Les périodes de sécheresse prolongées sont parmi les plus redoutables auxquelles l'agriculture moderne doit faire face, ce qui menace la sécurité alimentaire et la rentabilité des exploitations agricoles dans le monde entier. À mesure que l'eau devient de plus en plus rare, les agriculteurs doivent adopter des pratiques de gestion des sols qui maximisent chaque goutte d'eau. Deux des stratégies les plus efficaces et les plus accessibles sont l'utilisation de cultures de couverture et de paillis.

Le rôle des cultures de couverture dans la résilience à la sécheresse

Les cultures de couverture[ sont des plantes cultivées spécifiquement pour protéger et améliorer le sol entre les saisons de récolte marchande. Elles ne sont pas récoltées à des fins lucratives mais servent de fonctions essentielles : elles protègent le sol de l'érosion éolienne et hydrique, s'approprient les nutriments, suppriment les mauvaises herbes et, surtout, améliorent les propriétés physiques du sol.

Types de cultures de couverture pour les régions arides et semi-arides

Dans les zones à faible pluviométrie, les agriculteurs devraient donner la priorité aux espèces tolérant la sécheresse qui peuvent s'établir avec une humidité minimale tout en produisant encore de la biomasse et des avantages pour les racines. Les légumes[ tels que chaichy vetch[ et crimson trover[ fixent l'azote atmosphérique, réduisent les besoins en engrais et construisent la fertilité du sol, bien qu'ils nécessitent une gestion soigneuse pour empêcher la compétition hydrique. Grasses[ comme seigle céréral[ et ]triticale[ produisent des systèmes de racines fibreux étendus qui construisent des matières organiques du sol et améliorent l'infiltration de l'eau. [Brassicas]souvent les racines [fond[F.13]

Comment les cultures de couverture améliorent la dynamique de l'eau du sol

Le principal mécanisme par lequel les cultures de couverture contribuent à la sécheresse est l'amélioration de la matière organique du sol. Comme les résidus de cultures de couverture se décomposent, ils forment un humus stable qui peut contenir jusqu'à 20 fois son poids dans l'eau. Ce carbone organique lie également les particules du sol en agrégats, créant des espaces interstitiaux qui permettent aux précipitations – ou à l'eau d'irrigation limitée – de s'imprégner plutôt que de s'épuiser. Les recherches du Service de recherche agricole de l'USDA montrent que les champs ayant des antécédents de couverture à long terme peuvent avoir 10–15 % plus d'humidité du sol pendant les périodes sèches que les sols nus en jachère (USDA ARS.

La mue comme stratégie de conservation de l'humidité

Mulching[ implique la couverture de la surface du sol avec une couche protectrice de matériau – soit organique (paille, copeaux de bois, compost, feuilles) ou inorganique (films en plastique, géotextiles).L'avantage central pour atténuer la sécheresse est une réduction spectaculaire de l'évaporation des quelques centimètres supérieurs du sol. Le sol à terre peut perdre jusqu'à 50 % des précipitations en évaporation, alors qu'une couche de paillis bien appliquée peut couper cette perte par 70–80% (FAO.

Mouches organiques et inorganiques

Les paillis organiques, tels que la paille, le foin, les copeaux de bois et le fumier composté, se décomposent au fil du temps, ajoutant des matières organiques et des nutriments au sol. Ce double avantage du contrôle immédiat de l'évaporation et de l'amélioration à long terme du sol les rend idéaux pour renforcer la résistance à la sécheresse. Cependant, ils peuvent attacher temporairement de l'azote pendant la décomposition si le rapport carbone-azote est élevé. Les paillis inorganiques, en particulier les films en plastique noir, offrent une meilleure élimination des mauvaises herbes et la rétention d'humidité, mais ne contribuent pas à la santé du sol. Ils sont le plus souvent utilisés dans des cultures horticoles de grande valeur comme les tomates, les poivrons et les melons.

