LE SOL BASE D’UNE VITICULTURE BIODYNAMIQUE ET DURABLE Karim Riman, Consultant en agriculture écologique et Viticulteur Le sol est un organisme vivant, complexe mais organisé, tout à l’image du vin. Ce sol et son complexe seront en continuelle évolution et changement sous l’effet du climat (gel-dégel, sechumide, circulation de l’eau), de la topographie (perte ou rétention de particules fines) et bien sûr de l’Homme. Le viticulteur se doit : 1) de connaître son sol, fruit d’une longue évolution, 2) de l’entretenir limitant perte par érosion et limitant le tassement, 3) de faire enraciner sa vigne le plus profond possible afin d’extraire la quintessence du terroir. Le sol, une évolution sur des millénaires Ce long processus de transformation, va aboutir à une organisation horizontale par couches successives qui se différencient par leur couleur (en général couleur plus foncée en surface par rapport aux horizons inférieurs). Le sol prend naissance à partir d’un substratum minéral lié à la géologie, dont il est long ici de détailler leur formation. Toute omission ou préférence affichée seraient impardonnables. Ainsi nous invitons le lecteur à consulter le livre fort intéressant, « Terroirs et vins de France itinéraires œnologiques et géologiques » (BRGM, sous la direction de Charles Pomerol). Sous nos contrées, il faut environ un siècle pour former 1 cm de sol évolué, mélange intime entre argiles -limons fins et l’humus. Ainsi, les sols que nous cultivons aujourd’hui sont millénaires ; ils restent fragiles malgré la formation, dans la majorité des situations, de complexe organo-minéraux qui les protègent. Ce matériau originel va être transformé par la végétation et les êtres vivants, au départ peu visibles (protozoaires, bactéries, champignons, …) et ensuite ceux visibles (mousses, lichens, …) puis les plantes dites « supérieures ». Malheureusement, les sols nus, en pente, soumis à de pluies diluviennes ne résisteront pas à l’entraînement de leurs particules très fines (argiles, limons et humus) qui iront se déposer dans les fonds marins, pour former les futurs substratums donnant naissance à de nouveaux sols, bien sûr dans quelques milliers - voire millions d’années - . Ces êtres vivants par leur sécrétion vont attaquer la « roche-mère » en libérant les particules ultra-fines du sol (argiles vraies et limons fins, dont la taille est inférieure à 50 µm), si ce matériau en contient, et bien sûr les éléments minéraux forts chers à l’approche minérale de la fertilité des sols. Tableau 1 : Perte par érosion en sol argilolimoneux avec une pente de 3 à 4% Ces particules ultra-fines vont intimement se lier avec l’humus issu de la transformation des matières organiques (microbiennes, animales et végétales). Cet humus, dit à tort « stable », peut avoir un âge supérieur à 50 ans. Nous lui préférons le nom d’humus « lié ». Travail du sol 3.9 T/ha/an Cette liaison, façonnée par une alchimie entre liaisons chimiques mais également actions biologiques prend le nom de Complexe Organo-Minéral (COM). Enherbement 0.8 T/ha/an Source : Chambre d’Agriculture du Var 1994 1 Tableau 2 : Erosion en climat méditerranéen en viticulture selon méthode d’entretien du sol comparant en grandes cultures l’impact des modes de productions biodynamique, organo-biologique et conventionnel intégré sur la fertilité du sol. h t t p s: // ww w . fi b l . or g /f i l e a d m i n / d o c um e n ts / shop/1190-dok.pdf sur sol désherbé chimi- Pertes de sol de 8,4 T/ quement ha sur sol enherbé, Pertes de sol de 1,4 T/ ha en sol travaillé Pertes de sol de 2 T/ ha enherbement naturel Pertes de sol de 4 T/ maîtrisé ha 1. La vigne plante pérenne, cultivée en monoculture et pour de longues années. Elle n’a pas une forte densité racinaire de surface pour retenir le sol, ni une végétation suffisante dans nos systèmes de culture actuels pour le couvrir et réduire ainsi l’impact des rayons du soleil et celui des gouttelettes d’eau. Source : Andrieux et al., 2007 Le sol, à observer en profondeur L’enherbement, qu’il soit naturel ou semé, temporaire ou permanent fera partie intégrante de la gestion du sol et du maintien de sa fécondité. Les racines de l’herbe vont former des agrégats (grumeler la terre autour de leurs radicelles) et stimuler l’activité des microorganismes dans sa rhizosphère ; ces microorganismes vont par leurs mucus, hyphes et autres sécrétions jouer