Le cycle du carbone

Les sols sont de gigantesques réservoirs de carbone. En effet, on estime qu'ils contiennent deux fois et demie plus de carbone, retenu dans la matière organique, que toute la végétation de la planète. Lorsque ce stock augmente, le sol devient un piège à carbone en absorbant le CO₂ atmosphérique, grâce à l'activité photosynthétique des végétaux. En effet, le sol récupère une bonne partie de la matière organique synthétisée par les végétaux, une fois ceux-ci morts. Cette matière organique s'accumule dans les premiers centimètres du sol où elle se transforme en humus sous l'action des microorganismes du sol.

A l'inverse, si ce stock diminue, le sol est alors une source de carbone et libère du CO₂ dans l'atmosphère. Ce CO₂ provient essentiellement de la minéralisation de l'humus sous l'action de micro-organismes (biodégradation).

Ainsi, les sols sont présentés par les scientifiques comme à la fois des sources et des pièges de carbone.

Des stocks de carbone qui varient en fonction des pratiques culturales

Les pratiques culturales conditionnent fortement la dynamique de la matière organique. Ainsi, le travail du sol, la nature des cultures ou encore le devenir des résidus de récolte influent directement sur la minéralisation, les stocks et la distribution de la matière carbonée en fonction de la profondeur.

logoCertaines pratiques culturales diminuent directement les teneurs en matière organique. Elles ont donc un effet source. C'est le cas de pratiques agricoles conduites avec peu d'amendement organique (fumiers, composts ou engrais verts) et moins de résidus de culture. C'est aussi le cas, contrairement à ce que l'on peut penser, de lisiers (déjections animales), même massives, qui n'entraînent pas une augmentation de la matière organique des sols en raison de leur minéralisation rapide.

Les cultures annuelles de fourrages telles que le maïs entraînent une diminution du stock de carbone. En effet, à chaque récolte, elles sont exportées en dehors des parcelles cultivées et les sols restent à nu par la suite. Or ces cultures se sont énormément développées en Bretagne, dès le début des années 1980, avec une mise en culture des prairies, jusque là consacrées au pâturage.

De même, le labour profond dilue la matière organique dans les sols. Depuis l'avènement des tracteurs, les labours traditionnellement profonds de 18 à 20 centimètres (cm) sont progressivement descendus jusqu'à 25 voire 30 cm. Or on a montré qu'un labour de 30 cm provoque une diminution de 20 % de la teneur moyenne en matière organique par rapport à un labour de 20 cm. Ce processus de dilution est renforcé par le fait que le labour profond favorise la minéralisation dans le sol, ce qui appauvrit le sol en matière organique. Un tel processus n'est guère réversible donc un labour profond, même occasionnel, génère un abaissement durable de la matière organique. Au final, les faibles concentrations en matière organique observées dans la partie superficielle du sol augmentent la sensibilité à la battance et la dégradation physique du sol.

En définitive, si l'on considère l'évolution des pratiques culturales, on peut alors expliquer les teneurs parfois peu ordinaires de certains sols. Aux alentours de Vannes par exemple, le sol contient entre 6 et 7 %, voire 8 %, ce qui est considérable lorsqu'on sait que la valeur moyenne en Bretagne est souvent plutôt proche des 3 %. L'histoire agronomique peut aider à comprendre ces valeurs parfois élevées. Il s'agit en effet de sols qui ont été mis en culture plus tardivement que dans la partie est de la Bretagne donc le processus d'appauvrissement en matière organique est plus récent et donc moins prononcé. S'y ajoutent également des différences climatiques et géologiques. Finalement, les sols bretons apparaissent aujourd'hui globalement comme une source de carbone, car les évolutions récentes révèlent des teneurs en matière organique et donc de carbone en baisse.

Quelles sont les solutions pour piéger le C ?

Adopter des pratiques culturales qui maintiennent le niveau de matière organique - Des labours moins profonds (entre 15 et 20 cm de profondeur), voire des semis directs sans labours, favorisent des niveaux de matière organique plus élevés dans la couche superficielle du sol et évitent la dilution du carbone. Par ailleurs, l'enfouissement des résidus de culture après récolte constitue un bon moyen d'assurer des apports continus de matière organique fraîche vers ces sols. Conserver les haies, maintenir des surfaces en prairies permanentes ou encore fertiliser par des amendements organiques sont autant de moyens privilégiés pour maintenir les teneurs en matière organique.

Augmenter les surfaces boisées - Les sols les plus favorables pour piéger le carbone sont les sols forestiers. D'ailleurs, des résultats obtenus en 2000, à l'Institut national de recherche agronomique, montrent que les forêts en période de croissance sont, après les océans, celles qui absorbent le plus de CO₂ atmosphérique, contribuant ainsi notablement à limiter l'effet de serre. Mais ce processus reste marginal en Bretagne compte tenu du faible boisement de la région. A ce titre, la reforestation des terres agricoles abandonnées ou la plantation d'essences à croissance rapide, qui n'est pas sans poser d'autres problèmes, est un moyen proposé au niveau national et européen afin de piéger le carbone atmosphérique excédentaire.

Dans le cadre du Protocole de Kyoto, la France s'est engagée à réduire ses émissions de gaz à effet de serre. Aussi une des modalités d'application du protocole réside-t-elle dans la possibilité de stockage de carbone dans les sols. La communauté scientifique attachée à cette question considère les moyens de favoriser l'accumulation à long terme des matières organiques dans les sols. Des solutions agronomiques se développent au travers de pratiques agricoles " piège à carbone " et de changements dans l'occupation des sols. Si les potentiels de stockage de carbone dans le sol ne sont pas négligeables, beaucoup d'incertitudes et de difficultés restent à surmonter. Réaliser des stocks de carbone dans le sol suppose notamment de véritables changements dans les pratiques et l'utilisation des terres.