Santé des sols
La santé des sols
Les sols contiennent de nombreuses composantes (de la matière organique, des nutriments, une capacité à retenir l’eau et une certaine quantité de carbone) qui doivent toutes être en équilibre pour que la terre puisse être en santé et produire des cultures de manière durable.
La santé des sols s’avère la capacité des sols à bien réagir aux interventions agricoles afin de continuer à soutenir la production agricole et l’écosystème. Les sols en santé parviennent à préserver leur structure, à assurer le bon fonctionnement des cycles de nutriments, à transformer et à emmagasiner le carbone en décomposant les végétaux et les matières animales, ainsi qu’à soutenir toute une gamme de bactéries, de champignons et d’insectes. Cependant, certaines pratiques agricoles, telles que le travail du sol, la substitution des engrais naturels et la gestion des ravageurs à l’aide de solutions synthétiques ainsi que l’appauvrissement de la diversité des cultures, privent les sols de matière organique et font augmenter l’érosion ainsi que la contamination
Les pratiques agricoles actuelles au Canada compromettent les indicateurs relatifs aux principales fonctions du sol précitées, ce qui se répercute sur la croissance des cultures et, ultimement, leur rendement. Les facteurs primaires ayant une incidence sur ces indicateurs, qui seront abordés plus loin dans le présent document, incluent la monoculture, l’érosion causée par le vent, l’eau et le travail du sol, le recours aux engrais minéraux et l’utilisation de certains pesticides.
L’agriculture de conservation
L’Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture (la FAO) fait la promotion de l’agriculture de conservation afin d’accroître l’efficacité de l’eau et l’utilisation des nutriments et ainsi contribuer à une production agricole viable. L’agriculture de conservation repose sur trois principes :
- Une perturbation des sols minimale, c’est‑à‑dire aucun travail du sol;
- La préservation de la couverture des sols grâce aux résidus de culture et aux cultures de couverture;
- Une rotation des cultures comprenant au moins trois différentes cultures.
La préservation de la santé des sols s’avère essentielle à la réduction de l’empreinte carbone et des conséquences environnementales découlant de l’agriculture, à l’alimentation d’une population en augmentation et à la création d’un secteur économique viable pour les générations à venir.
La matière organique du sol et la santédes sols
La matière organique du sol
La matière organique du sol (ou carbone dans le sol) constitue un indicateur fondamental de la santé des sols. La diminution du carbone dans le sol signifie non seulement que du dioxyde de carbone est rejeté dans l’atmosphère, aggravant ainsi les changements climatiques, mais entraîne également une dégradation critique des fonctions du sol, ce qui mine la productivité.
La matière organique est tributaire de la température du sol, des précipitations et du niveau d’humidité (capacité de rétention d’eau), du type de sol et de son potentiel de drainage, de la communauté microbienne existante, de l’état de fertilité du sol et du pH.
Contenu en nutriments des cultures
La santé des sols, y compris l’utilisation des engrais et des pesticides, peut avoir une incidence sur le contenu nutritif des cultures.
Par exemple, des études ont permis de démontrer que le sol fertilisé de façon synthétique contenait 5‑9 µg (microgrammes) de vitamine B12 pour 1 000 g de sol, alors que celui traité à l’aide d’engrais biologiques une fois tous les cinq ans contenait 10-14 µg de vitamine B12 pour 1 000 g de sol
Répercussions sur les émissions
Une étude a conclu que les cultures sans travail du sol produisaient 33 pour cent moins d’émissions de N2O dans l’ouest du Canada (une petite augmentation a été observée dans l’est en raison d’une plus grande humidité des sols causant la dénitrification) en raison d’une décomposition moindre des matières organiques. La même étude indiquait que l’élimination de la jachère en été réduisait les émissions et que l’augmentation et la diminution de l’engrais N produisaient des émissions combinées. Des recherches démontrent que les changements climatiques auront une incidence sur le contenu de carbone organique du sol; des chercheurs d’Allemagne prévoient que ce carbone diminuera de 11 à 16 pour cent, et que la température moyenne augmentera de 3,3 °C
Monoculture
La monoculture signifie cultiver une seule variété à la fois sur un territoire donné ou cultiver des clones de la même plante. Lorsque la monoculture est pratiquée tous les ans, on parle alors de monoculture en continu (monocropping en anglais).
Avantages
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Conséquences
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Les solutions de rechange à la monoculture s’avèrent la polyculture (une grande variété de cultures) ou l’oligoculture (quelques cultures seulement). Il s’agit de planter plusieurs cultures ensemble. Pour obtenir de meilleurs résultats, les agriculteurs doivent trouver un mélange optimal de plantes et d’animaux qui bonifient, protègent et améliorent l’environnement.
