Le carbone organique des sols cultivés de

Transcription

Etude méthodologique
Juin 2012
Le carbone organique des sols
cultivés de Poitou-Charentes
Quantification et évolution des stocks
Sommaire

Trois objectifs de recherche et développement ......................................... p. 1

Pourquoi s’intéresser au carbone du sol et son évolution ? ....................... p. 2

Comment acquérir des connaissances sur un territoire ? ........................... p. 5






De nouvelles connaissances pour répondre à de multiples questions ........ p. 9








Quelle est la répartition régionale des teneurs et stocks de carbone ?
Quelles sont les principales rotations du territoire ?
Comment prendre en compte les pratiques culturales dans les simulations ?
Comment évoluent les stocks de carbone dans des conditions données ?
Comment faire du conseil technique à partir d’une approche rotation ?
Comment aider la prise de décision par une approche territoire ?
Quel est le potentiel de stockage des sols agricoles d’un territoire ?
Les perspectives du projet ........................................................................ p. 18



Les territoires d’étude en Poitou-Charentes
L’outil de simulation : SIMEOS-AMG
L’utilisation de bases de données existantes
Le schéma global de la méthode utilisée
Les limites de la méthode
Les utilisations en Poitou-Charentes
Les suites du projet dans le cadre du RMT Sols et Territoires
Ce qu’il faut retenir ................................................................................... p. 20
Edito
Le carbone organique du sol, principal constituant des matières organiques,
est une préoccupation d’intérêt majeur en raison des enjeux agronomiques
(fertilité physique, chimique et biologique des sols) et environnementaux
(qualité de l’eau, stockage de carbone, etc.) qui lui sont liés. C’est pourquoi
le RMT Sols et Territoires, dans l’objectif d’améliorer et valoriser la
connaissance des sols, développe une méthode de diagnostic spatialisé de
l’état organique des sols cultivés à l’échelle d’un territoire. Cette méthode
innovante s’appuie sur des bases de données existantes et permet
d’identifier les systèmes de culture d’un territoire et de les associer à des
types de sols et des teneurs de carbone organique, afin de simuler
l’évolution des stocks de carbone organique des sols cultivés.
La Chambre Régionale d’Agriculture de Poitou-Charentes, partenaire du
RMT Sols et Territoires, contribue à l’objectif de ce réseau national en
proposant une application de cette méthode. Le travail présenté dans ce
document a été réalisé, avant tout afin de poursuivre la recherche
méthodologique et d’identifier les limites et les étapes à améliorer. La
volonté de présenter les utilisations possibles des résultats obtenus
constitue aussi un fil directeur de la démarche méthodologique en PoitouCharentes.
Remerciements
Nous tenons à remercier tous nos partenaires, sans qui ce travail n’aurait
pu être réalisé : l’unité Infosol de l’INRA d’Orléans, pour l’accès aux
données Sols et sa contribution à la méthode ; Olivier SCHEURER de
l’Institut Polytechnique Lasalle Beauvais pour l’encadrement scientifique ;
Annie DUPARQUE d’Agro-Transfert Ressources et Territoires, pour s’être
chargée de mobiliser AMG pour simuler l’évolution des stocks de carbone ;
ainsi que Marie-Laure GUILLOTIN du Laboratoire Centre Atlantique, pour la
mise à disposition de données sur les pratiques culturales.
Coordination : JL. FORT (CRA PC)
Document rédigé et réalisé par M. VIGOT (CRA PC)
Comité de lecture : C. AUPERT (DREAL), A. BOUTHIER (ARVALIS), C. CAM (CRA PC), C. COURBE (CA 87), G.
DUFIL (ADEME), A. DUPARQUE (Agro-Transfert RT), T. DUPEUBLE (DRAAF), P. FORTIN (Conseil Régional
PC), ML. GUILLOTIN (Laboratoire Centre Atlantique), F. LEVRAULT (CRA PC), J. MOULIN (CA 36), O.
SCHEURER (Institut Polytechnique Lasalle Beauvais), N. SCHNEBELEN (INRA)
Crédits photos : Photothèque des Chambres d’Agriculture, M. CHABAUTY, C. RENOUARD, L. FOMBEUR
Trois objectifs de Recherche et Développement
1.
Améliorer la connaissance des sols
de Poitou-Charentes
Il s’agit dans un premier temps de faire un état des
lieux des teneurs et des stocks de carbone organique
des sols cultivés sur l’ensemble de la région. Cela
consiste à affecter des teneurs et des stocks de
carbone aux différents types de sols en croisant deux
bases de données existantes : la carte des sols
(Référentiel Régional Pédologique) et la Base de
Données des Analyses de Terre (BDAT). Des cartes
régionales et départementales de teneurs et de
stocks de carbone sont ainsi obtenues.
Dans un deuxième temps, une estimation de
l’évolution des stocks de carbone permet d’évaluer
l’impact des pratiques culturales sur les sols agricoles
et l’environnement. Pour cela, l’utilisation d’un
modèle de simulation nécessite d’identifier au
préalable les systèmes de culture (rotations et
pratiques culturales) présents sur le territoire et de
les associer aux différents types de sols.
Poursuivre la recherche
méthodologique engagée par le
RMT Sols et Territoires
La méthode utilisée a été développée dans un
secteur de grandes cultures du Loiret, dans le cadre
du RMT Sols et Territoires. L’étude en PoitouCharentes constitue une poursuite de l’élaboration
de cette méthode, dans un contexte agricole plus
diversifié en termes de systèmes de production
(céréaliers, polyculture-élevage, viticulture, etc.). Elle
offre aussi la possibilité de tester la transposition de
la méthode à un autre territoire.
Montrer les utilisations possibles de
ces connaissances
Enfin, ce travail a pour vocation de donner des
exemples d’utilisations des résultats obtenus à partir
de la méthode utilisée. Cela consiste dans un premier
temps à mobiliser des références agronomiques
locales pour faire du conseil technique à l’échelle de
l’exploitation. Dans un deuxième temps, une
réflexion globale doit permettre d’aider la prise de
décision au niveau des territoires.
Deux intérêts communs à l’origine d’un projet régional en Poitou-Charentes
1

La volonté de la Chambre Régionale d’Agriculture de Poitou-Charentes de valoriser la Base de
données Sols de Poitou-Charentes (IGCS) afin d’avoir une meilleure connaissance des teneurs
et stocks de carbone organique des sols de la région a fait l’objet d’un projet déposé au
FEDER.

Le Réseau Mixte Technologique Sols et Territoires, dont la Chambre Régionale d’Agriculture
de Poitou-Charentes est partenaire, s’est proposé de développer des méthodes pour valoriser
les données sols et a engagé une étude sur l’estimation et l’évolution des stocks de carbone
organique sur un territoire.

De ces deux intérêts communs est né un projet d’application d’une méthode en PoitouCharentes avec un comité de suivi associant :

Des experts et membres du RMT (INRA, Institut Polytechnique Lasalle Beauvais, AgroTransfert RT, Arvalis, Chambres d’Agriculture de l’Indre et de Haute-Vienne)

