockage et le déstockage de carbone des sols. Arrouays et al. (2002) soulignent dans leur expertise la non- symétrie entre la durée lente de stockage qui peut prendre quelques décennies et la cinétique parfois rapide de déstockage suite à des changements importants de pratique comme le labour, ou d’utilisation des terres comme la mise en culture de forêts ou des prairies permanentes.
Dans ce travail de thèse nous allons nous concentrer essentiellement sur l’impact du travail du sol en interaction avec d’autres pratiques.
1.1.5 Le travail du sol dans les systèmes de culture
Le travail du sol est une pratique très ancienne qui a commencé avec la naissance de l’agriculture il y a 10 à 13 millénaires dans le Proche-Orient, principalement le long du Tigre et de l’Euphrate. De nos jours, le travail du sol et plus précisément le labour avec une charrue à versoir reste la pratique la plus commune dans le monde (Lal, 2007). Le travail du sol est défini comme une intervention technique qui perturbe physiquement le sol par des outils. Les équipements de travail du sol concernent des machines conçues pour soulever, retourner ou mélanger le sol, réduire la taille des mottes de terre ou déraciner les mauvaises herbes :
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charrue, herse, disque, cultivateur, rouleau, etc. (Soil Science Society of America, 1987). Les opérations de récolte, surtout lors des récoltes de tubercules comme la pomme de terre ou la betterave, engendrent une perturbation du sol et font partie des opérations de travail du sol. Le travail du sol a plusieurs rôles comme la fragmentation des mottes de terre et la préparation du lit de semis, l’incorporation des résidus de culture et des amendements organiques, le contrôle des mauvaises herbes en les détruisant et en enfouissant les graines, et enfin le contrôle des maladies. Il a permis d’augmenter la productivité des cultures mais reste une technique consommatrice de temps, de main d’œuvre et d’énergie (Labreuche et al., 2007). Ces auteurs ont énuméré sept opérations principales de travail du sol parmi lesquelles figurent le labour et le travail superficiel.
Le labour est défini comme étant une opération de travail profond avec retournement du sol et mélange de ses horizons à une profondeur qui peut être comprise entre 15 et 40 cm. Exécuté généralement par une charrue à versoir avec ou sans rasette (Roger-Estrade et al., 2001), son objectif est de redistribuer dans le profil du sol les fumures et amendements, de contrôler les adventices et d’ameublir la couche arable. Le travail superficiel du sol correspond à un travail compris entre 0 et 15 cm de profondeur, mais sans retournement. Il a pour objectif de mélanger les résidus de culture, d’effectuer un « faux semis » en permettant une levée des adventices, de lutter contre certains pathogènes et de créer des lits de semis moins grossiers.
Le semis direct est défini comme étant un système dans lequel les cultures sont semées sans aucune perturbation préalable du sol sauf une perturbation superficiel ne dépassant pas 5 cm pour le semis après quoi généralement le sol reste couvert sur 30% à 100% de sa surface par les résidus (Soane et al., 2012).
Dans la pratique, les agriculteurs combinent plusieurs opérations de travail du sol pouvant être exécutées successivement ou simultanément, ce qui crée un itinéraire technique de travail du sol. Labreuche et al. (2007) classent ces itinéraires techniques de travail du sol selon la profondeur, la zone travaillée et l’action de l’outil.
Les techniques culturales simplifiées ont connu une expansion exponentielle depuis quelques décennies. Le semis direct a commencé après le Dust Bowl aux Etats-Unis avec l’utilisation massive des herbicides sélectifs. Le développement de ces derniers a permis à la technique de semis direct de s’étendre essentiellement aux Etats-Unis, en Amérique latine et en Australie.
Derpsch et Friedrich (2009) indiquent que les superficies cultivées en semis direct dans le monde ont augmenté de 45 à 105 millions d’hectares entre 1999 et 2008. En Europe, l’extension de cette technique reste minoritaire et limitée par rapport aux systèmes conventionnels incluant le labour (Soane et al., 2011). En France, les techniques culturales
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Figure 3 (figure 3, chapitre 1) Pourcentage des superficies conduites en techniques culturales sans labour en grande cultures. (Source : Agreste - Enquête Pratiques culturales 2006)
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sans labour se sont développées dès la fin des années 60, mais l’évolution des superficies est restée limitée (Labreuche et al., 2007). Avec les progrès techniques, l’évolution de l’offre en pesticides et l’augmentation des charges de mécanisation, un regain d’intérêt est observé ces dernières années. En 2006, 33% des cultures annuelles ont été installées sans inversion du sol contre 21% en 2001 (Chapelle-Barry, 2008).
Par contre, les surfaces qui sont travaillées exclusivement par des outils ne descendant pas en dessous de 15 cm de profondeur (travail superficiel) ne représentent que 23% de la sole des grandes cultures (Figure 3).
