SECONDE ENSEIGNEMENT COMMUN ▪ Agrosystèmes et développement durable

Chapitre : Vers une gestion durable des agrosystèmes

Notions à construire : Les agrosystèmes ont une incidence sur la qualité des sols et l’état général de

l’environnement proche de façon plus ou moins importante selon les modèles agricoles.

L’un des enjeux environnementaux majeurs est la limitation de ces impacts. La recherche agronomique

actuelle, qui s’appuie sur l’étude des processus biologiques et écologiques, apporte connaissances,

technologies et pratiques pour le développement d’une agriculture durable permettant tout à la fois de

couvrir les besoins de l’humanité et de limiter ou de compenser les impacts environnementaux.

Démarche : 1/ Faire le constat de l’impact des agrosystèmes intensifs sur la qualité des sols.

2/ proposer dans un projet classe des solutions réalistes qui permettent de préserver les sols

et l’environnement en comparant les agrosystèmes classiques et novateurs.

Activités possibles :

� Conception et mise en œuvre de protocoles sur l’érosion des sols suite au labour.

� Réaliser un projet en permaculture.

� Comparer la microfaune du sol et/ou mettre en œuvre un protocole de prélèvement de lombrics.

Situation problème « régionale » :

Lors des pluies d’automne, les régions de la vallée du Rhône sont soumises à de fortes

coulées de boue. Or, ces zones n’ont souvent que très peu de relief (0 à 2% de pente).

Le relief n’étant pas en cause, l’origine de ces coulées doit être liée à d’autres facteurs.

Distribution des coulées de boue qui surviennent lors des pluies d’automne en France

(Source Inra Orléan) et carte des pentes des sols en % (Source MNT IGN)

Photographie : « coulée boueuse » en limite de parcelle ; Y. Le Bissonnais.

http://eduterre.ens-lyon.fr/thematiques/sol/degradation-du-sol/erosion-hydrique-2002-br.pdf

Carte des types d’agricultures en France (Source : Ministère de l’agriculture et de la pêche)

http://www.cartesfrance.fr/geographie/cartes-france-agricoles/carte-france-agricole.html

� On s’aperçoit que la vallée du Rhône possède des sols recouverts de cultures permanentes.

On peut emmètre l’hypothèse que l’Homme est responsable dans les zones agricoles d’une accentuation

de l’érosion.

Quels sont les pratiques agricoles qui favorisent l’érosion des sols des Agrosystèmes actuels ?

Le labour : une pratique agricole courante dans une exploitation près d’Avignon

https://www.reussir.fr/bovins-viande/actualites/travail-du-sol-moins-profond-un-compromis-entre-travail-simplifie-et-conventionnel:27383.html

Le travail du sol dans la plupart des agrosystèmes de mise en culture « En agriculture et agronomie, le labour (ou labourage) est une technique (ou façon culturale) de travail du sol, ou plus

précisément de la couche arable d’un champ cultivé, généralement effectuée avec une charrue, qui consiste à l’ouvrir à une certaine profondeur, à la retourner, avant de l’ensemencer ou de la planter. »

Cependant, certaines exploitations réalisent des semis directement sur sol non labouré ou en labour très superficiel et peu fréquent.

(Source : http://www.lycee-petrarque.fr/exploitation/spip.php?article21)

On émet l’hypothèse que le labour favorise l’érosion des sols

�Pour le vérifier : Soumettre 2 types de sols (labouré d’un agrosystème conventionnel et de prairie d’un

agrosystème en semis directe) à l’action de l’eau afin de tester leur capacité à l’érosion (perte de

matière), (ou à la rétention). Puis proposer des solutions envisageables pour éviter cette érosion.

Résultat attendu : Les sols d’agrosystèmes labourés sont plus sujet à l’érosion que les sols non labourés.

Autre piste d’entrée possible dans la problématique : (En région Parisienne)

Les Parisiens ont bu de l'eau de Seine de tout temps… Il est relaté que l’eau y

était assez claire même après les pluies. Cependant, celle-ci contentait de nombreux germes responsables d’importantes épidémies de choléra.

Les porteurs d'eau, corporation mentionnée dès 1292, apportaient à domicile l'eau puisée dans la Seine ou prise aux fontaines publiques, et ne disparurent qu'à la fin du XIXe avec l’installation des premières pompes et des systèmes de filtration. Source d’après wikipedia

Porteur d’eau à Paris, gravure du XVIIIe Peinture à l’huile au bleu de Prusse : Les quais de Seine au XVII

Photographie actuelle de la seine après des pluies en Beauce

→ L’eau de la Seine était plus claire par le passé. Or aujourd’hui après les pluies, la Seine est

extrêmement boueuse.

