Et si on repensait la fertilisation des prairies comme une vrai culture vivante ? (Partie 2)

Analyser pour mieux cibler les besoins en fertilisation

Divers outils s’offrent à nous pour réorienter le bon fonctionnement de cet écosystème. En premier, l’analyse terrain, que l’on complètera dans un second temps par des analyses de laboratoire.

a) L’analyse terrain :

Notre premier meilleur allié au-delà de nos yeux pour évaluer la flore bio indicatrice, reste la bêche. Elle va nous permettre d’identifier l’état physique/hydrique de notre sol et les conséquences de nos pratiques sur l’enracinement, la couleur du sol (et donc la dynamique d’évolution de la matière organique).

A cette bêche on va lui corréler des outils d’aide à la décision simple et efficace :

1) Analyse du sol :

Thermomètre :

Celui-ci va nous renseigner sur la température du sol, et de comparer des zones avec des pratiques différentes (compaction par récolte, pâturage tardif, hivernal…) et les effets indirects sur la minéralisation, rapidité de dynamique d’azote… nous retiendrons qu’un optimal de température pour une prairie se situe entre 12 et 18 degrés.

Eau oxygénée et acide chlorhydrique :

Ceux-ci vont nous renseigner sur 2 points essentiels :

L’acide chlorhydrique sur notre part de calcaire actif dans la rhizosphère (15 premiers cm du Sol).

Cela va nous permettre de revoir les stratégies d’amendement ou de pratiques agronomiques favorables à la solubilité du calcium (stimulation de l’activité des vers de terre via leur glande de Morren vue précédemment) En effet, par un simple test de gouttes déposées sur un échantillon de sol, il nous est possible d’identifier les phases de décalcification de nos prairies via nos pratiques. Cette part de calcaire actif réagira sous forme d’effervescence.

Le 2ème, l’eau oxygénée, sur la qualité de la matière organique de nos sols, sa bonne évolution pour sa libération des éléments pour la plante/microbio

En y déposant quelques gouttes sur un échantillon de terre :

Si une réaction effervescente se produit rapidement : alors on se trouve avec une matière organique équilibrée, un bon niveau de matière organique labile. Celle-ci est majoritairement crée par les racines et donc la photosynthèse.

A l’inverse, peu de réaction se passe, on se trouve dans une situation de MO déséquilibrée, un excès de MO stable/ liée.

La mesure du ph et du redox du sol

Le ph et la solubilité des minéraux

Les plantes ne produisent pas d'enzymes suffisamment puissantes pour dissoudre la matière organique ou les composés minéraux complexes du sol.

Elles ne peuvent absorber que des nutriments « solubles ». Ce sont les microbes qui produisent des enzymes suffisamment puissantes pour dissoudre la matière organique ou les composés minéraux complexes dans le sol. La solubilité minérale reste donc avant tout un facteur de vie microbienne.

Concernant le ph, il faut savoir que chaque année, les précipitations sont responsables du lessivage de minéraux dont les ions calcium, cela influençant le ph du sol via la perte d’oxyde de calcium et son remplacement par des ions hydrogènes. Cette perte peut s’élever à plus de 250 Unité équivalent d’oxyde de Calcium (Celle-ci peut cependant être limitée via une bonne activité microbienne et des lombrics via leurs turricules)

De plus, l’utilisation de forme ammoniacal de soufre ou de phosphore acidifie notre sol. Cette chute de ph influence directement la solubilité minérale ( cf schéma ci-dessous) et indirectement le bon fonctionnent de notre estomac, le sol . Rappelons que les vers de terre aiment les sols avec un ph supérieur à 6.

Cette acidification augmente la toxicité aluminique, amenant à ce que les plantes étant les plus intéressantes sur le plan fourrager (ray-grass, fétuques, dactyle) viennent à disparaitre, au profil de la houlque, du brome mou, de l’agrostis.