Les cultures de couverture ont pour but de fournir ce que nous appelons maintenant des services écologiques; réduction de l’érosion, visite des pollinisateurs, augmentation du potentiel de pâturage, élimination des plantes nuisibles, réutilisation des nutriments et approvisionnement en azote. Elles ne sont pas cultivées de la même façon que les aliments. De nombreuses familles de plantes peuvent jouer le rôle de culture de couverture : les crucifères comme le chou, le chou‑fleur et le brocoli, les herbes comme le blé, l’orge et le maïs, les pois comme le soya, le petit pois et la luzerne, les amaryllis comme l’ail, l’oignon et le poireau, et bien d’autres encore.
Travail du sol et érosion
Le labour, le travail du sol à l’aide de disques et le brûlage des terres accélèrent la décomposition de la matière organique du sol, rendant celui-ci vulnérable à l’érosion. Le travail du sol s’avère un moyen mécanique de préparer les lits de semences pour la plantation en fendant la terre qui est parfois dense et compacte. Il permet également de briser la structure du sol pour faciliter le drainage et la croissance des racines. Le labour, peu utilisé de nos jours, permet de fendre la terre et de la retourner, de réduire le nombre de plantes nuisibles et d’ensevelir les résidus.
Le travail du sol sous toutes ses formes expose la matière organique à l’air et occasionne des pertes en raison de l’augmentation de la minéralisation et de l’érosion.
Une étude portant sur 34 fermes des provinces maritimes a permis d’établir un lien entre la gestion à faible intensité, l’épandage de fumier et un travail du sol minimal et une plus grande oxygénation du sol, l’augmentation des agrégats stable à l’eau, des champignons, des mycorhizes et des bactéries gram-négatives et des taux de phosphore moins élevés.
L’érosion du sol s’avère l’effet cumulatif de l’érosion attribuable à divers phénomènes, comme le vent, l’eau et le travail du sol. L’érosion par le vent et l’eau est causée par une mauvaise gestion de l’écoulement de l’eau en raison d’un problème structurel comme une pente trop prononcée ou d’une question agronomique comme le travail du sol.
Solutions
L’agriculture sans travail du sol s’avère déjà une pratique courante dans les prairies et gagne en popularité dans le reste du pays. Ce type d’agriculture favorise la connexion entre les pores du sol, mais peut engendrer une réduction de la biomasse des racines , alors que les systèmes de labourage restreint mènent à une augmentation du carbone instable et à d’autres avantages à long terme, mais les méthodes conventionnelles offrent d’autres avantages à court terme pour les cultures agricoles. Le recensement sur l’agriculture de 2017 mené par le département américain de l’Agriculture indiquait qu’aucun travail du sol n’avait cours sur 40 pour cent des terres cultivées aux États-Unis, comparativement à 32 pour cent en 2012.
Le travail du sol avec élévation de barrages transversaux peut favoriser l’infiltration, réduire le ruissellement et la contamination et augmenter le rendement. Dans une recherche menée à l’Île‑du‑Prince‑Édouard sur les techniques de culture de la pomme de terre, les auteurs ont conclu que cette technique réduisait le ruissellement de 78 pour cent comparativement aux méthodes conventionnelles et faisait en sorte que le sol emmagasinait davantage d’azote et de phosphore.
On peut atténuer l’érosion par l’eau par la réduction ou l’élimination complète du travail du sol et la préservation des cultures de couverture, de la matière organique et des voies d’eau gazonnées pour permettre le ruissellement, l’aménagement de terrasses, les canaux couverts et les chutes. On peut atténuer celle par le vent par la préservation du couvert végétal, la réduction ou l’élimination du travail du sol, la prévenant du surpâturage et la création de brise-vent pour cultures (rangée d’arbres en périphérie des champs).
Nutriments et engrais
Nutrient Content of Crops
L’azote (N), le phosphore (P) et le potassium (K) sont les trois nutriments de base dont les plantes ont besoin. Un engrais 20-10-6 contient 20 pour cent d’azote, dix pour cent de phosphore et six pour cent de potassium. Les engrais composés de nutriments en parts égales ou ceux où le taux d’azote est légèrement plus élevé sont considérés comme des engrais d’usage général.
Il existe deux types d’engrais, les engrais biologiques et les engrais minéraux, en référence à la méthode utilisée pour les produire. Les plantes ne font pas de distinction entre un engrais biologique et un engrais minéral.
Les engrais biologiques ou naturels sont constitués de résidus d’animaux ou de végétaux et peuvent contenir du compost, du fumier vieilli, de la farine d’os et de la cendre de varech. La décomposition se produisant graduellement, les nutriments sont libérés au fil du temps, réduisant les risques de brûlure pour la plante.