un rôle fondamental sur la structure du sol, rôle souvent sous-estimé et méconnu. Pour appréhender, cette terre nourricière, ce sol acteur (et non support), cœur du domaine viticole, appelé par défaut « boîte noire », et base de l’agriculture biodynamique, l’approche terrain est la base (toucher la terre, observer sa vie, voire évoluer les racines en profondeur). Les analyses de terre viendront compléter ces observations. L’équilibre de la vigne, la qualité du raisin et l’équilibre du vin seront les meilleurs indicateurs de la fertilité du sol, sa fécondité (empruntée par H.P. Rusch). Extrait des résultats obtenus après 25 ans d’application des différents traitements à la Station de Recherches viticoles Dràgàsani - Roumanie La fécondité du sol est « son aptitude du sol à produire toute la chaîne alimentaire allant des microorganismes jusqu’à l’homme, en passant par la plante et l’animal, et ce , pendant des générations ». Avant tout diagnostic de sol, il est nécessaire de définir les unités de sol (cartographie) afin d’y réaliser les observations approfondies. Le profil de sol reste le meilleur moyen de découvrir son sol en profondeur et l’enracinement de la vigne dans ce sol. Ces observations de terrain seront complétées par des analyses de terre afin de déterminer : Protéger le sol, maintenir la terre fertile en place Analyse Agrégats stables profondeur 0-10 cm (%) Porosité totale, profondeur 0-5 cm, % Humus Bactéries 106 /g de sol sec Champignons 103 /g de sol sec sa fertilité physique sa fertilité biologique et organique la qualité de son complexe organominéral sa richesse minérale son état d’évolution Désher- Désher- Enherbage bage bement mécani- chimi- permaque que nent 71 76 89 52 46 53 1.7 1.5 2.1 209 113 413 428 234 714 Pour nous, l’enherbement monovariétal qu’il soit temporaire ou permanent n’est qu’une étape pour stabiliser les sols et freiner l’érosion. Le viticulteur en biodynamie a le devoir de respecter ses sols La biodiversité doit être privilégiée : mélange d’espèces, sinon alternance des espèces d’une année sur l’autre, alternance rang enherbé et rang travaillé. Nous invitons le lecteur à consulter la synthèse de l’essai de longue durée (21 ans) réalisé au FIBL en Suisse 2 Afin de réduire le tassement le viticulteur devra : L’enherbement permanent, vieillissant, contrairement à ce que nous pouvons imaginer n’améliore pas toujours la porosité du sol en profondeur ; il joue tout au plus un rôle de portance par rapport aux engins agricoles. mener une réflexion sur la protection du vignoble qui passe par un équilibre du cep et l’aération de la vigne, ce qui induira une réduction du nombre de passages, Dans ce domaine, le viticulteur, adaptera à chaque parcelle les mélanges à semer (ou l’herbe naturelle à gérer), la durée de vie du couvert végétal, son fauchage en vue de son incorporation ou non (mulch), … La flore «naturelle » peut être intéressante à gérer. Cela passe impérativement par un inventaire floristique du couvert végétal au printemps et à l’automne, ceci en se guidant de la démarche initiée par Gérard DUCERF-Promonature (Encyclopédie des plantes bioindicatrices). maintenir l’enherbement le plus longtemps possible selon les contraintes hydriques de chaque parcelle, introduire des espèces à enracinement fasciculé profond type seigle ou à fort pivot type radis fourrager ou sainfoin dans le cas d’un sol nécessitant un décompactage en profondeur. Dans le cadre d’une réflexion globale sur la biodiversité, chère à la biodynamie, l’entretien des haies naturelles ou l’implantation de haies diversifiées est à réaliser pour accueillir abeilles et héberger la faune auxiliaire entre autre. 2 vérifier régulièrement la pression des pneus et remplacer quand cela est possible les pneus « classiques par des pneus larges voire extra-larges, remplacer le tracteur, par des engins plus légers à moindre impact sur le sol pour certains travaux ( ramasser/distribuer piquets et fils de fer, ramasser le bois morts, etc.). Protéger la structure, limiter le Tassement Nous assistons à un alourdissement du poids des outils de travail du sol, à des passages de plus en plus nombreux pour protéger les vignes, pulvériser les préparâts et autres produits, sans compter les passages pour d’autres travaux et la vendange. Ceci sans évoquer le passage d’outils rotatifs animés qui devraient être utilisés à titre exceptionnel en agriculture biodynamique. 