Le redox

KEZAKO ? A la différence du pH qui mesure l’activité des protons (charges positives) le redox mesure l’activité des électrons (charges négatives). Un sol vivant en bonne santé, est un sol qui fonctionne comme une pile en créant un courant. Bien qu’aussi important que le ph, le redox a longtemps été mis de côté en agriculture. Les études sur le redox voient le jour suite aux travaux d’Olivier Husson du Cirad. Nos pratiquent influent sur le redox de nos prairies Mesuré en millivolt (mV), la mesure du redox nous permet de savoir si le milieu est réduit (redox bas) ou oxydé ( redox élevé) . Un sol en bon santé se trouve avec un ph légèrement acide et un redox réduit (350/420).

L’eau et l’air sont les deux paramètres qui influencent le redox du sol. Plus un sol sera aéré, plus il aura de l’oxygène et plus il sera oxydé. Au contraire un sol compacté ou inondé aura une mauvaise circulation de l’air et aura tendance à être trop réduit.

Ce qui amène à l’oxydation du sol :

• Des prairies CT trop fréquentes dans la rotation

• Une nutrition déséquilibrée (engrais minéraux en « ate » (ammonitrate) forme chlorure)

• Les phytosanitaires (herbicides, fongicides, insecticides) sont très oxydants

• Le surpâturage (impact sur la photosynthèse et le système racinaire)

• Des prairies uniquement fauchées sans restitutions

• Manque de Mg dans la base de saturation du sol (rôle structure sol et rétention eau)

Ce qui amène a la réduction du sol :

• Tassement/pâturage trop long sur une même parcelle en conditions limitantes

• Broyage d’une herbe trop volumineuse

• Les excès de fertilisation organique très assimilables (lisier)

• Manque d’amendement calcique (treiz, carbonate) pour structurer la base de saturation du sol

Mais certaines pratiques limitent l’oxydation

• Une bonne activité biologique variée

• Une bonne structure de sol (traduisant une bonne porosité et évitant les excès d’Oxygène ou d’eau) favorisé par un bon ratio Ca/mg (65% Ca/15 % Mg) au niveau de la base de saturation

• Un bon niveau de matière organique et qui s’humifie (essentiel pour limiter les fortes variations de rédox, très énergivore pour la plante)

• Utiliser des déjections issues de la rumination (proche de l’idéal du potentiel Redox).

• Les macérations (extraits fermentés) qui sont fortement réduits.

• Une bonne photosynthèse (bon pâturage + fertilisation équilibrée)

La photosynthèse, moteur de la réduction du sol

La photosynthèse est le meilleur moyen pour la plante de lutter contre l’oxydation et par conséquent de ramener le sol en milieu réduit. Pour rappels, 5 éléments sont indispensables pour faire une photosynthèse complète et efficace pour fournir des exsudats racinaires de qualité au sol : magnésium, fer, manganèse, azote et phosphore ( cf article Kempf ptps dernier).

Si le redox du sol ne convient pas à la plante, celle-ci va chercher à le modifier par ses exsudats racinaires (phénomène d’homéostasie) . Ce mécanisme lui est cependant très énergivore : elle va utiliser jusqu’à 90% du carbone photosynthétisé pour adapter le redox et le pH du sol correspondants à ses besoins (celui-ci étant normalement une source de nourriture pour la vie du sol). Mais pendant ce temps-là, la plante est fragilisée, impactant sa croissance mais aussi sa santé qui se mesure par son taux de brix ( sucre et minéraux) et c’est autant de portes ouvertes à des pathogènes et autres attaques de ravageurs.

Des plantes bio indicatrices permettent de positionner notre milieu prairial

Les conditions de levées de dormances de diverses plantes ont été analysés par l’organisme Vers de Terre Production d’un point de vue Ph/rédox, parmi lesquelles il nous est possible de voir par nos pratiques comment nos prairies se situent et réfléchir aux leviers agronomiques pour rééquilibrer nos sols et permettre une meilleure valorisation de leur potentiel agronomique.

2) L’analyse de la plante : Et si la sève prairial pouvait nous en dire plus sur la santé du sol ?

La sève pour la plante est aussi vitale que le sang dans l’organisme. À travers des vaisseaux dédiés – le xylème et le phloème – et dans un sens bien précis, elle circule dans toutes ses parties et assure ainsi sa croissance.