Un autre itinéraire technique étudié dans le cadre de ce travail de thèse est l’alternance entre labour et semis direct ou travail superficiel. Une étude conduite par Hill (2000) dans le Corn Belt aux Etats-Unis indique que la durée de semis direct n’excédait pas 1,4 ans dans le Minnesota et 2,4 ans dans l’Illinois. En France, il y a peu de données disponibles sur l’étendue du labour occasionnel ; Chapelle-Barry (2008) indique que seulement 11% des cultures annuelles conduites sans retournement du sol en 2006 n’avaient pas été labourées durant les 5 années précédentes.
1.2 Problématique générale de la thèse
La problématique centrale de ce travail de thèse consiste en l’étude des effets du travail du sol sur l’évolution des stocks de carbone et leur distribution dans le profil du sol. Plusieurs études et méta-analyses ont examiné cette question dans diverses conditions pédoclimatiques et en interaction avec plusieurs pratiques culturales. Néanmoins, malgré le potentiel reporté de séquestration de carbone dans les sols conduits en techniques culturales sans labour, semis direct inclus, par rapport au labour, les résultats restent controversés. Les études menées dans les années 90 et jusqu’au début des années 2000, examinant l’effet de la conversion d’un système conventionnel avec labour vers un travail simplifié sans labour ou semis direct sur les stocks de carbone du sol, suggéraient une forte stimulation du stockage de carbone par ces techniques (West and Post, 2002 ; Ogle et al., 2005). Ces conclusions ont été en partie remises en cause par de nouvelles études et des méta-analyses plus rigoureuses et méthodologiquement plus fiables. Le potentiel de séquestration du carbone lié à l’arrêt du labour a été revu à la baisse avec ces récentes méta-analyses (Baker et al., 2007; Angers et al., 2008; Luo et al., 2010; Virto et al., 2011).
Pourquoi est-on revenu sur les conclusions toutes très optimistes publiées dans les années 1985-2005 ? Plusieurs explications sont données dans la littérature:
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- l’absence de calcul des stocks de carbone à masse de sol équivalente alors que le travail du sol affecte la densité apparente (Ellert et Bettany, 1995),
- des profondeurs de prélèvement insuffisantes pour tenir compte des différences de profil de teneurs en C (Baker et al., 2007),
- la non prise en compte d’interactions avec d’autres pratiques comme la fertilisation, l’irrigation, la rotation (Luo et al., 2010),
- la non prise en compte des variations de rendement et des entrées de carbone (Virto et al., 2011),
- le manque d’essais diachroniques permettant de déterminer la cinétique de séquestration (West et Post, 2002).
Porter des conclusions sûres nécessite de s’appuyer sur des expérimentations réalisées sur une longue durée et très bien caractérisées, avec un suivi régulier des stocks de C et des mesures de densité apparente du sol. Afin de répondre à la problématique générale, nous nous sommes basés sur une approche expérimentale, à partir de 2 essais de long terme établis à Boigneville (France) par Arvalis–Institut du Végétal : l’essai « travail du sol » ou essai A et l’essai
« environnement » ou essai E. Outre leur ancienneté (40-20 ans), ces essais présentent l’intérêt d’avoir été très bien suivis depuis l’origine, avec des mesures réalisées régulièrement dans le temps et des mesures denses spatialement, ce qui est particulièrement rare dans les essais de long terme.
Dans ce travail de thèse, nous examinerons quatre itinéraires techniques de travail du sol : - le travail du sol « conventionnel » avec un labour,
- le travail superficiel où le sol n’est pas retourné mais seulement travaillé à une profondeur qui ne dépasse pas les 10 cm,
- le semis direct avec très peu de perturbation du sol sauf pour le semis et sur 0-5 cm, - l’alternance labour et semis direct et vice versa, qui sont pratiques courantes mais peu
étudiées.
Nos deux principaux objectifs sont :
1. de comparer l’effet des quatre itinéraires techniques de travail du sol sur les stocks de carbone organique du sol, leur évolution temporelle et leur distribution dans le profil du sol.
2. d’évaluer le potentiel de mitigation de ces itinéraires techniques en interaction avec trois pratiques culturales : l’exportation des pailles, le changement de rotation et l’implantation de cultures intermédiaires.
