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Gérer durablement ses sols viticoles : enjeux et perpectives

Date : 03/02/2014 Média : Vinopôle Page : 1 / 8

Auteur : Maxime CHRISTEN

Chambre d'Agriculture de la Gironde - Service Vigne & Vin - E-mail : [email protected] 39 rue Michel Montaigne - B.P. 115 - 33294 BLANQUEFORT CEDEX - Tel : 05.56.35.00.00

LE SOL, AU CŒUR DES PREOCCUPATIONS ENVIRONNEMENTALES Le sol est la couche superficielle des surfaces continentales, formée par l'altération de la roche sous-jacente, sous l'action du climat, du relief et des organismes vivants. En position d'interface avec les autres compartiments de l'environnement (atmosphère, lithosphère, hydrosphère et biosphère), les sols échangent en permanence avec eux des flux d'eau, de gaz, de matières et d'énergie.

Les sols constituent par conséquent un maillon central dans la régulation des grands cycles planétaires tels que ceux de l'eau, du carbone et de l'azote. Ils sont au cœur de grands enjeux planétaires particulièrement prégnants comme la sécurité alimentaire, le changement climatique ou la biodiversité (Gis Sol, 2011).

Services rendus par les sols Les sols sont essentiellement utilisés par les hommes pour :

- la production agricole et forestière : support physique et milieu nutritionnel pour les plantes, - l'aménagement et l'utilisation du territoire : support des infrastructures (urbanisation,

activités industrielles, réseaux de transport…) et gisement de matériaux (carrières et gravières).

Les sols assurent également de très nombreuses fonctions environnementales et écologiques :

- élément structurant des paysages : influence sur l'organisation de la végétation, l'occupation des sols et leurs usages ;

- épuration des polluants : stockage, dégradation et réduction du transfert vers les autres milieux ;

- régulation du cycle de l'eau : réserve pour les plantes et les êtres vivants, interface pour les transferts entre l'atmosphère, les nappes d'eau souterraine et les cours d'eau ;

- régulation des flux de gaz à effet de serre : stockage du carbone, constituant principal des matières organiques des sols ;

- réservoir de biodiversité : diversité des espèces végétales et animales, mais surtout des micro-organismes (potentiellement un quart de la biodiversité mondiale).

La formation des sols résulte d'une évolution lente, de l'ordre de plusieurs dizaines de millénaires. Mais les activités humaines peuvent avoir un impact considérable sur leur évolution et entrainer des phénomènes de destruction (urbanisation) ou de dégradation (érosion, tassement…) plus ou moins réversibles. De ce fait, les sols constituent une ressource naturelle, non renouvelable et donc essentielle à préserver.





Impacts environnementaux des pratiques agricoles

Les pratiques agricoles mises en œuvre depuis la Révolution Verte (utilisation intensive de pesticides, d'herbicides et de fertilisants ; mécanisation des interventions, monocultures intensives...) ont fortement contribué à la dégradation des sols, à la perte de biodiversité et à la pollution des eaux souterraines et superficielles (Stoate et al., 2009 ; Millennium Ecosystem Assessment, 2005 ; Tilman et al., 2002). Les conséquences de ces pratiques sur l'environnement et la qualité des produits agricoles conduisent aujourd'hui les citoyens-consommateurs à rejeter ce modèle d'agriculture intensive. La mise en place, en France, du Grenelle de l'environnement et l'objectif du plan Ecophyto 2018 de réduire de 50% l'usage des pesticides dans les 10 années à venir témoignent de cette remise en question. Dans cette optique, la nécessité "d'innover dans la conception et la mise au point d'itinéraires techniques et de systèmes de cultures économes en pesticides" constitue un axe de recherche prioritaire. La volonté, au niveau européen, de mettre en place une directive-cadre sur la protection des sols (au même titre que l’eau et l’air), témoigne également de l’urgence de ne plus considérer le sol comme un simple support de culture mais comme une ressource vitale à préserver. La prise en compte de ces nouveaux enjeux liés à la pérennisation des sols viticoles, indispensable dans l’optique d’une viticulture respectueuse de l’environnement, doit d’appuyer sur des pratiques culturales permettant d’entretenir la fertilité des sols, de limiter leur dégradation (érosion, battance, tassement, perte d’humus, acidification…) et de favoriser la biodiversité (flore et faune).

