Couverture végétale et conservation des sols et de l’eau

Conservation des sols par la végétation

Une bonne couverture protectrice près de la surface du sol au début de la saison de croissance des cultures est importante pour la conservation du sol et de l’eau – au moins dans les bandes en travers de la pente, sur les pentes raides, sous les grands arbres et le long des cours d’eau.

La couverture végétale est essentielle pour la conservation du sol et de l’eau et peut être efficace même contre l’érosion éolienne. Elle peut protéger directement la surface du sol, par exemple contre les fortes gouttes de pluie énergiques, favoriser l’infiltration de l’eau et stabiliser les particules qui commencent à se déplacer. En outre, l’augmentation de la couverture végétale peut accroître progressivement la matière organique du sol, stabiliser les agrégats du sol et les activités biologiques et améliorer la stabilité des agrégats du sol ainsi que l’infiltration et l’absorption de l’eau. L’activité biologique peut stabiliser les agrégats du sol grâce aux racines, aux boues et aux hyphes fongiques et créer des pores dans le sol. Elle dépend largement de sources de nourriture comme les résidus végétaux. Cependant, pour être efficace, la couverture doit être suffisante près de la surface du sol et présente pendant les saisons proches de la saison des semis avec une faible couverture végétale. La couverture de plantes mortes (litière) peut aussi aider. Plus d’éléments nutritifs et une gestion intensive peuvent signifier plus de croissance des plantes et d’activité biologique, mais des niveaux élevés de phosphate par rapport à ce qui est adéquat peuvent réduire la croissance des racines fines et des champignons mycorhiziens symbiotiques qui prolongent les racines. De même, un contrôle accru des mauvaises herbes peut réduire la biomasse totale sur l’année sans culture de couverture.

L’établissement d’un nombre suffisant de plantes est vital pour la couverture végétale, la germination, l’émergence et le taux de croissance précoce. Une faible germination irrégulière peut être due à une préparation tardive du terrain, à des graines endommagées, à un mauvais contact entre la graine et le sol en dessous, à un semis trop profond ou trop superficiel, à des sols compactés ou chauds, etc. Les mangeurs de graines, une croissance lente après la germination ou un temps inadapté. Les plantes qui sont cultivées principalement pour contribuer à la conservation et à l’amélioration des sols ont souvent des semences très différentes de celles auxquelles les agriculteurs sont généralement habitués. Les nouvelles semences polyvalentes peuvent être plus petites (ou plus grandes), nécessitant des profondeurs de semis adaptées. Voir également la sous-section ci-dessous.

Les légumineuses sauvages (« famille des plantes à haricots ») sont souvent utilisées dans des mélanges avec d’autres cultures de couverture. Ces espèces peuvent également aider en fixant l’azote de l’air du sol (N₂) dans les sols érodés afin que les plantes puissent l’utiliser sous forme d’azote ammoniacal et nitrique. Les graines matures et sèches sont souvent incapables d’absorber l’eau dans leur enveloppe dure, lisse et imperméable ou dans leurs quelques petits pores étanches sans un traitement préalable approprié. Il s’agit d’un type d’enveloppe de graine ou d’une dormance de graine dure. L’eau chaude peut ouvrir quelques petits pores pour l’absorption d’eau pendant quelques jours mais peut tuer le germe vital de la graine. Les besoins et la tolérance des graines peuvent varier selon la maturité, la teneur en eau, le type génétique, etc. Les dommages mécaniques par au moins une éraflure à travers l’enveloppe extérieure de la graine fonctionnent, et les résultats sont visibles après quelques secondes ou minutes de trempage dans l’eau (on peut utiliser du papier de verre très grossier, des ponceuses, ou appuyer avec une chaussure sur du béton usé, Mandal (par exemple 2010).