Le xylème conduit la sève montante (sève brute). Provenant directement du sol via les racines, celle-ci contient essentiellement de l’eau et des minéraux. Mais aussi des microorganismes : en effet, via ses exsudats racinaires, la plante cultive les microbes du sol (bactéries, champignons unicellulaires type levures…). Appelés endophytes, ces microbes servent de nourriture en étant digérés par oxydation, c’est le « cycle de rhizophage ».

Ces résidus de microbes et d’autres nutriments sont transportés par le xylème vers les tiges, les feuilles et les fruits.

C’est pour cela qu’un animal qui pâture s’inocule du microbiote du sol de la parcelle en consommant une plante vivante verte.

Cependant, sa qualité (teneur minérale, ph) varie selon la bonne santé du sol. L’analyse de la sève peut permettre d’anticiper ses désordres chimiques pour les corriger. La sève peut s’analyser rapidement sur le terrain et ensuite de manière beaucoup plus approfondie en laboratoire, nous y reviendrons dans un second temps.

Mesure du Brix de la sève

Celui-ci va nous permettre d’évaluer le niveau de sucre soluble et de minéraux dans le jus de la plante, afin d’évaluer rapidement l’état de santé de notre plante (et indirectement du sol, les deux étant liés).

Bien évidement cela reste à corréler à la période l’année (plus il fait beau, plus la photosynthèse sera stimulée meilleur sera la fabrication des sucres).

On prélèvera 2h minimum après la levée du soleil ;

	Faible	Moyen	Bon	Excellent
Ray grass	4	8	12	18
Trèfle	4	8	14	18
Plantain	6	10	14	18
Luzerne	6	12	16	20
Dactyle	4	6	8	10

Mesure du Ph de la sève (redox possible aussi)

La mesure du ph de la sève de notre prairie va nous indiquer si notre sol tend vers un manque :

- De cation (Calcium, Magnésium, Potassium, Sodium) si le ph est acide

- Ou d’anion (Azote, Phosphore, Souffre) si le ph est alcalin

Cela permettant dans un second temps de corréler de manière plus cohérente notre stratégie de fertilisation, d’amendement voir même de correction minérale auprès de l’animal.

Sur ce graphique, nous pouvons voir qu’en travaillant via des ferti foliaires (ou amendement) composé de cations (Ca, Mg...) nous allons favoriser une augmentation du ph de la sève (meilleure efficacité si corrélée à des acides aminées) et ainsi réduire les attaques d’insectes, et inversement, si nous apportons des engrais typé N, P, nous allons baisser le ph de la sève.

D’autres corrélations sont possibles sur le terrain pour identifier les carences :

Ph bas + Brix bas : carence en potasse

Ph faible + Brix moyen : carence en calcium

Ph autour de 6.4 et Brix élevé : bonne santé de la plante (et du sol) Anticiper plutôt que subir

N'oubliez pas que ces champignons et ravageurs sont attirés par les plantes en raison de leur faible pH et de leur niveau Brix, ou parce qu'ils sont malsains d'une autre manière.

Les apports foliaires en début de symptômes sont intéressants pour corriger des ph de sève, mais principalement si cela est anticipé. Un frein majeur à l’augmentation du ph de la sève de plantes déjà affectées est que la plupart des infections des agents pathogènes exsudent des composés acides qui abaissement continuellement le ph.

Une bonne minéralisation permise par un sol vivant est donc la clé. Obtenir plus de nutriments sous une forme appropriée dans les tissus végétaux dans des stades de croissances garantie une bonne santé globale de l’écosystème.

La forme appropriée, la biodisponibilité et le timing d’apport sont plus importants que la simple notion de quantité.

b) L’analyse plus approfondie en laboratoire

Des déséquilibres minéraux importants peuvent amener à des blocages et par conséquent réduire fortement la productivité des prairies sur la saison au-delà des conditions météorologiques. Une analyse de sol accompagnée d’une analyse de sève des plantes permet de rétablir les équilibres et réduire les divers stress de la saison.