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1.3 Hypothèses de travail et organisation du mémoire
Sur la base des observations antérieures faites sur les essais long terme de Boigneville (Oorts et al., 2007; Metay et al., 2009) et des connaissances générales acquises sur l’effet du travail du sol, nous avons formulé 4 hypothèses initiales:
Hypothèse 1
Le travail réduit (travail superficiel ou semis direct) entraîne une séquestration de carbone par rapport au travail conventionnel (labour) dans l’ancienne couche labourée, mais cette séquestration n’augmente pas linéairement au cours du temps. Elle commence rapidement au démarrage de l’essai et s’estompe au cours du temps. La diminution de la vitesse de séquestration du carbone pourrait résulter de la conjonction :
- d’une séquestration rapide du carbone en surface (0-10 cm), due à des apports importants de résidus de culture, puis plus lente jusqu’à ce que l’équilibre soit atteint en surface - d’une perte de carbone continue en profondeur (10-30 cm), à cause d’apports réduits de
résidus en profondeur et une minéralisation continue du C organique du sol.
Cette hypothèse de non linéarité est traitée dans le chapitre 2 (article soumis à Agriculture Ecosystems and Environment (AGEE), en cours de révision). Dans ce chapitre, nous avons synthétisé l’ensemble des données existantes de l’essai A pour les années antérieures à 2010 et ajouté des mesures faites au cours d’une grande campagne de prélèvement avec une approche méthodologique rigoureuse.
Hypothèse 2
Elle concerne le changement induit par l’alternance des pratiques de travail du sol : passage du labour au semis direct et vice versa. Sur la base de la littérature (e.g. Conant et al., 2007), nous faisons l’hypothèse que l’alternance 1 (labour à semis direct) occasionnera un stockage de carbone et inversement pour l’alternance 2 (semis direct àlabour).
Cette hypothèse sera testée grâce à l’essai E (essai dit « environnement ») qui a été initié en 1991 avec deux itinéraires techniques de travail du sol (labour et semis direct) maintenus en continu jusqu’en 2012, alors que la moitié des parcelles de chaque traitement a été convertie en 2005 en itinéraire technique opposé. Ce travail fait l’objet du chapitre 3 (article publié dans AGEE).
Hypothèse 3
Le « priming effect » lié aux apports de carbone énergétique de type cellulose est un phénomène maintenant largement démontré (Fontaine et al., 2007, 2011 ; Guenet et al., 2010).
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A
E
Figure 4 (figure 4, chapitre 1) Photo aérienne du site de Boigneville montrant le parcellaire des essais A et E (Source photo : Arvalis-Institut du Végétal)
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Ce processus est susceptible de varier fortement entre modalités de travail du sol et couches de sol du fait de la forte variation des apports de résidus de culture dans ces couches. Nous faisons l’hypothèse qu’il puisse y avoir un priming effect différentiel dû à la variation des entrées de carbone et des propriétés chimiques et microbiologiques de chaque couche de sol, après 40 ans de différentiation.
Pour tester cette hypothèse, nous avons réalisé une incubation de long terme (266 jours) pour caractériser l’intensité du priming en fonction de la couche et du mode de travail du sol. Les résultats sont présentés au chapitre 4 (article soumis à Soil Biology and Biochemistry).
Hypothèse 4
Les constantes de minéralisation et les temps de renouvellement des MOS peuvent varier en fonction des modalités de travail du sol et de la profondeur. Nous faisons l’hypothèse que le taux de minéralisation moyen des MOS est surtout dépendant du niveau de protection physique de ces MOS, lui-même fonction de l’intensité de travail du sol.
Cette hypothèse sera examinée dans le chapitre 5, grâce à la mise en œuvre d’un modèle de simulation du carbone (modèle AMG) avec une version multicouche permettant de déterminer par inversion les constantes de minéralisation par couche de sol et par mode de travail du sol (article in preparation pour Agronomy for sustainable development).
1.4 Démarche expérimentale
1.4.1 Description du site d’étude et des essais
Le site d’étude se trouve à 70 km au sud de Paris, dans la station expérimentale d’Arvalis- Institut du Végétal à Boigneville (Essonne). Le climat est tempéré à dominante continentale avec des sols assez profonds (environ 70 cm) formés sur un lœss d’origine éolien. Trois essais sont actuellement conduits sur le site, examinant les différents impacts du mode de travail du sol sur la production et l’environnement. Les deux essais analysés dans le cadre de ce travail de thèse sont l’essai A et l’essai E (figure 4).
L’essai A (48°19'37''N, 2°22 56''E) a été initié en 1970 et se poursuit. Il combine 3 itinéraires techniques de travail du sol (labour, travail superficiel et semis direct) et trois pratiques culturales établies progressivement dans le temps : l’exportation des pailles, le changement de rotation et l’installation de cultures intermédiaires. Les caractéristiques des cet essai sont présentées en détails dans le chapitre 2. C’est le plus ancien dispositif examinant l’effet du travail du sol en France. Il a été très bien caractérisé dès son installation. Il fait l’objet de mesures régulières de rendement des cultures (tous les ans), des prélèvements de sol (tous les quatre ans) et des mesures assez fréquentes de densité apparente.