Certains sont traités dans des tambours rotatifs chez les fournisseurs de semences. Des outils électriques à base de papier de verre peuvent également être utilisés. L’eau chaude peut favoriser l’absorption lente de l’eau par quelques petits pores ou tuer les graines. L’eau bouillante pendant 3 secondes ou 80^oC ; l’eau chaude pendant 3 minutes ou 60^oC laissée à refroidir à l’abri peuvent être testées d’abord et ajustées après observation pendant 3 à 7 jours dans une assiette avec de l’eau. Sans thermomètre, les méthodes suivantes peuvent être utilisées : Un rapport de volume de 3 à 1 entre 100^oC et 20^oC donne 80^oC. 100^oC et 20^oC dans un rapport 1:1 donnent 60^oC. L’eau stockée à température ambiante sera souvent à environ 20^oC. Les directives sont souvent risquées à utiliser ou avec peu ou pas d’effet, il est donc utile d’essayer localement après avoir stocké les graines.

L’acide sulfurique peut également être utilisé, mais il peut être risqué pour les personnes et le germe, et il est difficile de le normaliser car il ne suffit pas toujours d’obtenir un impact superficiel visible sur la surface. Les directives sont souvent peu fiables, et il est conseillé de faire des tests après le stockage (séchage). Un grattage profond entre deux couches de papier de verre extra grossier entraînant un gonflement peut être l’étalon-or fiable pour comparer avec des méthodes plus rapides. Le trempage d’un échantillon de graines dans de l’eau non chauffée peut aider à vérifier si un prétraitement est nécessaire pour une germination précoce (ou lente). Le moment de la germination est important pour la gestion, les sécheresses et la concurrence.

Voir plus sous Mandal (2010) ou la section agroforesterie de Mandal – par exemple, sur les méthodes améliorées à faibles intrants.

L’ensemencement ou la plantation en rangées dans le sens du vent ou de la pente peut aider à lutter contre l’érosion et la perte d’eau. Cela peut être fait à la fois pour les cultures principales récoltées et pour d’autres plantes (herbe, herbes sauvages, arbustes et/ou arbres) utilisées pour protéger le sol, l’eau et les nutriments. De même, de simples bandes non labourées avec des plantes émergeant spontanément dans le sens de l’érosion peuvent être utiles.

Les bandes avec une végétation permanente peuvent également offrir une protection et nourrir les prédateurs, qui mangent les ravageurs nuisibles, qui pourraient rapidement se multiplier dans les cultures saisonnières. Les ravageurs mangeurs de cultures sont généralement plus simples et se multiplient plus rapidement que leurs ennemis naturels. Le nectar des fleurs aide à nourrir plusieurs jeunes insectes bénéfiques, y compris les insectes mangeurs d’insectes. Figure 1, à gauche et au milieu.

Figures 1. Couverture protectrice de la surface du sol. Des bandes d’herbe relativement étroites (à gauche) ou larges (au milieu) peuvent réduire le ruissellement de l’eau et l’érosion. Les légumineuses fixatrices d’azote, y compris les arbres, peuvent être nécessaires, en particulier si les nutriments sont prélevés comme fourrage. D’autres plantes peuvent également être utilisées si une faible couverture de la surface est maintenue dans les bandes à la saison où l’érosion est la plus importante. Une couverture précoce du sol près de la surface parmi les cultures est également importante. Les matériaux végétaux morts (souvent appelés paillis ou litière) sont également utiles (à droite). De même, des pierres peuvent être utilisées. Du Kenya dans Muriuki & Macharia (2011).

Les matières végétales mortes recouvrant la surface (litière, paillis) peuvent également arrêter l’érosion si elles sont disponibles en quantité suffisante près de la surface. Cependant, il peut être difficile d’en avoir suffisamment ; certaines pourrissent rapidement tandis que d’autres, comme les feuilles d’Eucalyptus, peuvent rester intactes et être emportées par le vent ou le vent. Les couches de paillis peuvent également poser problème aux serpents, aux rongeurs, aux incendies de forêt, aux insectes et aux volailles qui grattent et tuent les semis. Elles peuvent réduire l’évaporation de la surface du sol et le refroidir, mais la pluie peut ne pas être efficace pour atteindre les racines. Une surface de sol sans plantes vivantes devient rapidement trop sèche pour aspirer plus d’eau rapidement (par mouvement capillaire de l’eau), à moins qu’elle ne comporte de grosses mottes et des interstices. Le séchage par diffusion aléatoire des molécules de vapeur d’eau individuelles est beaucoup plus lent que la succion et les autres mouvements de masse.