1) Analyse de sol

Via cette analyse, on va pouvoir identifier différents éléments que l’on corrèlera aux données terrain :

- la solubilité des minéraux et Oligo-éléments

-le ph de sol

-le niveau de MO et son évolution (MO libre/ liée)

- Les cations qui composent notre CEC (Capacité d’Echange Cationique), en d’autres termes, comment se compose le squelette de notre sol. Nous allons approfondir ce point, via ce que l’on va appeler l’approche Allbrecht/ kinsey.

On va ici s’intéresser à la part de plusieurs cations (Ca++, Mg++, K+, Na+, et H+, tous chargés positivement) qui relie notre matière organique à notre limon/argile (tous deux chargés négativement), ce qu’on définit comme le complexe argilo humique (CAH).

Ceux-ci vont grandement influencer le comportement du sol dans sa faculté à mieux infiltrer l’eau en hiver, mieux la retenir en été, favoriser une bonne oxydation des matières organiques... bref, leur proportion va jouer sur la souplesse de la vie microbienne à travailler/ vivre. Plus un sol est vide de vie, plus la part d’H+ dans le CEC est importante, celui-ci prenant la place des cations ayant été lessivés/exportés.

On va s’intéresser en grande partie à la part de Ca et de Mg dans la composition de la CEC, les deux cations représentant à eux seuls près de 80% de la CEC d’un sol correctement équilibré chimiquement.

Le calcium doit représenter la plus grosse part dans ces liaisons, allant de 6% dans des sols très sableux à faible CEC à près de 70% dans les argiles lourdes à forte CEC, le magnésium entre 10 et 20 %.

Le fait d’augmenter la part de Calcium dans le CEC via les amendements (et la ferti organique) va améliorer la porosité du sol, tandis que le magnésium lui va jouer un rôle de cohésion, un peu comme un ciment. Ces deux éléments vont jouer un rôle important dans la porosité du sol et donc dans la capacité à ce que la vie microbienne puisse s’exprimer.

S’en suive la potasse et le sodium qui vont représenter une plus faible part dans la CEC (3 à 7

% de K+ et 1 à 3 % de Na++), vont jouer un rôle dans les périodes de stress hydriques vis-à-vis de la rétention en eau dans les plantes.

Ce n’est qu’ensuite que l’on va s’intéresser de plus près aux Oligo, via les analyses de sève par exemple.

2) L’analyse de sève, la vision minérale élargie de la plante

Ces analyses approfondies fournissent une « photo minérale » de la plante à un instant T. A travers l’analyse de 15 minéraux et Oligo éléments de la plante (N, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu, Zn, Cu, B, Na, Mo, Cl, S, Si...) dont un détail sur la forme d’azote disponible dans la plante (ammoniacal, nitrique...), sucre, ph, conductivité.

Quel intérêt ?

Par la connaissance de la composition minérale de la sève, il est possible d’anticiper les stress nutritionnels et donc d’éviter les déséquilibres minéraux à l’origine de baisse de rendement, ou de dégradation de la qualité de feuillage de l’herbe.

Elle va nous permettre aussi d’identifier quel(s) élément(s) devient bloquant aussi bien dans le processus de photosynthèse, fabrication des protéines, synthèses des lipides…

Via une meilleure nutrition au cours de la saison, on va chercher à mieux valoriser le potentiel agronomique de nos sols.

Une nutrition adaptée a par ailleurs un impact positif sur la résistance aux maladies (attaque de feuilles des trèfles, rouilles des graminées.) mais aussi sur la durée de la prairie et de la qualité pastorale dans le temps.

Les déséquilibres identifiés ont deux raisons :

• soit liée à une carence minérale de nos sols

• soit une application (minérale ou organique) qui a bloqué un ou plusieurs éléments. Par exemple, il peut y avoir des interactions synergiques et antagonistes entre les éléments.

C’est le cas pour le Ca en excès qui va bloquer l’assimilation du P, Fe et Mg. De même des excès de Potassium (assez courant en système de pâturage fortement fertilisé en lisier ou parcelle nuit ou encore site à fort chargement) qui va bloquer le magnésium ou le calcium.