Situation problème : Lors d’épisodes pluvieux les agriculteurs de la Beauce (grande région céréalière du

bassin parisien) se plaignent de perdre une partie de leurs sols qui sont emportés par ruissellement et

réduisent ainsi la fertilité des sols.

Effet du ruissellement sur un champ qui a subi des labours profonds http://www.supagro.fr/ress-pepites/AC/co/RegControleErosion.html

On peut émettre l’hypothèse que le travail du sol par l’Homme favorise son érosion par l’eau.

�Pour le vérifier : Utiliser Google Earth pour rechercher en région Parisienne les causes d’altération du

sol.

Résultat attendu : L’action mécanique exercée par les agriculteurs (labour) est responsable de la

dégradation des sols dans cette région.

ACTIVITES : Recherche des causes de l’érosion des sols avec GOOGLE EARTH

Utiliser le Fichier KMZ « dégradation des sols.kmz » données TERRASAT (Accès)

http://eduterre.ens-lyon.fr/thematiques/sol/degradation-du-sol/la-degradation-du-sol-par-lhomme

Types de dégradation du sol (Fichier « dégradation des sol.kmz »)

→La Beauce est sujette à une altération physique de ses sols

Origine des dégradations des sols (Fichier « dégradation des sol.kmz »)

→L’origine de la dégradation des sols en Beauce est liée à l’activité agricole.

Constat : La région étudiée a des sols dégradés suite à une activité agricole trop intensive. L’érosion y est

de type physique (mécanique).

On émet l’hypothèse que les sols travaillés (labourés) doivent être plus sujet à l’érosion que les sols non

travaillés (type prairie)

�Pour le vérifier : Soumettre 2 types de sols à l’action de l’eau (sol travaillé et de prairie).

Résultat attendu : Les sols travaillés sont plus sujet à l’érosion que les sols de prairie.

Activité :

Action du ruissellement sur sol labouré et non labouré

Source : Laure BIBILONI - Lycée Lumière - LA CIOTAT

OBJECTIF : Prouver que les sols des agrosystèmes labourés subissent par ruissellement une perte

quantifiable en matériaux plus importante que ceux des agrosystèmes sur sol non labouré.

Matériel :

1 sol cultivé labouré d’un agrosystème et 1 sol en

semi direct (sans labour : type prairie)

2 coupelles

2 trépieds

2 béchers

2 gobelets en plastique préalablement percés de 10

tous (perçage à l’aiguille lancéolée chauffée sous

hotte)

2 portoirs ou trépieds en métal avec pince à 4 doigts

et olive de fixation

1 balance de précision

2 papiers filtre identiques préalablement pesés

2 entonnoirs

1 pissette d’eau

2 éprouvettes graduées

1 étuve à 95°C préalablement préchauffée

1 - Remplir d’une couche de sol superficiel deux

coupelles après avoir préalablement pesée la terre et

tarer les coupelles: l‘une avec du sol labouré et l’autre

avec du sol non labouré (motte de prairie ou forestier).

Surélevées sur des trépieds.

2- Disposer une cuvette a dissection sous le

dispositif afin de récupérer les eaux de ruissèlement.

3 - Recréer le phénomène de pluie à l’aide de deux

gobelets percés placé au-dessus de la terre (à tenir à la

main ou prévoir une structure de soutien type portoir),

après avoir préalablement disposé la même quantité

d’eau dans chacun d’eux (ex : 250ml).

Attention, plus il y aura d’eau plus le temps de filtration sera long !

4- Récupérer l’eau de ruissellement dans 2 béchers. Avec la

pissette bien récupérer les particules de terre.

On notera la différence de coloration des 2 eaux ainsi que la

quantité moindre d’eau dans le sol non labouré des suites d’une

plus grande perméabilité.

5- Disposer 2 filtres papier identiques préalablement pesés

dans leurs entonnoirs au-dessus de 2 éprouvettes gradués.

Après avoir bien agité les suspensions récoltées pour éviter la

décantation, filtrer les 2 solutions.

Attention, Cette étape est longue car le filtre s’obstrue de particules limoneuses. Compter 30 minutes

minimum en plusieurs fois

Source : Mme Bibiloni Laure, Lycée Lumière – La Ciotat

6 -. Mettre à sécher les 2 papiers filtre avec leurs résidus dans une étuve

préalablement mise en chauffe à 95°c afin de faire évaporer toute l’eau.

(Durée 30 minutes)

7- Peser chaque papier filtre (soustraire le poids

du papier) afin d’obtenir la masse des résidus

8 – Calculer le pourcentage de perte en fraction

solide du sol issu du ruissellement pour chacune

des 2 terres.