Des organismes régionaux (CRA PC, DRAAF, DREAL, Conseil Régional, ADEME)
Pourquoi s’intéresser au carbone du sol et son évolution ?
Qu’est-ce que le carbone organique
du sol ?
Le carbone organique est le principal constituant des
matières organiques. Il représente environ 50% de
celles-ci, suivi de l’oxygène (40%), de l’hydrogène
(5%), de l’azote (4%) et du soufre (1%).
Dans les analyses de terre, la quantité de matières
organiques du sol est connue à partir d’une mesure
de teneur en carbone organique. Elle correspond à
une concentration de carbone organique dans le sol,
souvent exprimée en g/kg, et représente un
indicateur de qualité du sol. Cette teneur permet de
déduire :
 Le pourcentage de matières organiques, en la
multipliant par 1,72
 Le stock de carbone organique, indicateur de
quantité, en la multipliant par la Masse de Terre
Fine (fonction de la teneur en éléments
grossiers, de l’épaisseur de sol et de la densité
apparente).
La teneur est couramment mesurée dans l’horizon
labouré (couche superficielle du sol d’environ 30 cm
d’épaisseur). Le stock est donc calculé sur ce même
horizon.
Les matières organiques remplissent
de nombreux rôles
Les matières organiques (MO) sont les constituants
organiques, vivants ou morts, d’origine animale,
végétale ou microbienne, transformés ou non et
remplissent de nombreuses fonctions. Elles sont
présentes sous différentes formes de composés, mais
peuvent être regroupées en deux ensembles : une
fraction stable, aussi appelée humus, résidant dans le
sol plus de 100 ans et une fraction active, ou labile,
qui se renouvelle sur une à quelques dizaines
d’années.
Les matières organiques ont, le plus souvent, des
effets positifs sur diverses propriétés des sols, liées à
des enjeux agronomiques et environnementaux,
comme le montre la figure 1.
Fertilité chimique
Fertilité physique
CEC, réserve d’éléments
nutritifs, matières
minéralisables
Stabilité structurale, résistance à la
battance et l’érosion, porosité,
rétention en eau
Qualité de l’eau
Production de polluants
potentiels
(nitrates, phosphates),
Rétention de polluants
(métaux, pesticides)
Enjeux
environnementaux
Matières Organiques des sols
Enjeux
agronomiques
Activité biologique
Ressource de carbone, de
minéraux et d’énergie pour
les organismes
Qualité des cultures
Qualité de l’atmosphère
Stockage de carbone,
production de gaz à effet de serre,
dégagement de CO2 et N20
Limite le prélèvement des
polluants (métaux et
pesticides)
Figure 1 : Rôles des Matières Organiques (d’après CHENU & BALABANE, 2001)
Pour aller plus loin
CHENU, C. & BALABANE, M. (2001). Matières organiques et activités biologiques des sols cultivés. Perspectives agricoles,
n°272, pp. 42-45.
CLAVET, R., CHENU, C. & HOUOT, S. (2011). Les matières organiques des sols : rôles agronomiques et environnementaux.
France Agricole, p. 350.
Expertise INRA. (2002). Stocker du carbone dans les sols agricoles de France ? p. 334.
GIS SOL. (2011). L’état des sols de France. Groupement d’intérêt scientifique sur les sols, p. 188.
2.
2
L’influence de nombreux facteurs
Les flux de carbone entre l’atmosphère et le sol, via la
végétation, sont affectés par de nombreux facteurs
entrainant des évolutions plus ou moins rapides. Ces
facteurs sont d’origine naturelle (climat et type de
sol) ou anthropique (type d’occupation du sol, travail
du sol, gestion des résidus de culture, apports de
matières organiques, cultures intermédiaires, etc).
Certains de ces facteurs peuvent être identifiés
comme des leviers permettant d’augmenter les
stocks de carbone des sols.
Occupation du sol et gestion des résidus
Si la capacité de stockage de carbone d’un sol dépend
notamment de sa teneur en argile, le type de sol ne
constitue cependant pas un levier d’action.
Il n’en est pas de même pour l’occupation du sol. On
observe d’une part un gradient croissant des stocks,
selon que le type d’occupation du sol soit
respectivement vigne, terre arable ou prairie (cf.
figure 2). D’autre part, les stocks varient au sein des
terres arables, selon le type de rotation pratiquée,
dans la mesure où la restitution de carbone est
différente selon les espèces cultivées. En effet, la
quantité de carbone restituée au sol après la récolte
varie d’environ 300 kg/ha pour une culture de pois
protéagineux à 1 t/ha pour du colza (cf. figure 3).
De plus, la gestion des résidus (export ou restitution)
peut entrainer une différence importante des
quantités de carbone restituées pour une même
culture. Ce facteur affecte particulièrement les
céréales à paille (400 à 800 kg/ha) et le maïs (300 à
1000 kg/ha).
Figure 2 : Stocks de carbone organique des sols (0-30 cm) en
t/ha (INRA, 2002)
3
Figure 3 : Fourniture de carbone humifié par les résidus de
culture (kg/ha) (Agro-Transfert RT)
Enfin, lors de changements d’occupation du sol, les
vitesses d’évolution des stocks peuvent être
différentes. Par exemple, la mise en culture d’un sol
initialement sous prairie ou forêt engendre une
diminution du stock deux fois plus rapide qu’une
augmentation du stock liée à une conversion inverse
des terres. Il est donc conseillé de privilégier le
maintien des prairies et forêts existantes à la création
de ces espaces en compensation de destructions.
Travail du sol
Des essais expérimentaux de longue durée ont
montré l’effet du type de travail du sol sur l’évolution
du stock de carbone du sol (cf. figure 4). Le passage
au non labour en continu permet une augmentation
du stock généralement plus importante qu’un labour.
Cependant, il semblerait que la profondeur de travail
du sol ait plus d’effet que le type de travail du sol. De
plus, une réduction du labour, en modifiant la
concentration, peut entrainer une augmentation plus
importante de la teneur que du stock sur la couche
travaillée.
Figure 4 : Evolution du stock de carbone en fonction du travail
du sol – Essai de Boigneville ITCF (INRA, 2002)
Des modèles ont été mis au point dans le but de
simuler l’évolution de la teneur et/ou du stock de
carbone organique.
L’étude en Poitou-Charentes s’intéresse à l’évolution
des stocks de carbone, indicateur de l’impact des
pratiques agricoles sur l’environnement. En revanche,
l’évolution de la teneur reste une notion importante
pour la qualité des sols (risque de battance par
exemple). Celle-ci peut être améliorée par certaines
pratiques sans forcément faire varier le stock
(réduction de la profondeur de travail du sol).
Connaitre l’évolution du statut organique des sols à
l’échelle d’un territoire peut permettre la mise au
point d’outils d’aide à la décision, intervenant à
différentes échelles et pour lesquelles les objectifs
sont différents (cf. figure 5).
Dans un objectif de maintien ou d’amélioration de la
qualité des sols à l’échelle de l’exploitation, la
production de références agronomiques locales
constitue un outil pour l’adaptation des pratiques
culturales. En effet, des cas-types basés sur le type de
sol et le système de culture permettent d’identifier
les situations à risque, engendrant un déstockage de
carbone.
A l’échelle d’un territoire, deux objectifs peuvent être
identifiés. D’une part, le développement de filières
agricoles (production de biomasse ou de gestion des
produits organiques), en cohérence vis-à-vis de la
qualité des sols, nécessite une identification des
évolutions des stocks de carbone au sein du
territoire. L’export de biomasse peut ainsi être
privilégié dans des sols ayant tendance à stocker du
carbone, tandis que les sols en déstockage seront
prioritaires pour des apports de produits organiques.
Dans ces deux cas, la notion de seuil de teneur en
carbone acceptable doit également être prise en
compte. De tels seuils n’existent pas dans la
littérature mais peuvent seulement être approximés
par des valeurs normales (au sens statistique du
terme) locales par type de sol.
D’autre part, l’évolution des stocks de carbone dans
les sols peut être intégrée à la quantification des
émissions de gaz à effet de serre (GES) d’un territoire.
Cela revient à calculer un bilan prenant en compte les
sols et pratiques de l’ensemble du territoire. Il est
alors intéressant de savoir si les sols cultivés
permettent une compensation des émissions de GES,
quel en est l’ordre de grandeur et dans quelle mesure
des changements de pratiques amélioreraient ou
dégraderaient ce bilan.
Echelle
Système de culture,
Exploitation
Objectifs
Maintenir ou améliorer
la qualité des sols
Développer des filières
agricoles
Quantifier les
émissions de GES
Outils
Production de références
agronomiques locales
Identification des
situations en
Stockage et Déstockage
Bilan de carbone
stocké
Actions ou
connaissances
Adaptation des pratiques
culturales
Territoire
Exporter de la
biomasse tout en
maintenant la
qualité des sols
Apporter
des MO sur
les sols
prioritaires
Rôle de l’agriculture
dans l’atténuation
des émissions de
GES
Connaitre l’évolution du statut
organique des sols sur un territoire
Figure 5 : Intérêts du diagnostic de l’état organique des sols
4
Comment acquérir des connaissances sur un territoire ?
3.
on des stocks de carbone organique
carte des
pédopaysages
en Poitou-Charentes)
L’acquisition
des connaissances
sur un territoire
englobe la collecte des données nécessaires, ainsi
que les méthodes mises en œuvre pour répondre à
une question posée. Ici, les questions sont les
suivantes
:
Secteurs
d'étude pour l'évolution
lien avec les systèmes de cultures. L’utilisation de ce
modèle permettant de simuler l’évolution des
teneurs et stocks de carbone nécessite un certain
nombre de données, dont la collecte s’avère plus
complexe
que pour
à la première
question.
des
stocks
derépondre
carbone
organique
Secteurs
d'étude les
pour
l'évolution
des
de carbone
Cartographiques
de Sols
desstocks
pédopaysages
en Poitou-Charentes)
 (Unités
Comment
se répartissent
teneurs
et de
les la carte
Les
territoires
d’étude
enorganique
Poitoustocks deCartographiques
carbone dans les solsde
deSols
la région
? carte des pédopaysages en Poitou-Charentes)
(Unités
de la
Charentes
 Comment évoluent les stocks de carbone des
sols cultivés sur le long terme ?
Les territoires d’études sont différents pour les deux
questions posées. Les teneurs et stocks de carbone
sont cartographiés sur l’ensemble de la région.
Cependant, compte tenu du temps nécessaire à la
collecte et au traitement des données, l’évolution
des stocks de carbone est étudiée sur 4 secteurs,
majoritairement
en grandes
cultures des
maisstocks de
Secteurs d'étude
pour l'évolution
représentant
une
diversité
de
types
de
sols
et
depédopaysag
(Unités Cartographiques de Sols de la carte des
systèmes de culture. La délimitation des secteurs est
basée sur les Unités Cartographiques de Sols (UCS)
du Référentiel Régional Pédologique (cf. figure 6).
¨¨
Pour répondre à la première question, la méthode,
développée en partie par l’unité Infosol de l’INRA
d’Orléans, fait appel à des bases de données
régionales (carte des sols) et nationales (analyses de
terre). En revanche, pour répondre à la seconde
question, la méthode, développée dans le cadre du
RMT Sols et Territoires et adaptée à la région PoitouCharentes, repose sur un modèle. Ce dernier
remédie à l’absence de références sur l’évolution
Terres
rouges
la Vienne
des teneurs et
des stocks
dede
carbone
organique en
¨
UCS 57 - moyennement profondes
Secteurs d'étude pour l'évolution des stocks de carbone or
UCS 122 - peu profondes
(Unités Cartographiques de Sols de la carte des pédopaysages en Poitou-C
UCS 123 - profondes
Plaine de Thouars
PlaineDeux-Sèvres)
de Thouars
(Nord
UCS
moyennes
UCS101
101- groies
– groies
moyennes
UCS
à silex
peupeu
profonde
UCS138
138- argile
– argile
à silex
profonde
UCS
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UCS139
139- plaines
– plaines
sableuses
on : CRA PC - février 2012
BDAT - RRP - BD CARTO ®
¨
Terres rouges de la Vienne
(Sols
limono-argileux,
argile rouge)
Terres
rouges de la sur
Vienne
e organique dans les solsUCS
de Poitou-Charentes"
57
profondes
UCS
57- –moyennement
moyennement
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vi :
Financeurs
:
UCS
profondes
UCS122
122- –peu
peu
profondes
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UCS
bre d'Agriculture de l'Indre,
UCS123
123- –profondes
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, INRA Orléans - Unité Infosol,
ratoire Centre AtlantiqueGroies
Plaine de
du Thouars
Nord Charente
Groies
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Nord
Charente
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ou- groies
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UCS
moyennes calcaires)
Groies
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Nord
Charente
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–argile
groies
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UCS
54
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TerresUCS
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de la Vienne
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54
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55
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UCS139
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–groies
groies
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UCS
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sableuses
UCS
55
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marneuses
UCS 197 - groies moyennes
UCS
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UCS 57
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- peu profondes
Groies du Nord Charente
on : CRA PC - février 2012
BDAT - RRP - BD CARTO ®
123profondes
- profondes
UCS UCS
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UCS UCS
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- profondes
Doucins de Charente-Maritime
Doucins
e organique dans les
sols
de Poitou-Charentes"
(Sols
sablo-limoneux,
sur argile)
Doucins
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Financeurs
:
UCS77
76-- Doucins
– doucins
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Doucins
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UCS
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UCS
77
Doucins
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sains
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UCS 197
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de Thouars
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Plaine
101
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UCS UCS
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UCS
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Terres rouges de la V
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UCS 54 - groies profondes
UCS 139 - plaines
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UCS
- groies
0 55
25 marneuses
50
75
100 Km
Réalisation : CRA PC - février
2012
UCS 122 - peu pro
Réalisation : CRA PC - février 2012
0
25
50 en Poitou-Charentes
75
100 Km
Figure
6 : Territoires
d'étude
Sources : BDAT - RRP - BD
CARTO
®
Sources : BDAT - RRP - BD CARTO ®
UCS
197
- groies
moyennes
Réalisation : CRA PC - février
2012
UCS 123 - profond
Sources : BDAT
- RRP - BD CARTO
® les"Stocks
Projet
et évolutions
du carbone organique dans les sol
Projet "Stocks et évolutions du carbone
organique
dans
sols de
Poitou-Charentes"
0
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Terre
UCS 197 – groies moyennes
25
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100 Km
du comité de suivi : Plaine de Thouars
Projet "Stocks etMembres
évolutions
du carbone
dans les sols deMembres
Poitou-Charentes"
du comité
de suivi organique
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Financeurs :
UCS 76 - Doucins hydromorphes
ADEME, Agro-Transfert RT, ARVALIS Institut du Végétal,
UCS 101 - groies m
Chambre
d'Agriculture
Chambre
de l'Indre,
ADEME, Agro-Transfert
ARVALIS
Institut
Membres du RT,
comité
de suivi
: du Végétal,
Financeurs
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UCS 77 - Doucins
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sains de la Haute-Vienne,
UCS- 138
à
Conseil
Régional Poitou-Charentes, DRAAF, DREAL, INRA Orléans
Unité- argile
Infosol,
Chambre d'Agriculture
de la Haute-Vienne,
Chambre
de
l'Indre,
ADEME, Agro-Transfert
RT, ARVALIS
Institutd'Agriculture
du Végétal,
Institut
Polytechnique
LaSalle
Beauvais,
Laboratoire
Centre
Atlantique
L’outil de simulation : SIMEOS-AMG
SIMEOS-AMG est un outil de SIMulation de l’Etat
Organique des Sols fondé sur le modèle AMG,
développé par Agro-Transfert RT et l’INRA de Laon.
Le modèle AMG (INRA de Laon) est une amélioration
du modèle Hénin-Dupuis, couramment utilisé en
France, dans la mesure où il prend en compte non
plus une mais deux fractions de carbone : actif et
stable (cf. figure 7).
SIMEOS-AMG permet de comparer un état initial
(teneur ou stock), correspondant à l’état actuel, à un
état final, simulé à long terme (20 à 100 ans) pour un
système de culture restant inchangé au cours du
temps. Développé en Picardie, pour faire du conseil
à la parcelle, son utilisation requiert un certain
nombre de données facilement accessibles à cette
échelle (cf. tableau 1). Afin de l’utiliser à l’échelle
d’un territoire, une première phase de collecte des
données consiste à inventorier les combinaisons
« Type de sol x Système de culture x Carbone
organique » présentes sur ce territoire. Ces
combinaisons sont ensuite les données d’entrée du
modèle.
La limite actuelle de cet outil est liée à son
paramétrage qui ne permet pas de faire des
simulations pour des prairies, vignes et forêts.
AMG* : un modèle simple de bilan humique à la
parcelle
Les principes
du calcul
dC/dt = k1.m –
*AMG, du nom de ces auteurs : Abdriulo, Mary, Guérif – INRA de LAON
Figure 7 : Principes du fonctionnement du modèle AMG
Tableau 1 : Données nécessaires à l’utilisation de SIMEOS-AMG
Système de culture
Cultures (rotation)
Cultures intermédiaires
Rendements
Restitution des résidus
Apports organiques
Type et profondeur de
travail du sol
Irrigation
Caractéristiques
Caractéristique
Climat (moyennes
permanentes du sol
variable du sol
annuelles)
(sur la couche 0-30 cm)
Argile vraie
Teneur de carbone
ETP
Calcaire total
Pluviométrie
Densité apparente
(SIMEOS-AMG calcule Température
Eléments grossiers
ensuite le stock à
partir de l’ensemble
des caractéristiques du
sol)
Pour aller plus loin
DUPARQUE, A. et al. (2011). Le bilan humique AMG, pour une démarche de conseil fondée sur des cas-types régionaux,
èmes
10
rencontres de la fertilisation raisonnée et des analyses de terre, COMIFER-GEMAS, Reims, p. 16.
WYLLEMAN, R. et al. (2001). Evolution des stocks de matière organique dans les sols de grandes cultures : analyse et
modélisation. Perspectives agricoles, n°270, pp. 8-14.
k.Ca
6
L’utilisation de bases de données existantes
Caractéristiques permanentes du sol : Référentiel Régional Pédologique (RRP)
C’est une carte régionale des sols au 1/250000ème
Accompagnée d’une base de données sur les
caractéristiques des sols (DONESOL)
Teneur en éléments
grossiers (EG)
Teneur en Argile
Teneur en Calcaire
LIMITES : Ne contient pas les densités apparentes
Les « + » : Des profils de sols peuvent être utilisés pour la validation des cartes :
1100 profils avec des mesures de carbone organique (dont 470 sous culture),
25 profils avec des densités apparentes et teneur en EG pour la validation des stocks.
Un bémol : ces profils ont été réalisés entre 1960 et 2006.
Caractéristique variable du sol : Base de Données des Analyses de Terre (BDAT)
Cette base de données regroupe les analyses de
sol réalisées à la demande des agriculteurs
et référencées par commune
(de la parcelle ou du siège de l’exploitation)
Nombre d’analyses
Par commune
Teneurs de carbone
organique par commune
(124 000 analyses entre
1990 et 2004)
LIMITES : Les analyses ne sont pas précisément localisables, la méthode de
prélèvement peut varier selon les échantillons (profondeur de prélèvement),
le type de sol et l’occupation du sol ne sont pas connus.
Hypothèse : cette base concerne en majorité des sols cultivés et non des prairies.
Groupes de cultures
(RGP 2010 simplifié)
Pratiques culturales : Registre Parcellaire Graphique (RPG)
Il s’agit d’une donnée annuelle par ilot cultural,
basée sur les déclarations PAC des agriculteurs
Années utilisées : 2007, 2008, 2009 et 2010
Successions de culture de 4 ans
par ilot, servant à définir des
rotations
LIMITES : les cultures sont connues par parcelle, or un ilot est constitué d’une
ou plusieurs parcelles, non localisables. Les successions sont donc construites
à partir des cultures ayant la plus grande surface au sein de l’ilot chaque
année (cultures dominantes). Le caractère irrigué ou non des ilots n’étant plus
renseigné en 2010, la possibilité d’identifier les systèmes irrigués à partir du
RPG pourrait être remise en question dans les années à venir.
Pratiques culturales : Base REGIFERT et dires d’experts
Les analyses de sol réalisées dans le cadre de
REGIFERT (bilan phospho-potassique) sont
accompagnées de données sur les pratiques
des agriculteurs et des rendements
7
Rendements
irrigués et non
irrigués par
culture et par
secteur d'étude
LIMITES : les données sur les pratiques par culture sont trop peu
nombreuses et incomplètes. Des conseillers agricoles des Chambres
d’Agriculture sont contactés pour recueillir les données sur les
pratiques culturales
Scénarios de simulation
Climat : Stations météo locales
7 stations météo locales sont
utilisées pour calculer des moyennes
annuelles par secteur (période 19702000)
ETP, pluviométrie, température
LIMITES : les évolutions des stocks
de carbone ne tiennent pas compte
du changement climatique.
Le schéma global de la méthode utilisée
La figure 8 représente le schéma global de la
méthode utilisée et adaptée au Poitou-Charentes. La
principale adaptation concerne les sources de
données sur les pratiques culturales. La Base
AZOFERT (enregistrement des pratiques dans le
cadre d’un calcul de reliquat azoté à la parcelle),
utilisée dans le Loiret, n’existe pas en PoitouCharentes. Elle est remplacée par la base REGIFERT
(bilan de fertilisation phospho-potassique), moins
riche que la base AZOFERT, ainsi que des scénarios
de simulation faisant varier les pratiques.
Méthode pour l’évolution des stocks de carbone
RRP
Base REGIFERT et dires d’experts
Cultures par ilot (4 années)
 succession de cultures
de 4 ans par ilot
Pratiques et rendements par culture
et par commune
1
BDAT
Propriétés des Teneurs en C
sols par UTS organique par
commune
2
Rotations-types par UTS*
et surfaces associées
3
Pratiques dominantes et rendements
par culture et par secteur
 Scénarios de simulation
Teneurs de carbone
organique par UTS
Combinaisons « UTS x Système de culture x Teneur médiane en Carbone organique»
et surfaces associées
Moyennes climatiques
par secteur
SIMEOS-AMG
4
Carte des teneurs
médianes par
UCS**
Stocks de carbone
organique par UTS
Comparaison du stock simulé à long terme au stock initial
(Stockage / Equilibre / Déstockage)
1 : Modèles de rotations et règles agronomiques d’exclusion des cultures par rapport aux types de sols
2 : Analyse statistique des données
3 : Méthode de rattachement des analyses de terre aux UTS - INRA (PAROISSIEN, SABY & ARROUAYS, 2011)
4 : Moyenne pondérée en fonction du pourcentage de surface des UTS dans les UCS
*UTS : Unités Typologiques de Sols
Calcul de la Masse de Terre Fine
(MTF)*** sur la couche 0-30 cm
ou sur l'épaisseur de sol
correspondant à la profondeur
d'apparition de la roche mère en
sol superficiel
**UCS : Unités Cartographiques de Sols (= 1 ou plusieurs UTS)
Partie développée dans le Loiret et adaptée au Poitou-Charentes
Figure 8 : Schéma global de la méthode utilisée
4
Carte des stocks moyens
par UCS
***MTF : fonction de la teneur en
éléments grossiers, de l’épaisseur de
sol et de la densité apparente
Apport Poitou-Charentes
Un point sur les Unités Cartographiques de Sols (UCS) et les Unités Typologiques de Sols (UTS) :
UCS ou UTS
?
- les UCS sont les unités matérialisées par des limites sur la carte des sols
- les UTS sont les différents types de sols rencontrés sur le terrain
ème
A l’échelle du 1/250000 , une UCS regroupe plusieurs UTS peu différentes mais non localisables. Seule leur
proportion au sein de l’UCS est connue.
ème
A des échelles plus grandes (1/50000 , etc.) une UCS peut correspondre à une seule UTS.
Les limites de la méthode
Cartes de teneurs et de stocks
Compte tenu des données disponibles dans la BDAT,
les cartes produites ne seront valables que pour les
sols cultivés en grandes cultures. La validation de
ces cartes nécessite des analyses de sols
précisément localisables et pour lesquelles les types
de sol et d’occupation du sol sont connus. De telles
données ne sont que très peu nombreuses dans la
région. La profondeur de prélèvement mériterait
aussi d’être renseignée.
Les stocks sont calculés pour la couche 0-30 cm ou
sur une épaisseur correspondant à la profondeur
d’apparition de la roche mère pour les sols
superficiels.
Estimation de l’évolution des stocks
Premièrement, le peu de données disponibles sur les
pratiques est compensé par l’utilisation de scénarios
de simulation. La prise en compte des différentes
pratiques est donc limitée aux scénarios présentés.
D’autre part, il est difficile de vérifier les surfaces
affectées aux rotations (issues du traitement des
données RPG) et aux scénarios (issues de dires
d’experts). Les travaux présentés par la suite à
l’échelle territoriale dépendent fortement de ces
surfaces et sont donc avant tout des exemples
d’exploitation des résultats.
RPG
Cartes régionales
8
4.
De nouvelles connaissances pour répondre de multiples questions
Quelle est la répartition régionale des teneurs et stocks de carbone ?
La répartition spatiale du carbone des sols cultivés
de la région est illustrée par une carte des teneurs
(cf. figure 9) et une carte des stocks (cf. figure 10).
Ces cartes ont été obtenues selon la méthode
présentée en figure 8.
Il est important de retenir que les cartes produites
ne sont valables que pour des sols cultivés en
grandes cultures compte tenu des données
utilisées. De plus, elles concernent la couche de sol
0-30 cm.
Les sols sous prairies, forêts et marais ont des
teneurs et stocks plus importants que les sols
cultivés.
Une carte du pourcentage de surface en grandes
cultures par UCS accompagne ces cartes. Elle permet
de repérer les secteurs à faible proportion de grandes
cultures, où, selon l’occupation du sol, les teneurs
rencontrées sur le terrain peuvent fortement différer
des teneurs cartographiées.
CARBONE ORGANIQUE DANS LES SOLS CULTIVES DE POITOU-CHARENTES
Figure 9 : Carte régionale des teneurs en carbone organique des sols cultivés
9
Figure 10 : Carte régionale des stocks de carbone organique des sols cultivés
Avertissement : Ces cartes ne concernent que les sols cultivés.
Les sols sous prairies, forêts et marais ont des teneurs et stocks
plus élevés. La variabilité des teneurs et stocks sera plus faible
dans les secteurs à forte proportion de grandes cultures
(se référer à la carte ci-contre).
Quelques remarques sur les cartes produites :
Pour une même occupation du sol (grandes
cultures), ces cartes mettent en évidence un effet
du type de sol :


