Fiche de révision : Agrosystèmes et fertilité durable

📋 Plan du Cours

1. Polyculture-élevage et flux de biomasse
2. Horizons et biodiversité des sols
3. Terroir et systèmes de rotation
4. Complexe argilo-humique et fertilité
5. Bilans de matière et cultures intermédiaires
6. Outils et compensation des exportations
7. Engrais et maîtrise du lessivage
8. Légumineuses et intrants agricoles
9. Cultures intermédiaires et lutte biologique
10. Élevage charolais, légumineuses et méthanisation des effluents
11. Machines agricoles selon le système
12. Économie circulaire de la ferme
13. Engrais et périodes de fertilisation
14. Règles d’épandage et protection de l’eau
15. Rotations culturales, besoins en azote et IFT

📖 1. Polyculture-élevage et flux de biomasse

🔑 Notions clés & Définitions

• Polyculture-élevage : Système agricole intensif qui produit de la biomasse destinée à l’alimentation et à des usages industriels, notamment l’énergie, les bioplastiques, les textiles et les produits pharmaceutiques.

📝 Points essentiels

📌 Le produit est la partie récoltée pour sa valeur marchande principale, tandis que le co-produit est la biomasse restante valorisée.

💡 Astuce mémo

Produit vendu, co-produit valorisé : deux débouchés d’une même récolte.

📖 2. Horizons et biodiversité des sols

📝 Points essentiels

• De la surface vers le sous-sol, les horizons sont :

  • la litière
  • l’humus
  • le complexe argilo-humique
  • l’argile
  • la roche mère

• Les organismes du sol, notamment la macrofaune, la mésofaune et la microfaune, décomposent la matière organique et la restituent sous forme de matière minérale.

📖 3. Terroir et systèmes de rotation

🔑 Notions clés & Définitions

• Terroir : Région homogène par sa spécialisation agricole et les ressources qui y sont produites, sous des contraintes locales similaires.

📝 Points essentiels

• La répartition des agrosystèmes dépend des contraintes locales, notamment du climat et de la nature et de la topographie du sol, ainsi que des choix techniques et financiers de l’agriculteur.

• La rotation biologique sur neuf ans est :

  • lin
  • lin
  • blé
  • blé
  • prairie
  • prairie
  • blé
  • blé
  • méteil

💡 Astuce mémo

Rotation conventionnelle courte, rotation biologique longue.

📖 4. Complexe argilo-humique et fertilité

🔑 Notions clés & Définitions

• Complexe argilo-humique : Assemblage d’humus et d’argile lié par des ions Ca²⁺ et chargé négativement, qui retient les ions nutritifs de la solution du sol tout en les laissant disponibles pour les racines.

📝 Points essentiels

• En forêt, la litière permanente favorise un sol riche en humus et un CAH saturé d’ions, ce qui maintient une fertilité constante sans intervention humaine.

• L’humus et l’argile, tous deux chargés négativement, se lient grâce aux ions Ca²⁺ issus de l’altération de la roche mère calcaire pour former le CAH.

• Dans un agrosystème, l’exportation de biomasse et le travail du sol peuvent fragiliser le CAH ; si la matière organique n’est pas restituée, le sol perd sa capacité à retenir les nutriments.

💡 Astuce mémo

Moins de matière organique restituée → CAH fragilisé → nutriments moins retenus.

📖 5. Bilans de matière et cultures intermédiaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Culture intermédiaire : Semée entre deux cultures principales pour protéger le sol du compactage par la pluie et de l’érosion, capter l’azote résiduel afin de limiter la pollution des nappes et nourrir la faune du sol après sa destruction.

📝 Points essentiels

• Les unités de fertilisation nécessaires correspondent aux besoins totaux de la culture diminués des apports des résidus et des fournitures du sol, notamment les reliquats de CIPAN et la minéralisation.

💡 Astuce mémo

CIPAN piège les nitrates ; CIVE est récoltée pour le méthaniseur.

📖 6. Outils et compensation des exportations

📝 Points essentiels

• Farmstar utilise l’imagerie satellite pour fournir des cartes de préconisation intra-parcellaire et ajuster les apports d’engrais aux besoins des différentes zones.

📌 Le recyclage de la biomasse est presque complet dans l’écosystème naturel, élevé au pâturage, faible dans la prairie fauchée et particulièrement faible dans les agrosystèmes où les récoltes sont massivement exportées.

📖 7. Engrais et maîtrise du lessivage

📝 Points essentiels

📌 Le digestat fournit un azote rapidement assimilable, tandis que les engrais organiques comme le fumier, le lisier et les fientes se minéralisent lentement.

• Un apport d’engrais mal positionné ou excessif peut saturer l’absorption du sol et entraîner le lessivage des nitrates vers les nappes phréatiques.

💡 Astuce mémo

Apport excessif ou mal placé → nitrates lessivés vers les nappes.