(à noter que l’on considèrera comme

négligeable le poids des résidus secs issus des

minéraux de l’eau que l’on a utilisé pour la pluie

artificielle et que l’on ne quantifie pas ici la perte en ion du sol mais

seulement la fraction solide du sol)

Résultats obtenus au lycée LUMIERE :

Sol sec Eau versée (pluie artificielle)

Sol perdu par

ruissellement

% de perte Perte sur 55

hectares

SOL NON LABOURE (Aubagne)

375g 500 ml 0,47g 0,12% 132 m3

SOL LABOURE (Aubagne)

375g 500 ml 10,92g 2,9% 3 190 m3

Suite de calcul possible :

Objectif : Faire calculer la perte en m3 de matériaux du sol dans les 2 agrosystèmes : avec labour

ou sans à partir des données du TP.

« Deux voisins agriculteurs débattent du rôle du labour, l’un pro-labour

affirme que les pertes de sol sont similaires dans leurs deux exploitations

de taille proche alors que le deuxième ne laboure pas entre ses plantations

et laisse des bandes enherbés. »

Données :

- Surfaces des deux exploitations : 55 hectares chacune (moyenne Française)

- Profondeur de la zone superficielle de terre susceptible d’être érodée : 20

cm

Rappel 1hect.=surface de 100mx100m

Photo : http://www.symbiose-biodiversite.com

→Démontrer que l’affirmation du premier agriculteur est fausse, pour cela :

1 – Calcul du volume (m3) de Terre susceptible de subir l’érosion par les pluies dans les 2 agrosystèmes.

2 – D’après les résultats (%) obtenus en TP, déterminer le volume réellement perdu après une pluie

d’intensité comparable à celle exercée sur vos échantillons en TP.

3 - Débattre des résultats (volumes de précipitations réels dans le temps et volumes réels perdus)

Informations complémentaires :

L’expérience peut être réalisée sur sol avec couvert végétal

(agrosystème avec bandes enherbées). Dans ce cas débattre du

rôle du système racinaire.

Action du ruissellement sur 2 types de sols nu ou avec couvert

Photo : http://semaine.eau.albi-fonlabour.overblog.com

Autres expériences envisageables : Mise en suspension d’un sol labouré et d’un sol avec couvert végétal

Source : https://encheminverslaterre.wordpress.com/2015/01/29/lagriculture-naturelle-contre-la-degradation-des-sols-2/

→Le sol labouré perd de sa cohésion et se fragmente au contact de l’eau

Autre activité envisageable : Mesure de la rétention d’eau de 2 agrosystèmes (avec ou sans labour)

Lorsque l’eau s’infiltre et est retenu dans le sol, elle est disponible pour les plantes, et ne participe pas à

la perte de sol par ruissellement.

On cherche à démontrer que le sol labouré retient moins l’eau qu’un sol d’un agrosystème non

labouré.

Principe : Faire passer un volume d’eau connu dans le

sol afin de connaitre la capacité du sol à retenir l’eau ou

à la faire passer.

Matériels :

- 2 types de sol de même masse

- 2 entonnoirs avec grille fine pour retenir la terre

(éventuellement coton)

- 2 grandes éprouvettes graduées

- 2 volumes d’eau connus à verser

Calculer le volume d’eau retenu par soustraction du volume d’eau récolté.

Remarques :

- La matière organique favorise la rétention d’eau. Des différences trop importantes de quantité

peuvent faire varier les résultats.

- On ne tient pas compte ici du phénomène de croute de battance des sols labourés qui

« imperméabilise » la surface du sol labouré.

Documents annexe* : « Pistes de solutions envisageables » →utiles pour le projet permaculture.

Activité Mosaïque

Absence de paillage (sol

nu) Couverture en résidus paillage

(2,5 T/ha)

Ruissellement: hauteur total (mm) 84 51

Vitesse du ruissèlement (m/s * 1000) 2,2 0,6

Concentration en terre (g/l) 38 7

Perte en terre (T/ha) 33 4

Effet du paillage sur le ruissellement et les pertes en terre du sol (d'après Mannering, 1960 in Derancourt, 1995)

→Le paillage réduit le ruissellement et les pertes en sol, et permet de lutter efficacement contre l’érosion

Type de culture Ruissellement (%) Perte en terre (Tonne/ha/an)

Jachère labourée 30,3 41,1

Maïs 29,4 19,7

Blé 23,3 10,1

Maïs, blé, trèfle en rotation 13,8 2,8

Bande enherbée 12 0,3

TABLEAU 6-L' influence du type de culture sur le ruissellement et la perte en terre sur une pente à 5% (inspiré de SOLTNER). →Le sol nu et les cultures intensives sont favorables à l’érosion.

