Stocker du carbone dans le sol, un enjeu majeur

vendredi 16 juillet 2010
par  EcoRev’
popularité : 12%

Le sol n’est pas seulement un milieu vivant support de la fertilité et de l’agronomie, c’est également un formidable "puits de carbone", c’est à dire qu’il est capable de fixer des quantités considérables de carbone sous forme de matière organique - à condition d’adopter des pratiques agricoles favorables. L’agronome Claude Aubert, co-fondateur des éditions Terre vivante et de la revue Les quatre saisons du jardinage, nous présente les données du problème et les principales solutions.

Le carbone du sol, clé de la fertilité et du bilan effet de serre de l’agriculture

On l’oublie parfois, mais notre existence et celle de tous les êtres vivants dépendent de cette mince peau de 20 à 30cm d’épaisseur qu’est la couche arable du sol, celle dans laquelle les plantes trouvent l’essentiel de leur nourriture. Cette couche doit sa fertilité à la nature de la roche sur laquelle le sol s’est formé, mais plus encore à la quantité et à la nature de la matière organique qu’elle contient.

Le principal constituant de la matière organique est le carbone (environ 58%). Le sol est en fait le plus grand réservoir de carbone de la planète, avec 615 milliards de tonnes dans les 20 premiers cm et 2344 milliards de tonnes jusqu’à une profondeur de 3 mètres. Ce stock a considérablement diminué au cours du 20ème siècle en raison de l’intensification de l’agriculture, de la généralisation des labours profonds dans les pays développés, de la transformation de centaines de millions d’hectares de prairies en terres cultivées et enfin de la déforestation. En France, dans les sols limoneux en grande culture du bassin parisien ne recevant pas de fumure organique, la teneur en carbone du sol a diminué de 60% en 50 ans, passant de 1,7% à 0,7% de carbone. Le carbone perdu par les sols est émis principalement sous forme de CO2, un des produits de la minéralisation de la matière organique. Tout au long du 20ème siècle, l’agriculture a donc contribué de manière importante aux émissions de CO2 en émettant dans l’atmosphère une partie du carbone accumulé dans le sol depuis des millions d’années. Elle continue à le faire, principalement par la déforestation, mais aussi par la poursuite de l’appauvrissement en matière organique des sols agricoles. En France, la surface en forêt augmente et a permis dans la période 1990 – 2004 de stocker 0,7 millions de tonnes de carbone par an dans les sols forestiers, mais dans le même temps les sols agricoles ont perdu environ 6 millions de tonnes de carbone par an, soit 9 fois plus !

Augmenter la teneur du sol en carbone

Il est possible, non seulement de stopper cette dégradation, mais aussi de réenrichir le sol en carbone, ce qui permet à la fois d’améliorer sa fertilité et de réduire les émissions de CO2. Pour que le bilan entre le stockage de carbone dans le sol et la quantité qu’il émet sous forme de CO2, soit positif, il faut augmenter les apports de carbone et ralentir la minéralisation de la matière organique.

Apporter plus de carbone en apportant du fumier et du compost, en restituant au sol les résidus de récolte, en semant des engrais verts, en enherbant les vignobles et les vergers, en plantant des haies, etc. Mais le moyen le plus efficace est de changer l’utilisation des sols, en transformant une partie des sols cultivés soit en prairies permanentes soit en forêt. Une autre piste intéressante est l’agroforesterie, qui consiste à associer des arbres et des cultures annuelles.

Potentiel de stockage de carbone dans les sols de différentes pratiques agricoles

Non labour : 0,1 à 0,2 tC/ha/an
Engrais vert : 0,15 tC/ha/an
Enherbement (vignes et vergers) : 0,4 tC/ha/an
Rotations plus variées  : 0,2 tC/ha/an
Plantation de haies : 0,1 tC/ha/an
Conversion de terres labourées en prairies permanentes : 0,6 tC/ha/an
Conversion de terres labourées en forêt : 0,5 tC/ha
Conversion à l’agriculture biologique : 0,2 à 1 tC/ha/an
Régénération de prairies tropicales dégradées : 2 à 6 tC/ha/an

L’apport de fumier ou de compost est également un facteur essentiel du maintien ou de l’augmentation de la teneur du sol en carbone, comme le montre le graphique ci-dessous.