Pratiques optimales de mouillage pour les conditions de sécheresse

L'efficacité du paillis dépend du moment de l'application, de l'épaisseur et du placement du paillis . L'application du paillis avant le début de la saison sèche – alors qu'il y a encore de l'humidité résiduelle du sol – procure le plus grand avantage. Une couche au moins 5–10 cm (2–4 pouces) épaisse est recommandée pour les paillis organiques; des couches plus fines peuvent être soufflées ou permettre aux mauvaises herbes de passer. Le paillis doit être placé autour de la base des plantes cultivées, s'étendant si possible jusqu'à la ligne de goutte d'eau. Dans les vergers et les vignobles, une bande de paillis le long de l'arbre ou de la rangée de vigne conserve l'eau où les racines sont les plus actives.

Effets synergiques des cultures de couverture et du mouillage

Lorsque les cultures de couverture et le paillage sont utilisés ensemble, leurs avantages se multiplient. Les cultures de couverture cultivées en dehors de la saison peuvent être terminées et laissées comme un paillis auto-dégradé, souvent appelé lisier vert[ ou abris de résidus[. Cette approche offre les avantages de construire des sols grâce à la suppression de l'évaporation d'une couche de résidus de surface. La combinaison peut réduire l'évaporation du sol de 90 % au maximum, réduire les températures maximales du sol de 5 à 10 °C et améliorer considérablement la capture des précipitations.

Approches de gestion intégrée des sols

L'agriculture de conservation met l'accent sur la perturbation minimale du sol, la couverture permanente du sol (mulque ou couverture vivante) et les rotations des cultures diversifiées avec les cultures de couverture. Dans ces systèmes, la capacité de rétention du sol augmente avec le temps à mesure que la matière organique s'accumule. Une étude publiée dans Agronomie pour le développement durable a révélé qu'après cinq ans de culture de couverture et sans travail du sol avec rétention des résidus, la teneur en eau du sol à la capacité de champ augmente de 15-20% par rapport au travail du sol conventionnel sans culture de couverture ([]Le lien du printemps[.

Études de cas et essais sur le terrain

Dans les grandes plaines des États-Unis, des recherches de l'Université du Nebraska-Lincoln ont démontré que les systèmes intégrant les cultures de couverture (p. ex. le seigle céréalier) et les résidus de culture avaient 25-30% moins de baisse des rendements que les systèmes conventionnels de frai (). De même, dans les terres arides de l'Australie, les essais avec des cultures de couverture vétuste se sont terminés en tant que paillis sur le blé, augmentant l'humidité du sol de 20 mm à l'ensemencement et a augmenté les rendements de 0,5 t/ha en basse saison.

Résultats de la recherche et avantages économiques

Les données scientifiques qui appuient les cultures de couverture et les paillages pour atténuer la sécheresse sont solides. Les méta-analyses couvrant des centaines d'études confirment que ces pratiques améliorent systématiquement la rétention d'humidité du sol et réduisent les pertes de rendement des cultures pendant les déficits hydriques.

Données sur la préservation des rendements

Une étude approfondie réalisée dans La recherche sur les cultures de terrain[ a révélé que, pour chaque augmentation de 1 % de la matière organique du sol (qui couvre les cultures et les broyages), la capacité d'eau disponible augmente d'environ 0,5 à 1,5 cm par 30 cm de sol. Cette eau supplémentaire se traduit directement en protection du rendement. Sous une sécheresse modérée (30 à 40 % sous les précipitations normales), les champs de 5 ans et plus de culture continue de couverture et de broyage ont montré des pertes de rendement seulement 5 à 15 %, comparativement à 30 à 40 % dans les systèmes de terre nue labourée conventionnellement.