Simulation de la restitution d’eau de pluie par 2 types de sols (nu et couvert) lorsque la quantité d’eau

de pluie croit au cour du temps. Source : https://www.u-picardie.fr/beauchamp/mst/Erosion_sol/Erosion-sol.

→Les sols couverts ont une plus grande capacité à retenir l’eau que les sols nus. Le maintien d’un couvert

végétal est une solution efficace contre l’érosion.

TABLEAU 6-I: influence de la nature de la couverture végétale sur le ruissellement (Source : https://www.u-picardie.fr/beauchamp/mst/eau-sol.htm)

→Le type de couvert végétal agit sur le ruissellement, les cultures sont plus exposées que les forêts et les

prairies.

Facteurs naturels agissant sur le ruissellement

En plus de la pente du sol, de la quantité des précipitations, ou de la saturation en eau du sol, d’autres facteurs

favorisent le ruissèlement :

◊ Propriétés Physiques du sol

L’infiltration de l’eau dans le sol dépend de l'état de surface et du système de porosité (présence de pores), eux-

mêmes conditionnés par la compacité, la fissuration et l'activité biologique (macropores, galeries des lombrics…). Sous

l'action des pluies, la surface du sol passe d'un état fragmentaire poreux et meuble à un état plus continu et compact.

La couche superficielle forme une croûte de battance qui diminue la vitesse d'infiltration donc favorise le

ruissellement. Les croûtes de battance se développent surtout sur les sols limoneux : la vitesse d'infiltration peut

passer de plusieurs dizaines de mm par heure à moins de 1 mm par heure lorsque s'est formée la croûte de battance;

l'eau ruisselle alors que le sol n'est pas saturé en eau en profondeur.

◊ Couvert végétal

La végétation s'oppose au ruissellement et favorise l'infiltration. Les tiges constituent des obstacles à

l'écoulement superficiel qui diminuent la vitesse des filets d'eau. Les racines augmentent la perméabilité du sol.

D’après : https://www.u-picardie.fr/beauchamp/mst/eau-sol.htm

→La texture du sol travaillé favorise le ruissellement contrairement aux sols avec couvert végétal ou

comportant une richesse biologique favorable à l’infiltration des eaux.

. croûte structurale croûte sédimentaire

état initial fragmentaire, poreux et meuble fermeture de la surface par effet splash sédimentation dans les flaques

infiltration possible: 30-60 mm/heure 2-6 mm/heure 1 mm/heure

TABLEAU 6-K: Modification de la surface du sol sous l'action de la pluie (inspiré de BOIFFIN in BUSSIERE).

L'effet « splash » et la formation des croûtes de battance.

Sur sol nu, les gouttes de pluie brisent les mottes et les agrégats et projettent les particules arrachées. Ce phénomène de rejaillissement sous l'impact, ou «splash», déplace les particules sur quelques dizaines de cm, la distance dépendant de la masse des particules et de l'angle d'incidence des gouttes de pluies par rapport à la surface. Les particules fines déplacées sont piégées entre les éléments plus grossiers et ferment les pores: la surface du sol perd de sa capacité d'infiltration et sur certains sols, il apparaît une croûte de battance. La masse de sol détachée peut être de l'ordre de plusieurs dizaines de tonnes par hectare et par an.

D’après : https://www.u-picardie.fr/beauchamp/mst/eau-sol.htm

→Sur sol nu cultivé, la pluie favorise l’apparition de croûtes de battance responsable du ruissellement et

de l’érosion des sols.

Figure 13b: Intensité du ruissellement sur une parcelle de maïs en mai 1998 en fonction des traces de roues des tracteurs (Source : LUDWIG, 1999)

→ Le compactage causé par les traces de roues des tracteurs favorise le ruissellement et donc l’érosion des sols.

Rôle du travail du sol (labour) sur la teneur en carbone organique du sol (%)

http://www.greenotec.be/pages/etudes/impact-des-techniques-culturales-sur-l-evolution-de-la-teneur-en-carbone-organique-du-sol-

en-hainaut.html

→Les sols labourés ont une richesse en carbone organique inférieur aux sols travaillés superficiellement.

L'action de l'Homme https://www.u-picardie.fr/beauchamp/mst/eau-sol.htm Les aménagements routiers et urbains qui augmentent les surfaces imperméables favorisent le ruissellement. Si des mesures appropriées ne sont pas prises pour le gérer, ces eaux de surface contribueront à l'entraînement du sol. Le coefficient de ruissellement en zone urbaine et sur chaussée goudronnée dépasse généralement 90%. Mais ce sont les transformations récentes de l'agriculture dans nos régions qui ont accéléré l'érosion des sols.