Les teneurs les plus élevées, correspondant
à des taux de MO de 4 à 5%, se situent sur
les sols de groies du centre de la région.
Pour une même teneur médiane, les stocks
calculés varient selon les caractéristiques
des sols (par exemple dans la moitié nord
des Deux-Sèvres).
L’historique de gestion des territoires (anciennes
zones d’élevage, etc.) peut expliquer des variations de
teneurs et de stocks pour un même type de sol.
De nouvelles connaissances pour répondre à de multiples questions
CARBONE ORGANIQUE DANS LES SOLS CULTIVES DE POITOU-CHARENTES
10
Quelles sont les principales rotations du territoire ?
La connaissance des rotations culturales peut être
utile pour de nombreuses thématiques d’études
autres que celle-ci, comme l’érosion des sols ou la
mise en place d’observatoires sur les pratiques. Cet
apport de connaissances peut donc être valorisé très
largement pour de nombreux territoires.
Les deux territoires pris pour exemple sont
constitués de 3 UCS. Les rotations irriguées et non
irriguées sont distinguées au sein de ces territoires.
Chaque rotation est associée à un pourcentage de la
surface totale des ilots déclarés (% sur le territoire)
et à un pourcentage au sein du groupe d’ilots
irrigués ou non irrigués (% dans le groupe).
Secteurs d'étude pour l'évolution des stocks de carbone organique
(Unités Cartographiques de Sols de la carte des pédopaysages en Poitou-Charentes)
Principales rotations des
Principales rotations de la
Plaine de Thouars
¨
En non irrigué (72%) :
- dominance de tournesol et
colza/tournesol
- présence de maïs
En non irrigué (95%) :
- dominance de colza et
colza/tournesol
- présence de pois
protéagineux
En irrigué (28%) :
- forte dominance de maïs en
monoculture
- rotations irriguées peu
diversifiées
En irrigué (5%) :
- maïs plus souvent inclus
dans des rotations
- présence de pois
UCS 55 - groies marneuses
UCS 123 - profondes
SECTEUR
DE LA PLAINE DE THOUARS (3 UCS)
Plaine de Thouars
SECTEUR DES DOUCINS (3 UCS)Doucins de Charente-Maritime
% sur leUCS 77%- Doucins
danssableux
le sains
GROUPE
UCS
78
Doucins
limoneux
territoire groupe
Irrigué
Non irrigué
0
Tournesol-Blé
Colza-Blé-Tournesol-Blé
Tournesol-Blé-Orge
Tournesol-Blé-Tournesol-Orge
Monoculture de Maïs
Colza-Blé
Maïs-Blé-Tournesol-Blé
Colza-Blé-Orge
Colza-Blé-Tournesol-Orge
TOTAL
Maïs-Maïs-Maïs-Blé
Maïs-Maïs-Maïs-Tournesol
Maïs-Maïs-Maïs-Orge
Maïs-Blé
Maïs-Maïs-Tournesol-Blé
Maïs-Maïs-Blé-Blé
TOTAL
TOTAL TERRITOIRE
Pourcentage de surface sur
l’ensemble des ilots déclarés
11
25
50
75
UCS 138 - argile à silex peu profonde
ROTATIONS
UCS 139 - plaines sableuses
Pourcentage de surface dans le
groupe d’ilots irrigués ou non irrigués
% sur le % dans le
territoire groupe
100 Km
20
26
Colza-Blé-Tournesol-Blé
13 Membres18
du comité de suivi :
Colza-Blé-OrgeFinanceurs :
5
7
Chambre d'Agriculture
de la Haute-Vienne,
Chambre d'Agriculture de l'Indre,
Conseil Régional Poitou-Charentes, DRAAF, DREAL, INRA Orléans -Colza-Blé-Blé-Tournesol-Blé-Blé
Unité Infosol,
Institut Polytechnique LaSalle Beauvais, Laboratoire Centre Atlantique
5
6
Colza-Blé-Orge-Tournesol-Blé-Orge
4
6
Colza-Blé-Blé
3
7
Colza-Blé
3
4
Colza-Blé-Blé-Blé
2
3
Tournesol-Blé
1
2
Tournesol-Blé-Blé
56
79
Colza-Blé-Orge-Tournesol-Blé
14
52
Colza-Blé-Orge-Pois-Blé-Orge
4
14
Tournesol-Blé-Blé-Blé
2
7
TOTAL
2
7
Maïs-Blé
1
5
Maïs-Maïs-Maïs-Blé
1
3
1
3
Pois-Blé-Colza-Blé
26
94
Maïs-Blé-Colza-Blé
Pois-Blé-Blé-Blé
83
Maïs-Maïs-Blé-Blé
Maïs-Maïs-Colza-Blé
TOTAL
TOTAL TERRITOIRE
Projet "Stocks et évolutions du carbone organique dans les sols de Poitou-Charentes"
Non irrigué
ROTATIONS
Irrigué
GROUPE
10
9
7
6
5
5
5
5
4
4
4
4
68
1
1
1
1
1
0,3
0,2
0,2
4
72
11
9
7
7
5
5
5
5
5
4
4
4
72
19
16
12
10
9
4
3
3
75
Comment prendre en compte les pratiques culturales dans les simulations ?
Compte tenu du manque de renseignements sur les
pratiques contenus dans REGIFERT (cf. page 7) et de
l’absence de Base de données spécialisée sur les
pratiques culturales, des scénarios de simulation
sont utilisés. Ils correspondent à des systèmes de
production dominants dans la région, bâtis avec les
conseillers agricoles. Ces systèmes de production
sont volontairement simplifiés en raison de la
difficulté à avoir une vision exhaustive des pratiques.
Sur un secteur restreint disposant de données
précises sur les pratiques, ces scénarios pourraient
être ajustés.
Les scénarios diffèrent par la gestion des pailles, les
apports organiques et le devenir du maïs (grain ou
ensilage) (cf. tableau 1). Les autres éléments de
l’itinéraire technique (ITK) sont communs à tous les
scénarios (cf. tableau 2).
Pour chaque scénario, 2 simulations sont
réalisées : la première sans cultures intermédiaires
(CI) et la seconde avec le maximum possible de
cultures intermédiaires, ce qui correspond aux
conséquences de la Directive Nitrates en PoitouCharentes. Cela permet de voir l’effet des cultures
intermédiaires à travers deux situations extrêmes.
SCENARIO
Céréalier
Restitution des pailles
Céréalier
Export des pailles
Céréalier
Echange paille-fumier
Polyculture - Elevage
Gestion des pailles
Restitution à 100%
Export à 50%
Export à 50%
Export à 100%
Apport organiques
Pas d’apport
Pas d’apport
1 apport par rotation*
1 apport par rotation*
Devenir du maïs
100% maïs grain
100% maïs grain
100% maïs grain
50% maïs grain
50% maïs ensilage
* Soit tous les 3 à 4 ans. MO utilisées : fumier de bovins à 30 t/ha
Tableau 2 : Autres éléments de l'itinéraire technique
Elément ITK
Modalités
Non labour (15 cm)
Travail du sol
Labour (15 à 25 cm)
180 mm
Irrigation
50 mm
Moutarde
Mélange d’espèces
Cultures
intermédiaires
Repousses de céréales
Repousses de colza
Aucune
Rendements
Cultures
Cultures
intermédiaires
Condition
Avant céréales à pailles
Avant autres cultures, fonction de la
profondeur du sol
Maïs
Orge de printemps, tournesol, pois
protéagineux
Devant orge de printemps
Devant tournesol, pois protéagineux
et maïs
Devant colza ou céréales d’hiver
Devant céréales d’hiver
Tournesol ou pois prot. suivi d’une
céréale d’hiver; si précédent maïs
Sec ou irrigué, par secteur
Par type de CI, identiques pour tous
les secteurs
2 simulations pour chaque
scénario : sans cultures
intermédiaires, puis avec le
maximum possible
(adaptation des espèces en
fonction des cultures
précédentes et suivantes)
Tableau 3 : Exemples de proportions des scénarios dans 2 secteurs
La proportion des scénarios, en termes de surface,
est approximée avec les conseillers agricoles dans les
secteurs des Terres rouges de la Vienne et des Groies
du nord Charente. Il s’avère que peu de données
permettent de répondre à cette question. Il s’agit
donc de valeurs subjectives, utilisées ici à titre
d’exemple (cf. tableau 3).
SCENARIO
Groies
(16)
Terres
rouges
(86)
Céréalier
Restitution
des pailles
Céréalier
Export
des
pailles
Céréalier
Echange
paillefumier
Polyculture
- Elevage
30 %
60 %
3%
7%
50 %
10 %
10 %
30 %
Tableau 1 : Scénarios
de simulation
12
Comment évoluent les stocks dans des conditions données ?
SIMEOS-AMG permet de simuler l’évolution du stock
de carbone organique du sol pour des combinaisons
« Système de culture x type de sol x carbone
organique ». Voici des exemples de simulations pour
une rotation Colza-Blé-Tournesol-Blé en sec et sans
MO (CBTB) et pour une monoculture de Maïs irrigué
sans CI dans les Terres rouges de la Vienne, pour
différents scénarios de simulation. Ces illustrations,
propres à ce type de sol et avec un stock initial de 55
tC/ha (valeur médiane de l’UTS), montrent l’effet de
différentes pratiques sur l’évolution du stock de
carbone.
Le stock de carbone se stabilise au bout d’une
cinquantaine d’années, hormis pour un des
scénarios présenté, pour lequel le stock est déjà à
l’équilibre.
Rotation Colza-Blé-Tournesol-Blé en sec, sans MO (UTS 132 – Terres rouges moyennement profondes)
60
55
50
45
Effet des cultures intermédiaires
Restitution des pailles
Export des pailles (50%)
Restitution + CI
Effet de la restitution des pailles
Stock de carbone (T/ha)
60
55
50
45
40
40
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Temps en années
Temps en années
L’introduction de cultures intermédiaires dans la rotation
(vert), à niveau de restitution équivalent, permet une
amélioration de la tendance plus importante que dans le cas
précédent. Par ailleurs, cette même rotation peut entrainer
un stockage de carbone dans d’autres types de sols.
La rotation Colza-Blé-Tournesol-Blé entraine
dans ce type de sol une diminution du stock.
La restitution des pailles (bleu) permet une
légère amélioration de la tendance par
rapport à l’export (rouge).
Monoculture de Maïs irrigué, sans CI (UTS 132 – Terres rouges moyennement profondes)
55
50
45
Effet de l'export du maïs ensilage
55
50
45
40
40
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Temps en années
13
60
La monoculture de maïs grain sans MO (vert)
entraine un déstockage moins important
que la rotation CBTB, du fait des restitutions
de biomasse élevées de cette culture (cf.
figure 3). L’apport de MO un an sur quatre
(bleu) permet dans ce cas d’améliorer
nettement la tendance pour atteindre une
situation d’équilibre.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Temps en années
En modifiant le devenir du maïs, avec des apports
de MO similaires dans les 2 cas, on peut voir que
l’export de biomasse, plus important avec le maïs
ensilage (orange), est compensé par les apports
organiques. En effet, le déstockage est comparable
à une monoculture de maïs grain sans MO.
L’apport de MO doit bien entendu respecter les
réglementations relatives à cette pratique.
Maïs grain + MO (scénario échange paille-fumier)
Maïs grain (scénario céréalier restitution ou export)
Maïs ensilage (50%) + MO (scénario polyculture-élevage)
Effet des matières organiques
60
Comment faire du conseil technique à partir d’une approche rotation ?
Après avoir réalisé des simulations pour une même
rotation et avec différents types de sols et scénarios,
il est possible de bâtir une typologie des tendances
évolutives (Stockage, équilibre ou déstockage).
Celle-ci a pour objectif de déterminer de la
tendance évolutive du stock de carbone organique
du sol, en fonction du système de culture (rotation
et pratiques), du type de sol et de la teneur ou du
stock initial de carbone.
carbone les plus faibles. A teneur initiale en carbone
équivalente, ces stocks se traduisent par de fortes
teneurs en argile et en éléments grossiers.
Un exemple de typologie est présenté pour la
rotation Colza-Blé-Tournesol-Blé en sec dans les
Terres rouges de la Vienne (cf. tableau 4).