ENJEUX ET PROBLEMATIQUES LIES A LA GESTION DES SOLS VITICOLES

Réduction des herbicides Les herbicides et leurs produits dérivés constituent l’une des principales sources de pollution des eaux souterraines et superficielles (IFEN 2006, 2007). Bien que la pratique du désherbage chimique exclusif tende à régresser (14 % des surfaces au niveau national, 5 % au niveau du vignoble girondin - Agreste 2010), les herbicides restent encore utilisés sur plus de 80 % des parcelles viticoles, le plus souvent pour maîtriser les adventices sous les rangs, mais parfois également dans les inter-rangs, en association avec un enherbement temporaire ou un travail du sol. (enquête Agreste, 2006). La mise en oeuvre de techniques alternatives au désherbage chimique apparaît aujourd’hui comme un enjeu majeur pour les viticulteurs, confrontés à des contraintes techniques, réglementaires et environnementales toujours plus nombreuses : apparition d'adventices résistantes (ray-grass), diminution drastique des matières actives autorisées, plan Ecophyto 2018, démarches de certification environnementale, conversion à la viticulture biologique…

Réduction des engrais minéraux A partir des années 70, la mécanisation de la production et la recherche de rendements élevés ont conduit les viticulteurs à abandonner les apports traditionnels de matières organiques (fumier) et à les remplacer quasi systématiquement par des fumures minérales (N, P, K), basées sur la compensation des besoins théoriques de la vigne.





Plus récemment, la nécessité d’optimiser les coûts de production et de réduire les rendements pour améliorer la qualité ont poussé les viticulteurs à raisonner leurs apports en fonction des ressources minérales de leurs sols, en s’appuyant notamment sur les analyses de sol. En période de crise économique, le poste « fertilisation » apparaît néanmoins souvent comme le premier à faire l’objet d’impasses. Cette évolution des pratiques a eu pour effet d’appauvrir considérablement les sols en matières organiques, composante fondamentale de leur fertilité. La dégradation de la fertilité des sols a en outre été accentuée par les phénomènes de compaction liés à la mécanisation du vignoble. Ces phénomènes se traduisent aujourd’hui par de fréquentes chutes de rendements et l’apparition régulière de carences, particulièrement marquées lors des millésimes « extrêmes » (2003, 2005, 2011). Les viticulteurs se retrouvent contraints de compenser la faible fertilité de leurs sols par des apports réguliers d’engrais, afin de ne pas compromettre la pérennité de leurs vignobles et d’assurer leurs rendements. L’explosion de la « fertilisation foliaire » illustre parfaitement les dérives de ces pratiques qui occultent complètement l’entretien de la fertilité des sols et entretiennent la dépendance de la viticulture aux engrais minéraux. Une étude commandée par le Ministère de l'Agriculture et publiée en avril 2010 recommande la mise en œuvre d'un plan de maîtrise de la fertilisation, comparable au plan Ecophyto 2018. Face à l'augmentation inéluctable du prix des engrais en France, cette étude préconise "d'orienter la filière agricole dans la direction d'une moindre dépendance de l'agriculture aux engrais minéraux", en favorisant notamment une consommation optimisée d'engrais et une utilisation accrue de produits fertilisants environnementaux, comme les sous-produits organiques.

Adaptation des itinéraires techniques au changement climatique. Une autre problématique inhérente à la gestion des sols en viticulture, en lien avec le caractère pérenne de la vigne, réside dans l'adaptation des pratiques à la variabilité climatique inter et intra-annuelle. La trajectoire climatique du millésime impacte en effet très fortement le développement végétatif de la vigne, la construction du rendement et l'élaboration des potentialités œnologiques de la récolte. Si le changement climatique semble s'orienter vers un réchauffement global (Mariani et al., 2012), la dernière décennie a surtout était marquée par un véritable "dérèglement" climatique et la succession de millésimes extrêmement contrastés, notamment en terme de pluviométrie : sécheresses plus ou moins intenses et/ou précoces (2003, 2005, 2011) ou, au contraire, précipitations abondantes (2007, 2008, 2013). Dans ces conditions, les stratégies actuelles de gestion des sols ne permettent pas de "tamponner" l'effet millésime et occasionnent divers déséquilibres agronomiques : carences, baisse de vigueur, chute ou irrégularité des rendements, déséquilibre des vins... Il semble donc aujourd'hui nécessaire de s'orienter vers des itinéraires techniques "adaptatifs", permettant d'effectuer des ajustements en fonction de l'évolution climatique du millésime (Ripoche, 2009).