Le remembrement qui s'est intensifié dans les années 60 aboutit à l'augmentation de la taille des parcelles et corrélativement à la suppression des haies, des talus et des fossés. Les prairies (Surfaces Toujours en Herbe) sont en régression au profit des terres labourées (conséquence de l'augmentation de la production des vaches laitières et des quotas laitiers). Les cultures de printemps, encouragées par les subventions, se généralisent (tournesol, maïs, betterave). L'emploi de produits phytosanitaires s'intensifie et les rendements à l'hectare s'envolent (pour le blé, le rendement de 100 quintaux à l'hectare est dépassé). La reconquête de terrains pentus pour le développement de la vigne (Champagne) accélère le ruissellement. La destruction des plantes adventices par les herbicides laisse le sol à nu entre les plants cultivés.

La modification des méthodes de travail du sol par la mécanisation augmente les risques d'érosion. Le travail du sol est plus profond, le labour se fait dans le sens de la pente, le sol est tassé par le poids des engins de plus en plus volumineux, une semelle de labour compacte et peu perméable se forme en profondeur sur laquelle peut apparaître un ruissellement profond (« hypodermique »). La multiplication des façons culturales affine exagérément de sol qui est beaucoup plus vulnérable à l'entraînement.

La fertilisation par engrais minéraux au dépend de fumure organique augmente le rendement immédiat mais déstructure peu à peu le sol. La teneur du sol en matière organique diminue (elle est passé de 3% à 2% en 20 ans), les agrégats sont moins stables et sont plus facilement dispersés par les pluies. La diminution de la teneur en matière organique et l'utilisation de produits phytosanitaires (défanants, pesticides...) entraîne une diminution corrélative de l'activité biologique du sol. Les lombrics, moins nombreux, n'assurent plus le « labour biologique » assurant l'homogénéisation et l'aération du sol alors que la formation des croûtes de battance est favorisée.

→L’Homme est responsable de la dégradation des sols et de leurs pertes de fertilité

Pb : Quels solutions apporter pour mieux gérer nos sols cultivables ?

Activité envisageable : Réalisation d’une Lasagne en permaculture (PROJET SUR 1 AN)

Objectifs du Projet :

- Trouver des solutions durables et réalistes pour que les agrosystèmes parviennent à nourrir

durablement les Hommes tout en limitant les impacts environnementaux.

- Mettre en pratique les solutions proposées par les élèves et comparer un agrosystème classique à

leur modèle d’agrosystème.

Réalisation de Lasagnes en permaculture

Etape 1 : A l’automne

Par équipes trouver les conditions de mise en culture « idéales » à partir des documents

annexe* et de vos recherches.

Informations récoltés Quelles solutions ? (A compléter par les élèves)

Groupe 1 : Faire lister

les besoin des

végétaux afin de

trouver les conditions

« idéales » de mise en

culture

Sol fertile, MO,

EV auxiliaires,

Sol aéré

Humidité

Protection contre les ravageurs

Apport de débris végétaux…

Favoriser l’installation des EV

(lombrics/arthropodes/mycète/Pollinisateurs…)

Utiliser de la paille sur le sol ou des plantes à

feuilles couvrantes (courges)

Association avec des espèces protectrices (ail,

thym, sauge…)

Groupe 2 : Faire lister

les causes de

dégradation des sols

et trouver des

solutions alternatives

Pollutions chimiques (engrais et

pesticides),

Surexploitation, perte de fertilité

Action mécanique des pluies,

Labour profond…

- Utiliser des intrants naturels (débris vgtx) pour

fertiliser.

Utiliser des plantes qui repoussent les nuisibles

- Eviter de mettre les sols à nu (couvrir) et ne

pas le déstructurer (absence de labour)

- favoriser l’aération naturelle (lombric !)

Groupe 3 : Faire lister

les caractéristiques

d’un agrosystème

intensif et proposer

des solutions aux

problèmes rencontrés

- Perte de diversité (monoculture)

- utilisation d’Herbicides dangereux

- Utilisation d’insecticides, disparition des

polinisateurs

- surconsommation d’eau

- consommation d’énergie carbonée

(pétrole)

- Cultiver en polyculture

- Empêcher la repousse d’adventices sans

traitements (couvrir le sol)

- culture avec des plantes attractives des

polinisateurs et répulsives des nuisibles

- utiliser des plantes moins gourmandes en eau

(locales)

- éviter d’utiliser des énergies carbonées

(absence de labour)

Mise en commun : - Concevoir un modèle d’agrosystème qui réponde aux critères : La lasagne

- Le comparer à un agrosystème classique (diversité/rendement).