L’utilisation de cette typologie est présentée à
travers deux cas concrets où l’on souhaite connaitre
la tendance évolutive du stock de carbone pour une
rotation Colza-Blé-Tournesol-Blé implantée sur des
Terres rouges en Vienne afin de proposer des leviers
d’action (cf. encadrés).
Cette typologie, réalisée à partir des teneurs
médianes de carbone des UTS, pourrait être
complétée en simulant une gamme plus large de
teneurs (et donc des niveaux de stocks initiaux
différents). Cela permettrait notamment de
détecter les seuils de carbone initial pour lesquels
la tendance évolutive change.
Les situations les plus favorables au stockage sont
souvent rencontrées avec des stocks initiaux de
Pour un même couple « rotation x type de sol », il
arrive que la tendance évolutive varie en fonction du
scénario simulé, comme dans le cas 1. En revanche,
il arrive, comme dans le cas 2, que la tendance soit la
même quel que soit le scénario.
Outre le système de culture, le type de sol et le
stock initial de carbone sont déterminants
dans l’évolution du stock à long terme.
Tableau 4 : Exemple de typologie pour la rotation Colza-Blé-Tournesol-Blé en sec (Terres rouges de la Vienne)
Stock C
initial
(T/ha)
Argile
(g/kg)
Calcaire
(g/kg)
EG
(%)
Profondeur de sol
UTS
14
< 45
> 250
0
20 - 25
Faible à moyenne
131, 320, 322
14
> 55
< 180
0
0-5
Moyenne à élevée
132, 133, 321
Scénario
cf. tableau 1
Autres
Export
sans CI
Tous
Tendance
Stockage
Equilibre*
Déstockage
*Equilibre = +/- 5% du stock initial
Utilisation de la typologie - Cas 1