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Dans le cadre de ce travail de thèse nous avons i) synthétisé toutes les mesures faites précédemment, ii) ré-analysé plus de 1500 échantillons du sol qui avaient été stockés, iii) réalisé des prélèvements de sol en 2010- 2011 avec plus de 2000 échantillons prélevés et des mesures de densité apparente, iv) réalisé une incubation de sol, v) constitué une base de données contenant toutes ces mesures ainsi que les analyses C, N, δ13C et δ15N. Des mesures de flux de GES (CO2 et N2O) ont été aussi réalisées en continu de 2010 à 2013 grâce à des chambres automatiques mais ne seront pas traitées au cours de cette thèse.
L’essai E (48°19'30"N, 2°23'03"E) a été initié en 1991 et se poursuit jusqu’à la date d’écriture de la thèse. Cet essai est l’un des rares essais en France permettant d’étudier l’effet des alternances labour à semis direct et semis direct à labour. Les deux modalités de travail du sol installées en 1991 (labour et semis direct) se poursuivent aujourd’hui, mais la moitié des parcelles conduites en semis direct ont été converties en labour en 2005 et vice versa, donnant 4 modalités. Des prélèvements de sol et mesures de C et N ont été faites à trois dates : 1991, 2005 et en 2011 dans le cadre de ce travail de thèse.
En résumé, les atouts de ces essais sont les suivants :
- leur ancienneté (41 et 21 ans) : ce sont les essais « travail du sol » les plus anciens en France et l’un des plus anciens au monde (essai A),
- un échantillonnage régulier des sols avec une procédure rigoureuse (tous les 4 ans depuis 1970 pour l’essai A),
- un repérage systématique de l’ancienne profondeur de labour permettant des calculs de stock C à masse de sol constante,
- l’introduction du maïs dans la rotation permettant un traçage isotopique 13C de la matière organique du sol,
- la comparaison de 3 modalités de travail du sol en interaction avec 3 autres pratiques culturales.
1.4.2 Repérage des profondeurs et calcul de la masse du sol
Les opérations de travail du sol telles que le labour induisent des variations de masse volumique et donc de hauteur du sol. Elles entraînent en général une baisse de la densité apparente du sol et une augmentation de la hauteur du sol par rapport aux situations en travail réduit (figure 5). L’originalité de l’essai A a consisté à i) repérer la profondeur de labour au début de l’essai (en 1970), ii) réduire la profondeur de travail du sol, y compris le labour
31 Masse du sol constante= Mref
Profondeur du labour actuel (x) x ~ 25 cm L
Profondeur de l’ancienlabour(y)
Surface du sol TS
x ~ 8 cm
y ~ 26.5 cm
SD
y ~ 26 cm x ~ 25 cm
Figure 5 (figure 5, chapitre 1) Schéma montrant les profondeursrepérées de travail du sol : x = profondeur de travail du sol de l’année en cours, y = profondeur de l’ancien labour.
L =labour, TS = travail superficiel et SD = semis direct
A B
Figure 6 (figure 6, chapitre 1) Carottes de sol prélevées avec la sonde Humax : A) couche 0-20 cm, B) couche 20-40 cm. La ligne rouge marque la limite de l’ancien labour Y.
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et iii) repérer à chaque prélèvement de sol la profondeur d’apparition de l’ancien labour (notée Y). Cette limite Y a pu être détectée par le changement de couleur (plus foncée au- dessus à cause de la richesse en matière organique) et/ou le changement de structure du sol (figure 6). En l’absence d’érosion significative, on peut considérer que la masse de sol sur la couche 0-Y doit être constante. Cette masse de référence (Mref) a été estimée d’après les mesures initiales à 4060 t ha-1.
Les échantillons de sol ont été découpés par couches de 0-5, 5-10, 10-15, 15-Y et Y-Y+5 cm de 1970 jusqu’à 2007. Deux couches supplémentaires ont été ajoutées lors de notre dernier prélèvement en 2010-2011 : Y-40 et 40-60 cm. Cette méthodologie nous a permis de comparer les stocks de C et N entre traitements de travail du sol à masse de sol équivalente.
Nous avons également comparé deux méthodes de calcul de la masse de référence, l’une basée sur les mesures de Y, l’autre basée sur les mesures de densité apparente.
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2. Effet du travail du sol à long terme sur la dynamique d'évolution du carbone organique du sol
Long-term effect of contrasted tillage and crop management on soil carbon dynamics over 41 years
Bassem Dimassia. Bruno Marya. Richard Wyllemanb. Jérôme Labreuchec. Daniel Couturec. François Pirauxc. Jean-Pierre Cohanc
Article soumis à Agriculture Ecosystems and Environment (under revision)
Keywords: soil organic carbon, long-term, dynamics, crop management, crop production, tillage
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