EVOLUTION DES PRATIQUES : CONCILIER BENEFICES AGRONOMIQUES ET SERVICES ECOSYSTEMIQUES

Alternatives à l'utilisation des herbicides sous le s rangs Il existe aujourd'hui sur le marché une large gamme d’outils inter-ceps pour le travail du sol sous les rangs, qui offre potentiellement aux viticulteurs la possibilité de choisir des équipements adaptés aux spécificités et aux contraintes de leurs vignobles (systèmes de conduite, types de sol et périodes d’intervention). Cependant, le passage du désherbage chimique au travail du sol sous les rangs provoque un sectionnement des racines superficielles, qui se traduit fréquemment par une diminution de la vigueur et des rendements, pouvant perdurer parfois plusieurs années, avant que le système racinaire ne se réadapte (Gaviglio, 2009). Adoptée par la majorité des viticulteurs en agriculture biologique, la diffusion à plus large échelle du travail du sol sous les rangs se heurte également à des contraintes techniques (vitesse de travail limitée, fenêtres d'intervention et organisation des chantiers) et/ou économiques (coûts des équipements et des consommables, temps de travaux, énergie). Depuis quelques années, le développement d'outils inter-ceps de tonte offre également aux viticulteurs la possibilité d'enherber sous les rangs. Cependant, la mise en œuvre de cette pratique se traduit par une augmentation de la concurrence hydrique et minérale induite pour la vigne, et provoque généralement une diminution des rendements, particulièrement marquée lors des millésimes secs (Gontier, 2010 ; 0Herbiviti, 2012). Les contraintes techniques (vitesse de travail très limitée) et économiques (coûts des équipements et des consommables) constituent un autre frein puissant à l'adoption de cette pratique.

Pratiques "compensatoires" dans les inter-rangs Pour lever ces freins et favoriser une évolution vers des modes de gestion des sols sans herbicides, il convient donc de concevoir des stratégies agronomiques et des itinéraires techniques, combinant pratiques alternatives à l'utilisation des herbicides sous les rangs et pratiques "compensatoires", en terme de performances agronomiques et économiques, dans les inter-rangs. Dans cette optique, les travaux conduits par la Chambre d'Agriculture de la Gironde visent à étudier certaines pratiques prometteuses comme la gestion de l'enherbement naturel, la pratique des "engrais verts" (enherbement semé temporaire) ou bien encore les amendements organiques restructurants.

Gestion de l'enherbement naturel En terme de services écosystémiques, les couverts végétaux naturels présentent potentiellement de très nombreux intérêts. De par leur diversité, ils constituent un milieu très favorable à la faune auxiliaire. Cette diversité offre également une complémentarité de gamme en terme de systèmes racinaires (pivotant, fasciculé) et de profondeur de colonisation, permettant potentiellement de maximiser leurs bénéfices sur la stabilité structurale et la porosité des sols (INRA, 2013. Colloque Agroécologie et Recherche). Une proportion élevée d'annuelles dans ces couverts constitue enfin un gage d'une meilleure disponibilité des ressources minérales, par retour au sol de ces espèces en fin de cycle (décomposition des parties aériennes et des systèmes racinaires).





La gestion optimisée des couverts naturels nécessite cependant une bien meilleure connaissance de leur composition et de leur écologie : diversité des adventices, périodes et modes de reproduction (vivaces ou annuelles), stratégies de développement (rudérales, stress tolérantes ou compétitrices (Grime, 1977 ; Michalet, 2006)), caractères indicateurs (Ellenberg, 1988 ; Ducerf, 2005). La composition des couverts végétaux naturels dépend fortement du type de sol et des pratiques culturales. Les récents travaux de la Chambre d'Agriculture de la Gironde ont mis en évidence, sur 8 parcelles, une très grande diversité d'espèces (entre 35 et 50). Parmi elles, une vingtaine d'espèces vivaces, en moyenne, ont été identifiées (Figure 1). Les annuelles et les bisannuelles apparaissent généralement minoritaires.