En effet, en s’appuyant sur les travaux de John Kempf, pionnier Américain en nutrition végétale, il est intéressant de comprendre la santé végétale via sa pyramide à 4 étages. Il y décrit comment sols et plantes cultivés deviennent de plus en plus résistants face aux ravageurs et aux maladies lorsque celle- ci trouve l’équilibre minérale, grandement permis par un sol en bonne santé.

Le socle de santé des plantes est la photosynthèse.

Aujourd’hui, on considère comme normal qu’une plante n’exprime que 25 % de son potentiel génétique photosynthétique. Or, si les plantes sont bien alimentées, cette capacité augmente et s’approche de leur réelle capacité, soit 3 à 4 fois plus d’efficacité. Cette étape cruciale, sans laquelle aucune des 3 étapes suivantes ne peut être activée, doit servir à libérer des exsudats racinaires en quantité et qualité satisfaisantes pour mettre en route le processus de liaison entre les microbes du sol et les racines.

Pour cela, il faut s’assurer que les plantes aient accès à des taux suffisants de :

• magnésium

• fer

• manganèse

• Azote

• Phosphore

Toute carence induit une diminution de la photosynthèse et donc de la production de sucres et d’exsudats.

Une fois cette étape validée, dans la 2e phase, les plantes convertissent l’ensemble des composants azotés solubles en acides aminés et protéines complètes afin qu’il n’y ait plus de nitrates, ni d’ammonium restant dans la sève.

Par ce processus biologique, elles deviennent beaucoup moins attractives pour les insectes au système digestif simple (larves, insectes suceurs). Pour y arriver, à nouveau, les plantes ont besoin de taux suffisants en :

• magnésium

• soufre

• molybdène

• bore

Mais la conversion de nitrates en acides aminés est énergivore. Pour atteindre la phase suivante (niveau 3), les plantes doivent donc favoriser la nutrition sous forme de métabolites microbiens relargués directement sous forme d’acides aminés (il est possible aussi d’en appliquer directement). L’absorption d’éléments nutritifs fournis par cette intense activité biologique rhizosphérique (microorganismes associés aux racines) conduit alors les plantes à stocker un surplus d’énergie sous forme de lipides (graisses végétales, huiles).

Lorsqu’il y a une très bonne activité biologique dans le sol, la synthèse lipidique est 2 à 3 fois plus importante. Une plante en bonne santé peut ainsi atteindre 4 à 6 % de lipides dans sa matière sèche contre 1,5 à 2 % en culture conventionnelle.

À la clé, une meilleure résistance aux pathogènes aériens bactériens et fongiques tel que la rouille de fin d’été sur prairie… leur activité enzymatique au contact des feuilles est inhibée par la sécrétion d’huile. Une brillance à la surface des feuilles est alors observée.

Cette analyse saisonnière représente un très bon outil complémentaire à l’analyse de sol, pour à la fois améliorer la qualité nutritionnelle de la plante, la qualité photosynthétique de notre écosystème sol/ plante/animale et en découle la qualité des exsudats racinaires, et le carburant pour notre activité microbienne

3) Analyse de microbiotes

Jusque-là très peu analysé, cette analyse va nous permettre de positionner l’état de santé et de diversité microbienne de notre sol (mais il est possible de le faire sur l’animal via les bouses, le lait…) et d’envisager ensuite quels pratiques établir pour rétablir cet équilibre favorable.

Un écosystème biologique équilibré se compose :

• De décomposeurs (bactéries et champignons) qui décomposent la matière organique et dynamise la minéralisation

• De régulateurs biologiques (protozoaire, nématodes, collemboles, carabes…) qui régulent les communautés microbiennes (bactéries et champignons) par ingestion

• D’ingénieurs de l’écosystème (vers de terre, fourmis) qui eux entretiennent les propriétés physiques du sol, et favorise la stabilité structurale tout en régulant les autres organismes par ingestion

Les options peuvent être :

• La rotation culturale via des couverts végétaux diversifiés et adaptés (réducteurs/oxydants)

• L’inoculation des fumures organiques

• L’inoculation des bovins via le réenrichissent de leur microbiote intestinal

• Revoir les pratiques en surface