3 Protéger la vie du sol, la nourrir Les êtres vivants du sol interviennent à différents niveaux dans la construction du sol, favorisant les liens entre les composantes organique et minéral ; ils participent aux processus de transformation des matières organiques, jouant les intermédiaires indispensables entre les radicelles de la vigne et les éléments nutritifs au sens large. Ce nombre de passage élevé entraînera : La réduction de la porosité du sol avec comme conséquence la perturbation de l’exploration racinaire, l’écrasement des racines et la mauvaise circulation de l’eau. La baisse du taux d’oxygène du sol entraînant des perturbations de la vie du sol et la difficulté d’assimilation des éléments comme le phosphore, le soufre, l’azote et les oligo-éléments. Leur répartition dans le sol est souvent hétérogène, mais concentrée surtout dans les premiers cm du sol (20-30 cm) et autour des racines (rhizosphère) ; elle est également présente en profondeur avec une densité proportionnelle à la présence de la matière organique et surtout des racines. Les chiffres de son importance sont variables selon les sources bibliographiques, nous pouvons donner un ordre de grandeur pour sur 20 cm de profondeur et par ha : 500 kg à 5 T de vers de terre, 10 à 1000 individus /m2 de surface observée 5 à 50 T de matières vivantes microbiennes 3.1018 de bactéries 150 millions de km d’hyphes fongiques, dont les mycorhizes La dérive du cycle des matières organiques par anaérobiose, avec des dérives microbiennes. Ou des phénomènes d’ordre géochimique : par exemple la précipitation du calcaire et le risque de formation de zones «encroûtées » dans le profil entravant vie (comme les vers de terre anéciques) et enracinement. 3 Ces êtres vivants sont répartis en deux grands compartiments : les macroorganismes (appelés souvent faune) et les microorganismes (souvent dits flore). Les macroorganismes du sol Les galeries se ramifient en surface et en profondeur ; leurs parois sont recouvertes d’un mélange organominéral rigide et enrichi en microorganismes. «Vie et fertilité vont de pair, la vigueur des systèmes radiculaires va de pair avec la diversité de la faune» Wilcke 1963 La fragmentation des débris végétaux- herbe, sarments et feuilles broyés - par les lombriciens mène à la libération des contenus cellulaires. Ce mélange intime donnera des agrégats à l’origine de la stabilité structurale sur toute la face verticale du profil colonisé. La stabilisation des agrégats s’accompagnera d’une oxydation ménagée de la matière organique. Les dépôts des fèces des vers se font en surface sous forme de turricules lorsque le sol est compacté ou dans toutes les cavités et fissures en profondeur. Ils sont à l’origine de la structure grumeleuse et de la macro-porosité du sol, qui permet la circulation des gaz et des liquides et l’exploration du système racinaire des profondeurs du sol, recherchant minéralité et protection. Les organismes macroscopiques du sol exercent une action physique, chimique et biologique. L’importance de leur activité est illustrée par celles des vers de terre qui sont étudiés depuis de longue date en France (Lombriciens de France –BOUCHE 1972). Ils exercent : a) Une action mécanique Leurs galeries verticales (anéciques) augmentent la percolation de l’eau et diminuent le ruissellement (important dans les sols méditerranéens) et la battance de certains sols compactés. En 1975, EHCLERS a montré que la porosité des sols non labourés à activité lombricienne significative était beaucoup plus forte qu’en sols labourés. La bioturbation provoque l’enfouissement de la matière organique et la remontée de matériel minéral par les mouvements verticaux des anéciques par digestion et défécation dans des horizons différés. La vitesse de creusement est 4 à 5 fois plus grande en sols limono-argileux qu’en sols argileux lourds. (EDWARDS & LOFTY 1972). KIRKHAM (1981) a prouvé expérimentalement que la vitesse d’infiltration est doublée dans les sols non labourés. En effet, les galeries des lombriciens traversent tout le profil (hors labours) alors que les labours interrompent les galeries (donc l’infiltration) au niveau de la semelle de labour. b) une action biologique et chimique Le contexte biochimique et enzymatique de l’intestin du ver de terre favorise une dégradation rapide de la matière organique. Le