- Planter des variétés locales peu gourmandes en eau et précoces (ex : choix de l’ail)

Source: http://www.leparisien.fr

Résultat attendu : Une augmentation de la diversité et une productivité au moins égale (sans les effets

négatifs sur le sol et sur la consommation humaine).

Comment quantifier nos résultats ?

- Comptage des EV du sol. (en début et fin d’expérience)

- Mesure du rendement des 2 agrosystèmes (avec pesées comparatives par unité de surface)

Etape 2 : Mise en pratique

A l’automne :

1- Réaliser la lasagne avec le matériel suivant : Cartons, tonte des gazons,

débris végétaux, composte du lycée) prévoir l’achat de paille et de sacs de

composte.

2- Bêcher une surface identique comme témoin qui ne recevra pas de lasagne.

Photos : Source: www.saintgermainbouclesdeseine.fr http://www.certiferme.com/blog/blog-635-9.html

3 – Mesurer à T0 : La diversité de la microfaune des 2 parcelles. (Répartir les groupes par unités de

surfaces identiques) + Prélèvement d’échantillons de sol.

Matériels : cordelettes/maillet pour enfoncer des pieux/planches de reconnaissance de la faune du

sol/des lombricidés.

En classe : Recensement de la microfaune du sol (Nombre et espèces) sous loupe binoculaire après

utilisation d’un appareil de Berlèse.

https://www.monanneeaucollege.com/sol.htm https://www.agroperspectives.fr

Utilisation de l’appareil de Berlèse

Document ressource « Clef de détermination de la microfaune du sol »

http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt/IMG/cle_determin.gif

La plantation : de Préférence en Octobre/Novembre

1 -Sélectionner la « bonne plante » à cultiver : (peu gourmande en eau et rustique).

Dans le cas de l’ail 3 possibilités :

- l'ail violet se plante en automne ; il est précoce et se cultive surtout dans les régions au climat doux (on récoltera fin mai-début juin).

- l'ail blanc se plante également en automne, mais se contente d'un climat tempéré

- l'ail rose, tardif, est une variété dite de printemps (plantation en février/mars).

Séparer les caïeux de l’ail situés sur le pourtour de la tête d'ail (les plus gros) et les repartir en 2 lots

identiques (nombre et masse si possible), ne pas utiliser les autres caïeux.

2 - Planter équitablement sur les 2 parcelles les caïeux. Pour cela, former de petites buttes de terre et

disposer le caïeu avec la tête pointu vers le haut.

Autre plantation possible plus rapide : Les radis (mais culture gourmande en eau)

3 - Planter en compagnonnage seulement sur la lasagne : du thym, de la sauge, du romarin

pour notre région + graines de courges bio, voir des haricots pour l’apport en N).

Ces plantations nécessiteront de l’eau qu’il faudra répandre équitablement sur les 2 modèles régulièrement.

Fin Mai/Début Juin :

1- Récolte des variétés précoces avec pesée de la biomasse produite par unité de surface (notion de

rendement) et comparaison des 2 récoltes.

2 -Mesure à T1 de la diversité de la faune du sol (espèces et nombres)

Remettre le même dispositif de cordelette qu’à l’automne. Faire des

prélèvements (Utilisation de l’appareil de Berlèse et de la loupe

binoculaire pour les comptages en classe)

Difficultés possibles :

- Trouver un espace de jardinage sur les lycées

- Trouver des variétés suffisamment précoces et résistantes à la sécheresse de nos régions.

- Suivre le projet sur la durée

- La permaculture demande du temps, ne pas compter « abandonner » pendant plusieurs mois les

cultures les 3 premières années avant que le couvert végétal annuel et la microfaune soit fixés.

Autre activité envisageable : Evaluation de la biomasse et de la diversité en lombrics entre 2

agrosystèmes comme bio-indicateur de la biodiversité des sols.

CONTRAINTE :Faire cette activité en plein champ sur sol labouré ou non (avec accord d’un agriculteur)

Situation problème : Nous venons de voir que les sols sont dégradés par l’action mécanique du labour…

Rendements en blé sur différentes parcelles dans le Bas-Rhin en fonction du travail du sol

http://agriculture-de-conservation.com/sites/agriculture-de-conservation.com/IMG/pdf/biodiversite_du_sol.pdf

→Les sols non labourés ont un meilleur rendement que les sols labourés

D’après étude menée par Lunt et Jacobson,

Munich en 1972

→Les Turricules perme]ent un enrichissement du sol en Azote, Phosphates, Nitrates… indispensable aux

plantes. Ils réduisent l’acidité des sols et augmentent le taux d’humidité du sol.