teneur en carbone de 14 g/kg,
teneur en argile de 283 g/kg,
teneur en calcaire nulle,
22% d’éléments grossiers,
rotation CBTB conduite sans culture
intermédiaires et avec un export des pailles.
 Le stock de carbone suit une tendance
évolutive d’équilibre. Pour améliorer cette
tendance, la comparaison avec les
situations en stockage montre que trois
leviers sont possibles : restituer les pailles,
introduire des cultures intermédiaires ou
apporter des matières organiques.
Utilisation de la typologie - Cas 2
 terres rouges avec un stock de carbone de 59
t/ha,
 la rotation CBTB est conduite en restitution
des pailles sans cultures intermédiaires.
 Cette situation entraine un déstockage de
carbone. Avec cette rotation et ce type de
sol, une tendance de déstockage est
observée quel que soit le scénario simulé.
En revanche, l’introduction de cultures
intermédiaires ou l’apport de MO
permettront de réduire la quantité de
carbone déstocké.
La faisabilité technique et économique des leviers proposés n’a pas été abordée ici mais doit être prise en
compte dans une démarche de conseil agronomique.
Teneur C
initiale
(g/kg)
14
Comment aider la prise de décision par une approche territoire ?
L’approche territoire consiste, dans un premier
temps, à évaluer le pourcentage de surface associé
à chaque tendance évolutive du stock de carbone,
pour constituer un premier indicateur du potentiel
de stockage du territoire. De plus, cela peut
constituer un outil territorial d’aide à la décision
pour identifier les enjeux de stockage des différents
types de sols. Les gisements potentiels de biomasse
et les besoins en MO des sols peuvent aussi être
localisés à partir de cette approche.
Les tendances globales présentées ici pour deux
territoires tiennent compte :
- des proportions de chaque scénario dans le
territoire considéré (identiques pour toutes les UCS
d’un même territoire),
- de l’ensemble des rotations du territoire et
les surfaces associées,
- de la présence ou non de cultures
intermédiaires.
¨
Elevage
Echange 7%
3%
Les Groies du Nord Charente
Restitution
30%
3 UCS sont présentes sur ce territoire :