Teneur du sol en carbone selon la fertilisation après 50 ans de monoculture de blé
(période 1843-1893, expérience de longue durée de Rothamsted, Grande Bretagne)

Pour libérer moins de carbone dans l’atmosphère sous forme de CO2, il faut arrêter la déforestation, cesser de retourner des prairies en vue d’y implanter des cultures annuelles, travailler le sol moins souvent et moins profondément. Après une époque, au milieu du siècle dernier, où le mot d’ordre était de labourer aussi profond que possible, c’est maintenant le non travail du sol, ou du moins le travail minimum, qui est préconisé. Cette technique est de plus en plus mise en œuvre dans le cadre de ce qu’on appelle l’agriculture de conservation. Elle présente aussi l’avantage de réduire les passages de tracteur. Le non travail du sol présente cependant un important inconvénient du point de vue écologique : il exige dans la plupart des cas le recours aux désherbant chimiques, les mauvaises herbes n’étant plus détruites mécaniquement comme on le fait en agriculture biologique.

La conversion à l’agriculture biologique

Une étude récente, publiée par la Soil Association, a fait l’inventaire de toutes les études comparant la teneur du sol en matière organique en agriculture conventionnelle et en agriculture biologique. La quasi-totalité confirme le net impact positif de la conversion au bio, la conclusion étant que cette conversion permet de stocker en moyenne 400 kg de carbone par ha et par an, soit l’équivalent de près de 1500 kg de CO2. La conversion de la totalité de l’agriculture française au bio permettrait donc de diminuer, grâce à la séquestration de carbone dans le sol, les émissions totales de CO2, pendant au moins 20 ans, d’environ 30 millions de tonnes par an, soit 6% du total des émissions.

L’agroforesterie, une approche prometteuse

Le concept d’agroforesterie n’est apparu dans les milieux scientifiques que dans les années 70. Il s’agit pourtant d’une pratique millénaire, en particulier dans les pays tropicaux. Les spécialistes en donnent la définition suivante : « l’agroforesterie est la mise en valeur du sol avec une association (simultanée ou séquentielle) de ligneux et de culture ou d’animaux afin d’obtenir des produits ou des services utiles à l’homme ». En clair, il s’agit d’associer des arbres avec des cultures annuelles ou de la prairie, soit en même temps, soit en alternance dans le cadre d’une rotation

Dans les pays tempérés, si les exemples d’agroforesterie incluant les associations de fruitiers et de cultures annuelles sont nombreux, l’agroforesterie associant des arbres forestiers et des cultures est plus rare mais fait l’objet d’un intérêt grandissant de la part des scientifiques, notamment aux Etats-Unis et plus récemment en France, où des chercheurs de l’INRA ont mis en place des expérimentations dans le cadre du projet européen SAFE (Systèmes Agroforestiers pour les Fermes Européennes). Un des types d’agroforesterie expérimenté par l’INRA est l’association céréales - peupliers. Des peupliers sont plantés en rangées espacées de 20 mètres entre lesquelles on cultive du blé. Le rendement en blé ne commence à être sensiblement affecté qu’au bout d’une vingtaine d’années (environ -10% vers la 20ème annà 9e), mais cette baisse de rendement est bien plus que compensée par la production de bois.

Les avantages de l’agroforesterie sont considérables :
- augmentation de la biodiversité
- protection contre le vent
- protection des animaux contre le soleil
- amélioration des paysages
- séquestration de carbone dans le sol
- augmentation de la production totale sur une surface donnée.

En matière de séquestration du carbone, on dispose de peu de données chiffrées, les expériences donnant lieu à des mesures étant encore peu nombreuses. Il y a séquestration de carbone à la fois dans le sol et dans le bois des arbres.
D’après C. Dupraz, spécialiste de l’agroforesterie à l’INRA, une prairie en agroforesterie peut séquestrer 2,7 tonnes de carbone/ha/an contre seulement 1 tonne au maximum pour une prairie sans arbres. En agroforesterie, la production d’un hectare est égale, selon le type d’association, à celle de 1,2 à 1,6 hectares sur lesquels les céréales (ou autres cultures) et les arbres sont cultivés séparément. Les spécialistes estiment qu’en Europe 90 millions d’hectares sont favorables à la pratique de l’agroforesterie. Si en France, elle était pratiquée sur 2 millions d’hectares (environ 10% de la surface cultiv ée), le carbone séquestré permettrait d’éviter l’émission de 10 à 12 millions de tonnes de CO2 chaque année.

Claude Aubert