Localisation des catégories écologiques de lombrics (notés A, B et C) dans le sol et profondeur des

labours effectués par différentes machines agricoles

Source : http://orgprints.org/30567/3/1619-vers-de-terre.pdf

On peut émettre l’hypothèse que le labour détruit les verres de terre responsable de la fertilité des sols.

�Pour le vérifier : Réaliser un comptage des lombrics du sol de deux agrosystèmes

(labouré et non labouré) afin de déterminer la densité et la diversité en lombrics de

ces 2 sols.

Résultat attendu : Les sols labourés doivent avoir une biodiversité et une densité en

lombric inférieur aux agrosystèmes en semis direct.

Image : http://artnatureetcultureencpe.blogspot.com

Activité :

→ Echantillonner des lombrics à partir d’arrosage de produits irritants (solution de moutarde).

Source : https://ecobiosoil.univ-rennes1.fr/page/protocole-participatif-moutarde

PROTOCOLE :

1. Préparer trois zones d’échantillonnage de 1 m²

espacées deux à deux de 6 mètres sur une surface

homogène et représentative de la parcelle (hors passage de roue et sur une

surface plate si possible). En prairie, raser la végétation pour une meilleure

visibilité.

2. Préparer la solution avec des gants sur place

: pour chaque arrosage, diluer deux petits pots de

moutarde fine et forte commerciale (150 g) dans un arrosoir de 10 L d’eau.

3. Arroser chaque zone de 10L de solution de manière

homogène(ne pas hésiter à arroser plus large que le m²).

15 minutes plus tard arroser de nouveau avec 10L de

solution, de façon homogène sur toute la surface grâce à une rampe d’arrosage.

Récolter (seulement dans la zone délimitée) les vers de terre qui remontent

à la surface. Les placer dans une bassine remplie d’eau (le rinçage évite la mort

des individus).

Remarque : Si les individus continuent à sortir au bout d’un quart d’heure, retarder le deuxième arrosage

et ramasser les vers en priorité.

4. Laver les vers, les étaler sur une surface de couleur noire (bâche par exemple). Déterminer le groupe

d’appartenance à l’aide d’une fiche d’identification et les séparer selon les 3 classes écologiques, avant

de les compter ou de les peser.

Attention : une erreur d’un gramme par prélèvement représente 40 kg par ha !!

5. Mettre en correspondance les dénombrements et la surface de sol échantillonné, pour évaluer la

densité en nombre d’individu = ind / m2 ou en g/m2 ou en kg/ha.

6. Relâcher les vers à plus de 2 mètres de la zone où la moutarde a été versée.

Documents complémentaires :

L’abondance et la biomasse des lombrics discriminent trois systèmes d’occupation des sols :

- en prairies une abondance élevée 350 individus/ m2 ou 138 g /m2

- en cultures une abondance moyenne 215 ind./ m2 ou 63 g /m2

- en forêts une abondance faible 50 ind./ m2 ou 8 g /m2

Rôle des lombrics sur le sol

Les agrégats de sol formés par les vers de terre

sont en général très stables par rapport aux

désagrégations dues à

l'eau.

Source (sous couvert de la chambre de l’agriculture

du Bas-Rhin) : http://agriculture-de-

conservation.com/sites/agriculture-de-

conservation.com/IMG/pdf/biodiversite_du_sol.pdf

TCSL : Travail Simplifié du Sol en Labour

Source (sous couvert de la chambre de l’agriculture du Bas-Rhin) : http://agriculture-de-

conservation.com/sites/agriculture-de-conservation.com/IMG/pdf/biodiversite_du_sol.pdf

→Le type de travail du sol impact la diversité en lombrics du sol. Le labour réduit nombre de lombric

Les trois catégories écologiques de lombrics - Les épigées sont des petits vers de terre très colorés vivant en

surface et se nourrissant de litière. - Les anéciques sont des vers de grande taille qui vivent dans

des galeries profondes, qu’ils construisent verticalement dans le sol . Ils se nourrissent de litière qu’ils recherchent en surface et ramènent dans leurs galeries.

- Les endogés sont des vers de taille variable, non pigmentés (apparaissent en général roses) qui vivent dans le sol dans des galeries horizontales, s’en nourrissent, se déplacent beaucoup, assimilant une partie de la matière organique incluse dans le sol.

Source : http://orgprints.org/30567/3/1619-vers-de-terre.pdf

Source : http://indicateurs-biodiversite.naturefrance.fr/fr/indicateurs/tous

→Les Lombriciens sont plus nombreux en Prairie ou en agroforesterie qu’en zone agricole.