UCS 54 (37%) : groies profondes
UCS 55 (18%) : groies marneuses
UCS 197 (45%) : groies moyennes
Export
60%
Parts de surface des différents
scénarios sur ce territoire
UCS 123 - profondes
Plaine de Thouars
100%
25
UCS 77 - Doucins sableux sains
50
Pourcentage de la surface
0
75
Quelle est la tendance globale dans le territoire
SANS cultures intermédiaires ?
100 Km
80%
Membres du comité de suivi :
Chambre d'Agriculture de la Haute-Vienne, Chambre d'Agriculture de l'Indre,
Conseil Régional Poitou-Charentes, DRAAF, DREAL, INRA Orléans - Unité Infosol,
 L’UCS 54 est majoritairement en stockage.
Cela est lié à une forte teneur en argile
couplée à une forte teneur en calcaire.
 Les deux autres UCS, soit 63% du territoire,
sont en déstockage pour au moins la moitié
de la surface.
Financeurs :
60%
40%
20%
UCS 54
Stockage
Equilibre
UCS 55
UCS 197
Déstockage
Quelle est la tendance globale AVEC cultures
intermédiaires ?
 Le déstockage a fortement diminué grâce à
l’introduction de cultures intermédiaires. Sur
l’ensemble du territoire, constitué des 3 UCS, il
est passé de 35% à 12% de la surface.
15
Dans l’objectif de développer des filières agricoles, tout
en préservant de la qualité des sols, ces résultats
permettent d’identifier l’UCS 54 comme gisement
potentiel de biomasse, à condition que la qualité
initiale du sol soit satisfaisante. Les ressources en
produits organiques seront, quant à elles,
préférentiellement mobilisées pour l’UCS 197, puis
l’UCS 55.
On peut alors chercher à connaitre l’effet de
l’introduction des cultures intermédiaires sur le
territoire.
100%
0%
80%
60%
40%
20%
0%
UCS 54
Stockage
Equilibre
UCS 55
UCS 197
Déstockage
¨
Les Terres rouges de la Vienne
Restitution
50%
Elevage
30%
3 UCS sont présentes sur ce territoire :