Figure 1 : Diversité et modes de reproduction des e spèces composant les couverts végétaux

naturels en viticulture (Cazenave L., 2013) En ce qui concerne les espèces dominantes (entre 3 et 7, selon les parcelles), les vivaces apparaissent en revanche très largement majoritaires (Figure 2). Cette dominance des vivaces résulte probablement des pratiques culturales (tontes répétées, tassement des sols), qui sélectionnent les espèces les plus compétitrices, au détriment des annuelles.

Figure 2 : Modes de reproduction des espèces domina ntes composant les couverts végétaux

naturels en viticulture (Cazenave L., 2013)





Tout comme les enherbements semés permanents, ces couverts naturels peuvent s'avérer très concurrentiels en millésimes secs et engendrer des baisses de vigueur et des pertes de rendements. Ils se caractérisent également parfois par la présence d'espèces "nuisibles" pour le viticulteur : chiendent, érigéron, chardon, liseron, amaranthe… Selon certains auteurs, le développement de ces espèces pourrait être lié à des déséquilibres physico-chimiques des sols, favorables à leur germination, souvent associés à des phénomènes de dégradation : compaction, déstructuration, déficit en humus, excès de fumures…

Photo 1 à 3 : Exemples de plantes "bio-indicatrices " : compaction (chardon (photo 1), érigéron (photo 2)) ; excès de fumures N et K (amaranthe et chénopode (photos 3)). Compte tenu de la complexité des phénomènes de disponibilité et de partage des ressources hydriques et minérales, il apparaît aujourd'hui pertinent de considérer le système "vigne enherbée" comme une "association de cultures", au sein de laquelle les couverts végétaux, naturels ou semés, s'inscrivent en tant que couverts de "services" (Celette, 2007). Sur ces bases, il apparaît intéressant de mettre au point des itinéraires techniques "adaptatifs" permettant d'effectuer des ajustements dans le système vigne enherbée, en fonction de l'évolution climatique du millésime, afin de limiter l'effet de la variabilité climatique inter et intra millésimes sur les potentialités œnologiques de la vendange (Ripoche, 2009). Dans cette optique, les couverts végétaux naturels, entretenus ou détruits selon l'évolution climatique du millésime, constituent une stratégie particulièrement intéressante pour s'adapter à la variabilité climatique inter et intra-annuelle, tout en répondant de manière régulière aux objectifs de production (Celette, 2007). Cependant, le manque de références et d'outils d'aide à la décision nécessaires au pilotage intra et inter-annuel de l'enherbement fait défaut aux viticulteurs (Hofmann, 2006). Les travaux actuels s'orientent vers la mise au point d'indicateurs agro-climatiques permettant de piloter les systèmes : définition de trajectoire optimale de contrainte hydrique durant le cycle (Gary et al., 2005), évolution des modèles de bilan hydrique (Lebon et al., 2003 ; Pellegrino et al., 2006 ; Celette, 2007 ; Ripoche, 2009) et simulation dynamique et pluriannuelle d'un indicateur de disponibilité des réserves hydriques (FTSW, fraction of transpirable soil water) au cours du cycle végétatif (Pellegrino, 2004).

Enherbement semé temporaire : la pratique des "engr ais verts" De nouvelles pratiques d'enherbement apparaissent depuis peu dans les vignobles, comme les semis temporaires hivernaux, pratique dite des "engrais verts". Cette technique consiste à implanter un couvert dans les inter-rangs, de manière temporaire, le plus souvent en période hivernale. Les espèces semées, de croissance généralement rapide, sont détruites et incorporées au sol au printemps. Après enfouissement, leur décomposition libère progressivement les éléments minéraux qu’ils ont accumulés, sous forme facilement assimilable par la vigne.





Cette pratique permet en outre d'améliorer la stabilité structurale des sols, par l'action mécanique des racines (augmentation de la porosité) et la stimulation de l’activité biologique induite par l'enfouissement de matières organiques abondantes et très fermentescibles. Pratiquée en période hivernale, cette technique assure une protection physique contre le ruissellement. Elle permet également d'immobiliser l'azote (réorganisation des éléments solubles) et de limiter ainsi les phénomènes de lessivage et de transfert vers les nappes phréatiques.