Action des vers de terre sur le sol et ses habitants

Le sol où ils vivent devient plus stable et donc moins sensible à l'érosion. Ils agissent sur la structure granulaire du sol, en ingérant la terre puis en la rejetant sous forme de gros agrégats dont les propriétés chimiques sont modifiées par rapport au sol environnant (pH neutre, plus grande stabilité des agrégats…)

Ils permettent aux végétaux (plantes agricoles par exemple) d'avoir un meilleur accès à l'eau et aux éléments nutritifs. En fonction des espèces, les vers de terre agissent différemment sur la structure du sol. Ils creusent des galeries plus ou moins profondes ce qui accélère ainsi l'infiltration de l'eau dans le sol et limite le ruissellement et l'érosion. Ils améliorent l'aération et la circulation des liquides et des gaz qui atteignent plus facilement les racines des plantes. Les galeries creusées permettent aussi aux racines de s'étendre plus facilement et d'accroître la surface d'échange alimentaire entre le sol et les végétaux.

Ils favorisent l'alimentation et la croissance des végétaux Ils fragmentent et enfouissent les résidus organiques et participent fortement à leur décomposition en les ingérant et en les digérant. Ils les brassent alors avec les particules minérales du sol, répartissant l'ensemble plus ou moins profondément lors de leurs déplacements.

Ils agissent sur la santé des plantes. Certaines espèces peuvent réguler directement des parasites tels que des nématodes, ou produire des phytohormones accélérant la croissance des plantes.

Extraits : https://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosbiodiv/index.php?pid=decouv_chapC_p5_c1&zoom_id=zoom_c1_8

Utilité des vers de terre pour l'humanité

Ils permettent la restructuration et la fertilisati on des sols pauvres et améliorent la productivité des cultures et prairies. De par leurs diverses activités sur le sol et ses habitants, les vers de terre agissent sur sa qualité ainsi que sur l'alimentation et la protection des végétaux, ce qui améliore leur croissance. Ils ont donc une influence positive sur l'agriculture et l'élevage.

Ils permettent le recyclage des déchets organiques et l'épuration de l'eau usée. Les vers de terre recyclent les déchets organiques en les digérant. Le résultat est utilisé pour la fabrication du compost. Cette technique est appelée lombricompostage . Le compost ainsi créé s'utilise comme engrais naturel dans les jardins et les plantes en pots. Certaines espèces de vers de terres s'emploient également pour l'épuration des eaux usées, dans des fermes ou des stations d'épuration expérimentales.

Source : https://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosbiodiv/index.php?pid=decouv_chapC_p5_c1&zoom_id=zoom_c1_8

Sitographie :

�Erosion Hydrique en France :

http://eduterre.ens-lyon.fr/thematiques/sol/degradation-du-sol/erosion-hydrique-2002-br.pdf �Erosion des sols : Dossier KMZ

http://eduterre.ens-lyon.fr/thematiques/sol/degradation-du-sol

�Comportement hydro-physique du sol :

https://www.u-picardie.fr/beauchamp/mst/eau-sol.htm

�TP Mesure de la perméabilité et de la porosité des sols

http://eduterre.ens-lyon.fr/nappe/html/scenarii/TP

�Site Protocole sur la mise en culture de l’ail

http://www.mon-bio-jardin.com/potager-bio/planter-de-l-ail-a-quel-moment-quand-recolter--1.html

�TP comptage des lombriciens

https://ecobiosoil.univ-rennes1.fr/page/protocole-participatif-moutarde

http://acces.ens-lyon.fr/acces/formation/formaterre/formaterre-2011/ateliers-

2011/atelier4/poly%20atelierFormaterre_lombriciens.pdf

�Rôle des lombriciens sur la fertilité des sols

https://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosbiodiv/index.php?pid=decouv_chapC_p5_c1&zoom_id=zoom_c1_8

http://orgprints.org/30567/3/1619-vers-de-terre.pdf

�Labour et Lombriciens

http://agriculture-de-conservation.com/sites/agriculture-de-

conservation.com/IMG/pdf/biodiversite_du_sol.pdf

�Influence de l’Homme sur l’évolution des sols (mais images inaccessibles)

http://acces.ens-lyon.fr/acces/thematiques/biodiversite/accompagnement-

pedagogique/accompagnement-au-lycee/biodiversite-des-sols/tp-niveau-seconde-influence-de-lhomme-

sur-levolution-des-sols

�Pistes d’activités pratiques sur les sols : (TP ferme à lombric/TP ExAO Influence de la structure du sol

sur les décomposeurs/TP impact du compactage sur la rétention des ions/TP Pollution aux nitrates)

https://svt.ac-versailles.fr/spip.php?article590