UCS 123 - profondes
100%
Plaine de Thouars
UCS 77 - Doucins sableux sains
Quelle est la tendance globale SANS cultures
intermédiaires ?
Membres du comité de suivi :
Chambre d'Agriculture de la Haute-Vienne, Chambre d'Agriculture de l'Indre,
Conseil Régional Poitou-Charentes, DRAAF, DREAL, INRA Orléans - Unité Infosol,
60%
Financeurs :
 L’UCS 122 présente une grande majorité
de surface en stockage.
 Les 2 autres UCS ont une tendance inverse
(60 à 80% de déstockage).
40%
20%
0%
UCS 57
Stockage
UCS 122
Equilibre
UCS 123
L’introduction de cultures intermédiaires a-t-elle le
même effet que dans les groies de Charente ?
Déstockage
Quelle est la tendance globale AVEC cultures
intermédiaires ?
 Les cultures intermédiaires ont un effet
beaucoup moins prononcé que dans les
groies.
Un effet Rotation en est responsable : dans les
groies de Charente, la 2ème culture dans
l’assolement après le blé est le tournesol (CI =
mélange d’espèces), tandis que dans ce cas, il
s’agit du colza (CI = repousses de céréales, dont la
biomasse produite est moindre). De plus, la
proportion de surface de cultures intermédiaires
est supérieure sur le territoire précédent.
Quel est l’effet de l’augmentation des apports en
MO, avec cultures intermédiaires ?
 La diminution du déstockage reste encore très
faible.
Cette stabilité dans les tendances
s’explique par de plus faibles
teneurs en argile et une teneur
en calcaire nulle. Les apports de
Elevage
MO et les cultures intermédiaires
30%
Restitution ne suffisent pas à réduire le
40%
déstockage. La recherche de
leviers nécessite des simulations
Echange
30%
supplémentaires
(rotations,
travail du sol…).
100%
80%
60%
40%
20%
0%
UCS 57
Stockage
UCS 122
Equilibre
UCS 123
Déstockage
100%
80%
60%
40%
20%
0%
UCS 57
Stockage
UCS 122
Equilibre
UCS 123
Déstockage
 Les enjeux de stockage dans les sols agricoles sont donc différents dans les deux territoires étudiés.
80%
100 Km
75
50
Export
10%
25
10%
0
UCS 57 (52%) : terres rouges moyennement profondes
UCS 122 (30%) : terres rouges peu profondes
Echange
UCS 123 (18%) : terres rouges profondes
16
Quel est le potentiel de stockage des sols agricoles d’un territoire ?
Dans un deuxième temps, l’approche territoire
permet de calculer un bilan de stock, prenant en
compte l’ensemble des rotations et les proportions
de chaque scénario sur le territoire. Les simulations
sont réalisées sur 50 ans, puis les bilans sont
ramenés en tonnes de carbone par hectare et par
an. Ces bilans peuvent être mis en parallèle avec les
émissions de gaz à effet de serre (GES) de
l’agriculture régionale (cf. tableau 5).
Les exemples présentés permettent de dégager
trois principales remarques :
 Les
cultures
intermédiaires
améliorent
nettement les bilans. Elles permettent
notamment, dans certains cas, de passer de
bilans négatifs (déstockage) à des bilans positifs
(stockage).
 Les bilans varient de façon importante selon le
type de sol. L’identification d’enjeux de stockage
différents entre les groies de Charente et les
terres rouges de la Vienne, par la proportion de
surface en stockage par UCS est donc confortée
ici par les bilans de stock.
 Le stockage de carbone dans les sols représente
une faible part des émissions agricoles. Il couvre
jusqu’à 4,7% des émissions agricoles régionales,
en présence de cultures intermédiaires et selon
le type de sol et les rotations associées.
Ces bilans doivent être complétés par le calcul des
effets indirects des changements de pratiques sur
les émissions de GES. L’implantation de cultures
intermédiaires permet par exemple de réduire les
intrants. Le stockage de carbone lié aux prairies et
aux forêts devrait aussi être intégré à ces bilans afin
d’avoir une vision plus globale du territoire.
Avertissement : les résultats de l’approche territoire
sont directement liés aux surfaces attribuées, d’une
part aux combinaisons « Rotation x UTS » et d’autre
part aux proportions des scénarios dans le territoire.
La définition de ces surfaces est donc déterminante
et représente une étape importante pour obtenir
une approche territoire fiable.
Tableau 5 : Bilans de stocks pour 2 territoires, calculés à partir des évolutions sur 50 ans
Terres rouges - 86
57 (52%)
UCS
122 (30%)
123 (18%)
Groies - 16
54 (37%)
UCS
55 (18%)
197 (45%)
Sans Cultures
intermédiaires
Bilan
% des
(tC/ha/an) émissions*
-0,05
-1,5
-0,10
-3,1
0,07
2,1
-0,10
-3,0
0,03
0,9
0,09
2,6
-0,01
-0,4
0,00
-0,1
Avec Cultures
intermédiaires
Bilan
% des
(tC/ha/an) émissions*
0,01
0,3
-0,05
-1,4
0,13
3,8
-0,03
-0,9
0,11
3,2
0,16
4,7
0,09
2,6
0,08
2,3
*Emissions agricoles régionales de GES en équivalent CO2
Un point sur les Emissions régionales de GES :




18 millions de tonnes d’équivalent CO2/an
Dont 30% émis par l’agriculture
Pour une SAU d’environ 1 600 000 ha
Emissions agricoles régionales= 3,4 t équivalent CO2/ha/an
(sources : AREC PC, RPG 2010)
17
Les perspectives du projet
5.
Les utilisations en Poitou-Charentes