lombricien digère la matière organique et transforme l’énergie biochimique en énergie calorique et mécanique. Ils entrent ainsi dans une chaîne trophique où la matière organique à rapport carbone/azote (C/N) > 30 est dégradée en C/N proche de 8 ou 9. Le carbone est rejeté sous forme de CO2 et il libère les éléments biogènes N, P, K, S. L’intestin du ver de terre propose également un milieu favorable à la stimulation et à l’activation des microorganismes par une humidité, une température et un pH adéquats (conditions qui se perpétuent dans les fèces des vers). En 1992, BAROIS a prouvé cette activation de la microflore par sécrétion digestive de mucopolysaccharides. 4 Les dépôts des fèces dans les horizons non colonisés mènent à un ensemencement des microorganismes. Ce brassage est une source nouvelle de nourriture pour le monde microbien également par l’éclatement des structures d’agrégats. D’autres sont libres fixatrices d'azote type Azotobacter ou associées en symbiose comme les Rhizobium (association avec les légumineuses principalement). D’où l’importance de l’introduction de ces espèces dans les rotations d’engrais verts en règle général et en particulier notamment dans les sols en convalescence. En effet d’après FAYOLLE, seulement 10% des agrégats sont en contact avec les microorgansimes, les 90% restant sont hors d’atteintes sans cet éclatement. De plus la colonisation en profondeur met les microorganismes à l’abri des conditions climatiques extrêmes. Les champignons du sol eux vivent soit en parasites, en saprophytes sur de la matière organique morte qu’ils transforment ou en symbiose avec des organismes vivants comme les racines des plantes (ce sont les mycorhizes). Les lombriciens agissent sur l’ensemble des phénomènes du sol et par conséquent sur l’activité racinaire ; Les champignons filamenteux peuvent représenter de 50 m jusqu’à 1k m d’hyphes par gramme de terre. Ces endomycorhizes résultent de l'association intime entre certains champignons du sol et les racines des plantes dont la vigne. Leur survie dépend directement des pratiques culturales : apport d’engrais (azote et phosphore), utilisation de pesticides, travail du sol, etc. La symbiose endomycorhizienne existe depuis plusieurs millions d’années. L’aération profonde du sol créée par l’activité lombricienne augmente le volume du sol explorable par les racines. De même dans les sols compactés, les racines emprunteront préférentiellement les axes des galeries (BOUCHE). De récentes expériences ont soulevée des interactions entre le peuplement lombricien et les nématodes phytoparasites. Le transit à travers le tube digestif du ver de terre perturbe les capacités physiologiques des nématodes à donner une descendance normale. Une « microflore » antagoniste serait activée lors du passage dans l’intestin du ver et la protéase responsable de ces perturbations dans le développement du peuplement des nématodes a été identifiée. (BOYER, MICHELLON, REVERSAT). Les macroorganismes préparent les conditions favorables aux microorganismes. Nous savons aujourd’hui, que les endomycorhizes interviennent positivement dans plusieurs processus physiologiques chez la vigne. Les microorganismes du sol Les organismes microscopiques du sol sont nombreux, ils se dénombrent par milliers voire millions par gramme de terre fine.. Ils jouent un rôle déterminant non seulement dans la croissance et la vie des plantes, (de la plantation à la récolte) mais aussi dans tout le système de production y compris la gestion du sol : - réduction du stress à la plantation et du stress hydrique assurant une meilleure reprise des jeunes plants (surtout quand les racines ne sont pas trop raccourcies) et un meilleur développement racinaire, Les bactéries, de l’ordre 108 à 109 par gramme de terre, prélèvent leur énergie des matières organiques (amidon, cellulose, lignine, protéines), elles participent ainsi à l'humification et à la minéralisation. D’autres bactéries fabriquent leurs propres substances organiques à partir des éléments minéraux, exemple des bactéries nitriques qui oxydent l'acide nitreux et les nitrites en acide nitrique et en nitrates NO3-. 