📖 8. Légumineuses et intrants agricoles

📝 Points essentiels

• 🔄 Le transfert d’azote par les légumineuses suit ces étapes :
  1. Les bactéries des nodosités fixent l’azote atmosphérique.
  2. L’azote enrichit le sol sous forme organique et peut être transmis aux cultures voisines.
  3. Après la destruction de la légumineuse, l’azote se minéralise en nitrates disponibles pour la culture suivante.

📌 En conventionnel, la stratégie vise à maximiser un rendement sécurisé malgré des coûts d’intrants élevés, tandis qu’en biologique elle privilégie la prévention et la réduction des coûts, avec des rendements potentiellement plus faibles et un prix de vente supérieur.

💡 Astuce mémo

Nodosités fixatrices → azote organique transmis puis minéralisé.

📖 9. Cultures intermédiaires et lutte biologique

🔑 Notions clés & Définitions

• Lutte biologique : Méthode alternative aux pesticides qui s’appuie sur les interactions naturelles entre les êtres vivants pour concilier production agricole et préservation de l’environnement.

📝 Points essentiels

• Le radis fourrager, utilisé comme culture intermédiaire en agriculture biologique, déstructure et aère les couches compactes grâce à sa racine pivotante ; sa décomposition laisse des galeries qui favorisent l’enracinement de la culture suivante, comme le blé ou la betterave.

💡 Astuce mémo

Le radis fourrager agit comme un décompacteur vivant, puis laisse des galeries dans le sol.

📖 10. Élevage charolais, légumineuses et méthanisation des effluents

📝 Points essentiels

• Le troupeau de vaches charolaises pâture 7 mois et consomme les céréales de la ferme pendant les 6 autres mois.

• 🔄 La méthanisation valorise la matière organique en plusieurs étapes :

  1. Les effluents d’élevage et les CIVE alimentent le méthaniseur.
  2. La fermentation bactérienne transforme la matière organique en biogaz.
  3. Le biogaz permet de produire de l’électricité et de la chaleur.
  4. Le digestat retourne au champ comme fertilisant.

💡 Astuce mémo

Effluents et CIVE → biogaz → énergie ; digestat → champs.

📖 11. Machines agricoles selon le système

📝 Points essentiels

📌 En conventionnel, le travail du sol est souvent simplifié et le contrôle des mauvaises herbes repose sur les herbicides, tandis qu’en bio le désherbage est davantage mécanique et le labour reste souvent nécessaire pour enfouir les graines de mauvaises herbes.

💡 Astuce mémo

Conventionnel : herbicides et travail du sol simplifié ; bio : binage mécanique et labour fréquent.

📖 12. Économie circulaire de la ferme

📝 Points essentiels

• L’exploitation associe 50 % de surfaces en agriculture biologique à un élevage certifié bio.

💡 Astuce mémo

Valoriser les coproduits et les CIVE → produire de l’énergie et fertiliser les sols.

📖 13. Engrais et périodes de fertilisation

📝 Points essentiels

📌 L’agriculteur doit calculer la dose d’azote selon les besoins de la plante et ne jamais la dépasser.

💡 Astuce mémo

Solution azotée : effet immédiat ; fumier : action lente et enrichissement durable du sol.

📖 14. Règles d’épandage et protection de l’eau

📝 Points essentiels

📌 L’épandage d’azote est interdit pendant les périodes de fortes pluies et en hiver, lorsque les plantes ne grandissent pas et ne consomment pas d’azote.

📌 Des bandes enherbées doivent être maintenues le long des cours d’eau pour filtrer les nitrates avant qu’ils n’atteignent l’eau.

💡 Astuce mémo

Épandage excessif ou mal programmé → lessivage des nitrates ; bandes enherbées → filtration.

📖 15. Rotations culturales, besoins en azote et IFT

📝 Points essentiels

• La rotation conventionnelle suit cet ordre :

  • blé d’hiver
  • betterave
  • orge de printemps
  • colza d’hiver
  • blé d’hiver
  • maïs

• La rotation biologique suit cet ordre :

  • luzerne
  • luzerne
  • blé
  • lin
  • méteil
  • prairie
  • prairie
  • blé
  • avoine

• La rotation réduit les besoins en azote du maïs de 210 à 160 unités et ceux du lin de 110 à 80 unités, une unité de fertilisation correspondant à 1 kg d’élément par hectare.

• La rotation réduit l’IFT total moyen du maïs de 2,7 à 1,7 et celui du lin de 3,8 à 3,2.

📌 La monoculture épuise davantage le sol et favorise les ravageurs, tandis que la rotation diversifie les cultures, préserve une partie des minéraux du sol et contribue à réduire l’utilisation des engrais et des pesticides.

💡 Astuce mémo

Conventionnel : rotation de 6 ans ; bio : rotation de 9 ans avec cultures pérennes.

📊 Tableaux de synthèse

Engrais et caractéristiques

Rotations conventionnelle et biologique