Le sol friable ou loam se caractérise par une texture friable et favorise la croissance des racines, le développement uniforme des légumes‑racines et le drainage. Les sols argileux ne sont pas friables et peuvent compromettre la croissance des plantes.
En 2017, 58 pour cent des champs agricoles étaient fertilisés à l’aide de fumier au moins une fois par année, alors que 20 pour cent n’avaient jamais été fertilisés avec celui-ci.
Une comparaison a été effectuée entre les répercussions de l’utilisation du fumier et des engrais minéraux sur la santé des sols dans le cadre d’une étude s’étalant sur 13 années. Les chercheurs ont conclu que le fumier, comparativement aux engrais minéraux, préservait davantage le pH du sol, ce qui permettait d’augmenter considérablement le contenu de matière organique, l’azote total, la conductivité électrique et les agrégats stables à l’eau. Dans une autre étude, des chercheurs ont conclu que l’épandage de fumier et d’engrais minéraux combinés augmentait le carbone associé aux agrégats comparativement à l’épandage d’engrais seulement sur une période de cinq ans[3]. L’épandage répété d’engrais minéral peut déstabiliser le pH du sol de manière permanente, ce qui peut entraîner des effets néfastes sur les populations de micro‑organismes qui y sont présents.
Solutions
Le recours aux engrais biologiques seuls pourrait ne pas être suffisant pour permettre la régénération des nutriments ayant été retirés du sol avec chaque récolte au fil des saisons. Dans ce cas, des engrais minéraux contenant une quantité précise de phosphore et de potassium provenant d’un gisement peuvent être épandus avec précaution.
Utilisation de pesticides
Le terme pesticide regroupe toute une gamme de composés dont les plus courants sont les herbicides, les insecticides et les fongicides. Concernant les récoltes produites au Canada, des herbicides, des fongicides et des insecticides avaient été utilisés dans 93, 38 et 26 pour cent des cas respectivement. En 2017, 73 pour cent des ventes de pesticides au pays étaient destinés au secteur agricole.
Les pesticides sont normalement choisis et réglementés en fonction de leur persistance dans le sol. Toutefois, le recours à une grande concentration de pesticides peut avoir un effet néfaste sur les micro‑organismes présents dans le sol, lesquels s’avèrent essentiels à la conversion des nutriments et de la matière organique.
Une étude de 2015 montre que la richesse microbienne était responsable de 49 à 77 pour cent de l’intensité de minéralisation de la matière organique. Les microbes présents dans le sol modifient la structure du sol puisqu’ils combinent les éléments biologiques et minéraux grâce à la production de composés extracellulaires ayant des propriétés adhésives. Ces composés sont produits par les bactéries et les champignons et servent d’aliments; ils favorisent la cohésion de la colonie puisqu’ils forment une couche protectrice contre la perte d’humidité et contribuent à l’adhésivité du sol.
Dans un sondage mené de 2002 à 2004, les agriculteurs ont signalé que les huiles horticoles et l’acide phosphorique constituaient les ingrédients actifs les plus courants et qu’ils représentaient 27,7 et 18,4 pour cent de tous les ingrédients actifs dans les pesticides.
Les pesticides doivent être homologués en vertu de la Loi sur les produits antiparasitaires du Canada. En Ontario, les pesticides doivent être homologués auprès du ministère de la Santé de l’Ontario, qui prévoit 12 catégories différentes.
En ce qui concerne la qualité des terres agricoles au Canada, l’Ontario représente plus de la moitié (56 pour cent) de celles de catégorie 1, alors que la Saskatchewan possède la plus grande superficie (39 pour cent) de terres agricoles cultivables (cumul des catégories 1, 2 et 3). Les provinces maritimes ne comptent pas de terre de catégorie 1 et possèdent la plus petite superficie (6,4 pour cent) des terres agricoles cultivables.
Taille des fermes
La taille moyenne des fermes en Saskatchewan est sept fois plus grande qu’en Ontario (1 724 acres comparativement à 249). Étrangement, la superficie totale de terres agricoles est demeurée relativement stable au cours du siècle dernier (environ cinq pour cent), avec un sommet en 1966 et une réduction de neuf pour cent depuis. En 2011, les terres cultivées représentaient la principale utilisation des terres agricoles, avec 54,6 pour cent de la superficie des terres agricoles, suivies par le pâturage avec 31,2 pour cent.
Selon Statistique Canada, la superficie agricole « comprend les terres en culture, les terres en jachère, les terres améliorées et les terres non améliorées, les terres boisées et les terres humides, les autres terres (y compris les terres en friche et les terres où se trouvent les bâtiments agricoles). » Une autre mesure pouvant être utilisée, toujours selon Statistique Canada, sont les terres en culture, définies comme la superficie totale utilisée pour produire toutes les cultures incluses dans le recensement, y compris le foin, les fruits ou les noix, les petits fruits ou les raisins, les légumes, les graines de semence, etc.