5 - amélioration de la nutrition minérale (surtout pour les éléments peu mobiles dans le sol comme le phosphore et certains oligo-éléments), ce qui permet de valoriser la fertilité du sol et donc de réduire les quantités d'engrais apportés, - protection vis-à-vis des pathogènes du système racinaire et résistance accrue des plantes, - meilleure structure du sol grâce aux réseaux externes du mycélium. En conditions naturelles, l'observation des racines de plantes prélevées montrent toujours la présence d'endomycorhizes. Ces conditions sont : l’oxygène, dont la présence est fortement corrélée avec la structure, la température du sol, supérieures à 10° C l’eau sans excès et la « nourriture», qui sera favorisée par la gestion de l’herbe et l’apport de matières organiques diversifiées, de qualité et compostées. Nous rappelons que le compost est un des piliers de l’agriculture biodynamique. La vigne puise ses besoins dans sa rhizosphère. Mais cette rhizosphère sera affectée par les pratiques culturales notamment les pesticides. Il n’est pas rare de voir les symptômes d’application de désherbant sur la vigne (voir livre d’André CRESPY reconnaître les symptômes page 58 à 62) parfois 2 voire 4 ans après avoir arrêté le désherbage chimique. Cependant, dans les sols cultivés, les équilibres micro-biologiques sont souvent perturbés et modifiés à cause des diverses pratiques culturales. Cela entraîne souvent une réduction ou même une élimination des endomycorhizes dans ces sols. Cette situation de « carence en endomycorhizes » amène l’agriculteur à augmenter les intrants et l’oblige à rester dans ce « cycle infernal ». Comment maintenir et augmenter les êtres vivants du sol Ainsi, la notion nutritionnelle strictement minérale ne suffit pas pour comprendre la vigne et son comportement, d’autant plus que ses besoins en éléments minéraux restent faibles. La physique du sol (porosité verticale), son activité biologique, l’ancrage de la vigne, l’équilibre entre éléments minéraux et enfin l’alimentation hydrique sont les points clefs. Cette biologie du sol a besoin de conditions favorables pour se développer et remplir sa mission de transformation, de stockage et de libération des éléments nécessaires à la vigne. Azote Phosphore Potassium Magnésium Calcium Soufre Cuivre 20 à 70 kg 7 à 23 kg 30 à 84 kg 10 à 25 kg 56 à 112 kg 4 à 8 kg 60 à 120 g/ha/an Fer Bore Zinc Molybdène 400 à 800 g 80 à 150 g 100 à 200 g 0,3 à 0,8 g Le tableau ci-dessus représente les prélèvements annuels par hectare de vigne (feuilles, rameaux et grappes) DELAS, 1989 6 Le changement vers une agriculture biodynamique, pas si difficile Notre expérience dans le sud de la France en climat méditerranéen nous apprend que la vie reprend toujours. Mais c’est la période de convalescence qui est plus ou moins longue, elle oscille entre 3 à 6 ans, en ayant recours à des pratiques simples : apports de matières organiques, de préférence un mélange de produits d’origine animale et végétale compostés sur une courte durée afin de permettre une stimulation de l’activité microbienne et de la macro-faune du sol. N C L U Parfois le recours à des engrais organiques simples pour nourrir la vigne et éviter un sevrage violent. S O enherbement diversifié et géré en fonction de la nature du sol et des risques de rationnement hydrique C I O Les préparations biodynamiques qui sont une aide appréciable pour améliorer l’équilibre physiologique de la vigne et son enracinement. En conclusion, seule une viticulture respectueuse de son environnement et soucieuse de son devenir peut assurer la transmission de ce patrimoine. Le maintien de cette richesse passe par la connaissance de son sol et la mise en place de pratiques maintenant voire améliorant son potentiel de fertilité. Sans nul doute, et pour tirer le meilleur parti du terroir une vigne à besoin de vie dans son sol, d’exploiter les fractures de la roche, d’emprunter les galeries de ver de terre et enfin de s’associer aux mycorhizes. Cet équilibre , preuve de réussite culturale lui permettra de mieux palier aux changements climatiques annoncés. N Photo ci-dessous : semis d'orge et de vesce à la volée début avril 2012 Apport complémentaire d’éléments minéraux au sol ou en foliaire afin de corriger une carence (réelle ou induite). Ces apports sont ponctuels le temps de la convalescence. Karim Riman, Consultant en agriculture écologique et Vitic u l t e u r Spécialiste de l’étude des sols www.consulta nt-agriculturee c o l o g i que.com / www.ecovignobles.com Il est également co-auteur d’un ouvrage intitulé : Mémento d’agriculture biologique. Crédit Photo : Karim Riman 7