Photos 4 à 6 : Implantation et destruction d'un "en grais vert"

De très nombreuses espèces peuvent être utilisées (graminées, légumineuses ou crucifères) selon les objectifs agronomiques visés : décompaction et structuration en surface ou en en profondeur, mise à disposition d'azote (légumineuses) ou de potasse (crucifères) pour la vigne, effet allélopathique, réduction des risques d'érosion… Pour autant, le manque de références concernant le choix des espèces (en fonction des services attendus), les techniques d'implantation (préparation du sol, semis direct) et les modalités de pilotage (période et technique de destruction) freine à ce jour l'adoption à plus large échelle de cette pratique prometteuse.

Restructuration des sols "dégradés" La problématique de disponibilité des ressources hydriques et minérales est bien souvent accentuée par divers phénomènes de dégradation des sols viticoles, liés à leur appauvrissement en matières organiques et à leur compaction. Dans certains cas, au vu du niveau de dégradation des sols, les seuls leviers du travail du sol et des cultures de services n'apparaissent pas en mesure d'améliorer sensiblement la disponibilité des ressources du sol. Ces situations compromettent fréquemment la réussite des changements d'orientations agronomiques (conversion à la viticulture biologique). Sur les sols fortement dégradés, la mise en œuvre de stratégies de reconstitution des stocks de matières organiques des sols semble être un levier intéressant pour favoriser ces transitions. Dans cette optique, l'utilisation d'amendements organiques compostés, "restructurants" (riches en humus stable et pauvres en azote) doit être privilégiée. D'une manière générale, l'entretien voire l'augmentation des stocks de matières organiques dans les sols doit être au cœur du raisonnement des pratiques de gestion des sols.





CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES : VERS UNE APPROCHE "SYSTEME" La problématique de réduction des intrants herbicides nous amène à une réflexion plus générale sur l'optimisation de la concurrence hydrique et minérale exercée par la flore adventice sur la vigne, en fonction des caractéristiques agronomiques des sols, de la trajectoire climatique du millésime et des objectifs de production. Afin de limiter l'effet de la variabilité climatique sur les potentialités œnologiques de la vendange, il apparaît aujourd'hui pertinent de s'orienter vers des "itinéraires techniques adaptatifs", au sein desquels la pratique de l'enherbement naturel pourrait jouer un rôle majeur. Quelles que soient les stratégies de gestion des adventices envisagées, il semble indispensable de prendre également en considération leur impact sur les sols et, par conséquent, sur la disponibilité des ressources minérales pour la vigne. En ce sens, la mise en œuvre de pratiques permettant de limiter les phénomènes de dégradation et d'entretenir la fertilité des sols constitue une voie prometteuse pour répondre à l'objectif de réduction des intrants engrais. Afin de relever les nouveaux défis d'une viticulture plus durable, il convient donc de raisonner conjointement les pratiques d'entretien des sols et de fertilisation, trop souvent dissociées. Cette approche, dite "système", doit permettre de concevoir des itinéraires techniques de gestion des sols, conciliant performances agronomiques, économiques et environnementales. Le projet GIAF (Gestion Intégrée des Adventices et de la Fertilité des sols en viticulture), conduit depuis 2010 par la Chambre d'Agriculture de Gironde et financé par FranceAgriMer, la région Aquitaine et le CIVB, a permis de poser les fondations de cette approche globale. Les premiers résultats de ces travaux sont encourageants. Ils font ressortir la nécessité d'adapter les itinéraires techniques aux spécificités des systèmes de production (contraintes et objectifs) et, surtout, aux caractéristiques agronomiques des sols. A partir de 2014, ce projet fera l'objet d'une collaboration avec l'INRA, notamment pour améliorer la connaissance et la gestion des populations adventices en viticulture. Financeurs : Région Aquitaine, FranceAgriMer, CIVB et FEADER Mots-clés : Sols, phénomènes de dégradation, alternatives aux herbicides, enherbement naturel, engrais verts, amendements organiques restructurants, approche système

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