Analyse coûts-avantages

L'adoption de cultures de couverture et de paillage entraîne des coûts initiaux : couvrir les semences, les plantations, l'arrêt et le travail ou les matériaux pour le paillis. Cependant, les rendements économiques dans les régions sujettes à la sécheresse peuvent être fortement positifs.La réduction du besoin d'irrigation réduit les coûts énergétiques et hydriques.Une meilleure santé du sol réduit les intrants en engrais et en pesticides au fil du temps. Lorsque la sécheresse frappe, la préservation du rendement couvre souvent à elle seule les coûts de pratique à plusieurs reprises.

Recommandations pratiques aux agriculteurs

Pour obtenir les meilleurs résultats en utilisant les cultures de couverture et les paillis pour la résilience à la sécheresse, les agriculteurs doivent adapter leur approche au climat local, au type de sol et au système de culture.

Sélection spécifique au site

Dans les climats méditerranéens, l'orge, le triticale et le vessard commun sont bien adaptés. Dans les zones tempérées humides, le trèfle céréalier et le seigle céréalier fonctionnent bien. Pour les matériaux de mouillage, utilisez ce qui est disponible localement et abordable : paille de petits grains, copeaux de bois provenant d'exploitations forestières, ou même papier ou carton déchiqueté (si la gestion est appropriée).

Calendrier et méthodes d'application

Pour le paillis, appliquer le matériau le plus tôt possible avant le séchage du sol. Dans les systèmes irrigués, envisager d'utiliser strip-till combiné avec une zone de paillis seulement dans la rangée de cultures, ce qui réduit la quantité de paillis nécessaire tout en concentrant les avantages. Les foreuses sans paillis peuvent planter directement des cultures en espèces dans les résidus des cultures de couverture terminées, en maintenant la couche de paillis intacte.

Surveillance et adaptation

Utilisez des outils simples comme des capteurs d'humidité du sol ou des plans d'irrigation de la méthode du chéquier pour suivre les niveaux d'humidité sous une gestion différente. Comparez les zones paillées et non paillées pour voir les différences. Ajuster le calendrier de fin de la couverture en fonction des précipitations printanières – si un printemps sec est prévu, terminer plus tôt pour conserver l'eau pour la culture marchande.

Défis et atténuations potentiels

Bien que les avantages soient substantiels, les cultures de couverture et les paillis ne sont pas sans difficultés, en particulier dans les contextes de sécheresse.

Immobilisation des éléments nutritifs

Lorsque des paillis organiques à forte teneur en carbone (p. ex. paille, copeaux de bois) sont appliqués, les microorganismes du sol peuvent temporairement attacher l'azote, le rendant moins accessible à la culture, ce qui peut entraîner un jaunissement ou un retard de croissance précoce. Pour atténuer, appliquer une petite quantité d'engrais azotés lors de la plantation ou utiliser un mélange de cultures de couverture qui comprend des légumineuses pour alimenter l'azote.

Lutte antiparasitaire et contre les maladies

Dans les régions humides, les maladies fongiques peuvent augmenter lorsque l'humidité est piégée. L'utilisation de paillis bien compostés, le maintien d'une bonne circulation de l'air par un espacement approprié des plantes et la rotation des cultures peuvent réduire ces risques. Les cultures de couverture devraient être choisies pour éviter d'accueillir des maladies qui affectent la culture commerciale suivante – par exemple, éviter les cultures de couverture de seigle ou de blé avant le maïs si certaines pourritures de tiges sont fréquentes.

Conclusion

En réduisant les pertes par évaporation, en améliorant la capture des eaux de pluie et en construisant des matières organiques qui stockent l'eau en temps de besoin, ces techniques créent un système de production résilient qui résiste mieux aux périodes sèches que les sols nus. La littérature scientifique et l'expérience sur le terrain confirment que même une adoption modeste des cultures de couverture et des paillages peut réduire de moitié ou plus les pertes de rendement liées à la sécheresse. Pour les agriculteurs qui doivent faire face à un avenir de sécheresses plus fréquentes et plus graves, investir dans ces pratiques de construction des sols n'est pas un coût supplémentaire.