À l’ère du manque de responsabilité des entreprises par rapport au climat, il peut sembler logique que les plus grandes fermes aient tendance à être moins viables que les plus petites. Toutefois, une méta-analyse réalisée en 2016 démontre que la taille de la ferme ne prédit pas sa viabilité, et que ce sont surtout les fermes combinant l’agriculture et l’élevage qui semblent avoir des pratiques plus viables.
Un groupe de chercheurs a conclu que les petites fermes, soit celles comptant moins de deux hectares, représentaient 84 pour cent des fermes et qu’elles occupaient environ 12 pour cent des terres agricoles dans le monde. Il a également indiqué que la taille moyenne des fermes augmente dans les pays à revenu élevé et diminue dans les pays à revenu faible ou moyen.
Type de culture
Les variétés de blé représentent la majorité de la production et de la superficie agricoles au Canada.
Initiatives en cours
Le Partenariat canadien pour l’agriculture représente un investissement quinquennal de trois milliards de dollars de la part des gouvernements fédéral, provinciaux et territoriaux, et est destiné à soutenir les programmes visant à renforcer le secteur de l’agroalimentaire. Il met l’accent sur les débouchés commerciaux et l’élargissement des marchés, la croissance novatrice et durable ainsi que le soutien de la diversité, du dynamisme et de l’évolution.
Par l’entremise du Partenariat, et dans le cadre du projet ONFARM de l’Ontario, on a accordé 5,75 millions de dollars sur quatre ans pour l’atteinte des objectifs suivants :
- Élaborer une méthode scientifique approfondie pour mesurer la santé des sols en Ontario.
- Mesurer l’efficacité et les effets des pratiques de gestion optimales employées en agriculture pour réduire le lessivage d’éléments nutritifs par les eaux de ruissellement dans les exploitations agricoles.
- Travailler en collaboration avec les agriculteurs pour obtenir des données probantes et voir comment améliorer la productivité, la santé des sols et la qualité des eaux.
- Établir des sites de recherche appliquée et de surveillance pour favoriser la transmission des connaissances entre pairs et renforcer les capacités des professionnels du secteur agricole
Autres provinces
- En 2022, l’Institut de recherche et de développement en agroenvironnement, en partenariat avec le ministère de l’Agriculture, des Pêcheries et de l’Alimentation du Québec (MAPAQ), mènera une étude de cinq ans sur l’état de santé des sols agricoles.
- Le comité consultatif sur le carbone de l’association de conservation des sols de la Saskatchewan a publié un exposé de position sur le carbone dans le sol dans lequel il reconnaît le rôle de la science, aborde le rôle de la santé des sols dans les changements climatiques et propose un crédit pour le carbone dans le sol.
- La Colombie‑Britannique vient tout juste de mettre à jour son code de gestion de l’environnement agricole en 2019 afin de tenir compte des vulnérabilités dans les zones à haut risque, comme les zones aux précipitations élevées.
- Plusieurs provinces ont des outils et des dossiers agricoles fondés sur des cartes, comme l’Alberta (Soil Information Viewer), la Colombie‑Britannique (Soil Information Finder Tool [SIFT]) et l’Ontario (Atlas d’information agricole).
- Le Conseil de développement et de recherche agricoles de l’Alberta, une organisation de l’industrie, a lancé son initiative sur la santé des sols de l’Alberta en 2015, mais a disparu depuis sans laisser de traces.
- Le Manitoba a accueilli le Sommet sur la santé des sols au Canada, organisé par le Conseil canadien de conservation des sols, en octobre 2019.
Conclusions et recommandations
Au Canada, le nombre total de fermes diminue alors que la taille moyenne des fermes augmente, dénotant ainsi l’industrialisation d’un secteur auparavant dominé par des agriculteurs indépendants. La monoculture augmente parallèlement à la demande pour les cultures commerciales comme le soja et le blé.
Le travail du sol, et dans une moindre mesure la monoculture, les engrais minéraux et les pesticides synthétiques compromettent actuellement le rendement des terres agricoles au Canada. Le carbone organique dans le sol, le principal indicateur de la santé des sols, a diminué de 21,7 pour cent entre 1910 et 1990. Cette réduction s’est quelque peu estompée en raison des pratiques agricoles sans travail du sol et du recours aux engrais, qui sont en augmentation. La santé des sols peut également être préservée et améliorée grâce aux techniques d’agriculture de conservation et à d’autres pratiques de gestion comme les cultures de couverture, l’épandage ciblé de nutriments et une efficacité accrue des techniques d’irrigation.
Domaines nécessitant une attention particulière
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