Des livrables disponibles courant 2012
Cartes de carbone
organique des sols
cultivés
Diffusion de nouvelles connaissances sous forme de cartes régionales et
départementales, auprès des Chambres d’Agricultures, coopératives
agricoles, collectivités territoriales, etc.
Avancée
méthodologique
Identification des limites liées aux bases de données existantes :
- Précautions à prendre pour l’utilisation des données contenues dans les
bases existantes,
- Besoin de données complémentaires accompagnant les analyses de sol
(occupation du sol, type de sol, profondeur de prélèvement),
- Besoin de données sur les pratiques culturales de la région, en lien avec
les cultures et les types de sol.
Enseignements méthodologiques acquis dans le Loiret, complétés par ceux
de Poitou-Charentes à la base d’un projet porté par Agro-Transfert
Ressources et Territoires (cf. page 19). La validation de la démarche fait
partie intégrante de ce projet.
 Des pistes d’étude à mener pour formaliser des outils de conseil et d’aide à la décision
Approche rotation
Références agronomiques locales sous forme de typologie, permettant de
faire une première identification du devenir du stock de carbone du sol
pour un système défini par sa rotation, son type de sol et sa teneur de
carbone initiale.
Appui décisionnel pour identifier des gisements de biomasse potentiels
(situations de stockage) et raisonner les apports de matières organiques
(situations de déstockage) sur le territoire.
Approche territoire
Prise en compte du stockage de carbone lié aux sols cultivés dans les calculs
d’émission de GES. Intérêt pour des PCET, utilisation de CLIMAGRI… En
revanche, l’effet des sols sous prairies et des forêts doit être pris en compte
par ailleurs pour avoir une vision territoriale complète.
Les perspectives du projet
Aide à la décision à l’échelle de l’exploitation pour orienter les pratiques
culturales vers un maintien ou une amélioration de l’état organique du sol.
18
Les suites du projet dans le cadre du RMT Sols et Territoires
La méthode développée et appliquée à la
réalisation de diagnostics du statut organique de
territoires agricoles du Loiret puis, telle que
rapportée dans ce qui précède,
en PoitouCharentes, doit donner lieu à l’établissement et la
publication d’un guide méthodologique. Il s’agit en
effet de formaliser cette méthode, d’en décrire le
domaine d’application avec précision, d’en analyser
et d’en exposer les limites en s’appuyant sur des
exemples et des illustrations suffisamment
diversifiés. Le but est de préparer le transfert de
cette méthode aux différents types d’acteurs
appelés à intervenir à la même échelle. Cela leur
permettra ainsi de la transposer et de l’appliquer à
d’autres régions françaises.
Motivés par cet objectif et par la perspective de
pouvoir élargir le champ d’application de la
démarche à la prise en compte de la gestion du
carbone
des
sols
dans
des
bilans
environnementaux plus complets, réalisés à
l’échelle de territoires, plusieurs partenaires du
RMT Sols et Territoires se sont mobilisés. Ils ont
ainsi présenté un projet de recherche à l’appel
d’offre REACCTIF 2012 de l’ADEME. Ce projet,
ABC’Terre, a été retenu et débutera en 2013.
Agro-Transfert Ressources et Territoires est
porteur du projet et le réalisera en partenariat avec
l’Institut
Polytechnique
Lasalle
Beauvais,
l’Association pour la Relance Agronomique en
Alsace, le Laboratoire d’Analyses et de Recherche
de l’Aisne, AgroParisTech, l’INRA et la Chambre
Régionale d’Agriculture de Poitou-Charentes.
La finalité du projet est la mise à la disposition,
auprès des acteurs concernés par des territoires
agricoles, d’une méthode de calcul de bilan des
émissions nettes de GES intégrant les variations de
stocks de carbone organique des sols. Elle
permettra de prendre en compte différents enjeux
territoriaux définis pour lutter contre le
réchauffement climatique.
Le projet ABC’Terre vise donc à faire progresser les
actions de lutte contre le changement climatique
(atténuation et production de biomasse) et
améliorer l’efficacité énergétique.
Les objectifs du projet ABC’Terre
19

Affiner et mener à bien la mise au point de la méthode d’évaluation du bilan de carbone
organique des sols, spatialisé à l’échelle d’un territoire.

Intégrer le stockage de carbone dans les sols agricoles dans un bilan GES à l’échelle du
système de culture puis d’un territoire.

Appliquer ces méthodes à l’évaluation de scénarios de pratiques agricoles visant
l’amélioration du bilan carbone des sols et l’atténuation du bilan GES, à l’échelle de
territoires tests répartis sur deux régions : en Alsace, en lien avec l’enjeu de lutte contre
l’érosion hydrique ; en Picardie, pour évaluer l’impact global de stratégies d’introduction de
légumineuses dans les rotations.

Formaliser et articuler les méthodes pour préparer leur diffusion auprès d’un public bien
identifié d’acteurs des territoires ruraux.
Ce qu’il faut retenir

Cette étude avant tout méthodologique,
offre un aperçu des valorisations possibles
des résultats sur le terrain : conseil à partir
de références agronomiques locales issues
de simulations avec SIMEOS-AMG et des
bases de données existantes ; prise en
compte du carbone stocké par les sols
cultivés dans le calcul des émissions de gaz à
effet de serre d’un territoire.

Un besoin nouveau de bases de données
sur les pratiques culturales est mis en
évidence, ainsi qu’une nécessité d’avoir des
données d’analyses de sols mieux
renseignées (profondeur de prélèvement,
type de sol et occupation du sol). De telles
données seraient aussi très utiles pour de
nombreuses thématiques d’étude autres
que celle-ci.


Les simulations réalisées mettent en
évidence l’effet bénéfique des cultures
intermédiaires et des apports de Matières
Organiques sur l’évolution du stock de
carbone des sols cultivés. La mise en place
de ces pratiques permet, dans certains cas,
de passer d’un bilan de stock négatif à un
bilan positif. Ce constat pourrait notamment
permettre une meilleure acceptation des
cultures intermédiaires.
Malgré une faible compensation des
émissions de GES agricoles, dans les deux
territoires étudiés, par des changements de
pratiques reposant principalement sur
l’implantation de cultures intermédiaires, les
enjeux d’amélioration de l’état organique
des sols restent primordiaux. En effet, ils
garantissent une bonne qualité des sols
agricoles (fertilité, lutte contre l’érosion…).
D’autant plus que la diminution du stock de
carbone dans le sol, suite à des
changements de pratiques (retournement
de prairies par exemple) est deux fois plus
rapide qu’un processus inverse.

Dans le cadre d’une approche « territoire »
ayant pour objectif de quantifier les
émissions de gaz à effet de serre, il est
nécessaire de prendre en compte les effets
indirects liés aux changements de pratiques
(réduction des intrants par l’implantation de
cultures intermédiaires par exemple) et de
les intégrer dans les bilans de stock. Il est
aussi nécessaire de prendre en compte
l’effet des prairies et des forêts dans ces
bilans, types d’occupation du sol ayant des
stocks plus importants que les sols cultivés.
Un prochain paramétrage de SIMEOS-AMG
devrait permettre de travailler sur les
prairies.

Une poursuite de l’étude en PoitouCharentes serait nécessaire pour acquérir
des références agronomiques régionales
complètes et les rendre opérationnelles
pour une approche « rotation». En revanche,
pour l’approche « territoire », les principales
difficultés restent d’identifier les pratiques
culturales et attribuer des surfaces aux
rotations et aux scénarios simulés. La
méthode et sa validation seront consolidées
dans le cadre du projet ABC’Terre.
Ce qu’il faut retenir
6.
20
Les atouts de la méthode proposée

Valorisation de bases de données existantes
 Référentiel Régional Pédologique
 Base de Données des Analyses de Terre
 Registre Parcellaire Graphique

Définition des rotations culturales sur un territoire
 Associées à des types de sols et des pratiques culturales
 Des intérêts pour de nombreuses thématiques d’études

Utilisation des résultats à deux échelles
 Production de références agronomiques locales pour faire du
conseil individuel
 Approche du bilan territorial de stock de carbone des sols cultivés
Partenaires
Financeurs
Contact
Marion VIGOT - Chambre Régionale d’Agriculture de Poitou-Charentes
05 49 55 61 76 - [email protected]

Le carbone organique des sols cultivés de

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