Calendrier de semis des cultures de couverture et des cultures intercalaires. Le semis des cultures de couverture ou des cultures intercalaires peut être combiné avec le sarclage ou le buttage, si le mieux est de semer après le premier semis. Cela peut aider la première culture à s’établir avec moins de concurrence, et des rangs adaptés en travers de la pente peuvent suffire à arrêter l’érosion. Une charrue à bœufs peut être inclinée pour former des billons, ou un travail rapide et rude du tracteur peut laisser la surface rugueuse, de sorte que l’eau ne traverse généralement pas les sillons.

Prolonger la durée de la couverture végétale. Une autre façon de réduire la concurrence est d’utiliser une culture de couverture ou une culture intercalaire qui développe des racines profondes avant que le sommet ne devienne grand, et le sommet peut ensuite se développer bien après que la culture principale, ou la première culture, soit récoltée. Il est également possible de semer avant ou après la récolte. Même le semis mécanisé entre les résidus ou les cultures de couverture est possible avec des machines adaptées.

L’utilisation polyvalente de plantes protectrices du sol et d’une couverture végétale dense et précoce peut contribuer à la conservation du sol et de l’eau. Les avantages et les coûts à court et à long terme sont importants pour les agriculteurs. Une couverture végétale précoce et de qualité peut:

– supprimer ou résoudre les problèmes de mauvaises herbes,

– nourrir et abriter les ennemis naturels des ravageurs des cultures,

– réduire le lessivage de l’azote et du potassium

– augmenter la fixation biologique de l’azote,

– conserver le phosphate et les autres nutriments à la surface du sol,

– améliorer la structure du sol et l’infiltration de l’eau (mais la transpiration peut augmenter), et

– améliorer la croissance des racines, la matière organique du sol et l’activité microbienne.

Certaines cultures de couverture peuvent être utilisées comme fourrage ou comme nourriture. L’association de différentes plantes peut aider à établir une couverture près de la surface du sol plus tôt et pour une plus longue durée. Ces combinaisons peuvent également ajouter de la valeur aux terres protégées ; voir l’article sur les cultures intercalaires et l’agroforesterie. Pour éviter la pollution de l’eau, principalement par les nitrates, il est illégal, par exemple au Danemark, de laisser le sol nu plus que nécessaire.

Les références

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Hudson W N 1987 Soil and water conservation in semi-arid areas. Silsoe Associates Ampthill, Bedford United Kingdom. Soil Resources, Management and Conservation Service. FAO Land and Water Development Division. Food and Agriculture Organization of the United Nations Rome, 1987 https://www.fao.org/3/t0321e/t0321e00.htm

Land and Water Division 2000 Manual on Integrated Soil Management and Conservation Practices. FAO land and water bulletin Series number: 1024-6703. 214 pp. ISBN: 9251044171 https://www.fao.org/publications/card/en/c/31f117c4-13e2-5631-bf16-ebaaa10b714f

Muriuki JP, Macharia PN 2011 Green Water Credits Report K12: Inventory and Analysis of Existing Soil and Water Conservation Practices in Upper Tana, Kenya. https://www.isric.org/documents/document-type/green-water-credits-report-k12-inventory-and-analysis-existing-soil-and Open access.

Mandal T. 2010. Low-cost soil and water conservation with many early benefits. Presentation Researchers’ Day: Climate Change Impact, Adaptation and Mitigation GEUS, Inst. of Geography, University of Copenhagen. 7 October 2010. Arranged by the Climate Change Task Force. https://www.yumpu.com/en/document/view/35209735/present-danish-water-forum

Thomas DB et al. 1997. Soil and water conservation manual. Soil and Water Conservation Branch, Min. Agric. Livestock Dev. and Marketing, Nairobi Kenya.

Watene G and others 2021 Water Erosion Risk Assessment in the Kenya Great Rift Valley Region Sustainability 2021, 13(2), 844; https://doi.org/10.3390/su13020844