L'ENGRAIS AZOTÉ MINÉRAL, PLUS IMPACTANT QUE LE GLYPHOSATE
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■ recherche
Impact des pratiques culturales
sur la vie microbiologique du sol
L’engrais azoté minéral,
plus impactant que le glyphosate
Dans le cadre de travaux de recherche à l’université de Picardie Jules Verne, l’impact de diverses pratiques culturales
a été abordé. Les résultats détaillés des différentes études ont par ailleurs été publiés dans plusieurs revues scientifiques
internationales à comité de lecture (Cf. bibliographie). Le glyphosate étant d’actualité, l’auteur propose d’en faire une synthèse
dans le cadre de cet article.
Trois types d’études expé- Figure 1 Effet du glyphosate à 2 l/ha du sol), l’activité phosphatase
■ rimentales ont été réali-
sées dont deux en conditions
sur les activités enzymatiques du sol, (enzyme du sol impliquée dans
la mise à disposition de l’élé-
déshydrogénase, phosphatase et uréase
contrôlées de laboratoire et ment phosphaté), l’activité
une troisième en conditions uréase (enzyme impliquée dans
de plein champ. L’ensemble la transformation de l’urée en
des études a été réalisé à par- ammonium) et l’activité de
tir d’une plateforme expéri- nitrification (transformation
mentale de longue durée mise de l’ammonium en nitrate)
en place en 2010 sur un sol ont été testées. L’activité du
limono-argileux du Nord de la sol vis-à-vis de sa capacité
France dont l’objectif est d’étu- à dégrader les substrats car-
dier les impacts de diverses pra- bonés (synonyme : matières
tiques culturales ou systèmes organiques du sol) a aussi
de cultures différenciés, sur été mesurée. Parallèlement,
la productivité brute. L’étude les taux de phosphate et de
de la productivité brute com- nitrate ont été également sui-
prend l’enregistrement de la vis. Deux types de sols ont été
biomasse végétale totale pro- prélevés, l’un n’ayant pas reçu
duite, les rendements agricoles, de fertilisation azotée depuis 6
le taux de matières organiques, ans, l’autre ayant reçu une fer-
l’évolution de la biodiversité tilisation azotée de type clas-
bactérienne et fongique du sique établie selon la méthode
sol et l’intensité de certaines du bilan azoté prévisionnel.
activités biologiques du sol. Lorsque l’on compare les acti-
Ainsi, il faut bien comprendre vités déshydrogénase, phos-
que c’est la productivité brute phatase et uréase entre un sol
qui permet de comparer glo- n’ayant pas reçu d’engrais azoté
balement la performance des depuis 6 ans, sans application
systèmes de cultures et non de glyphosate (sol témoin),
pas uniquement la producti- avec le même sol ayant reçu
vité exprimée seulement par le du glyphosate (histogrammes
rendement agricole. hachurés signalés par les deux
Concernant les études sur flèches rouges), nous consta-
le glyphosate, celles-ci font tons qu’il n’y a pas d’effet néga-
partie de la thèse de doctorat tif significatif du glyphosate à
d’Elodie Nivelle, soutenue le la dose appliquée au champ sur
14 septembre 2017 : « Évalua- les activités déshydrogénase,
tion des effets de l’azote et des phosphatase et uréase. D’autres
source : élodie Nivelle
herbicides sur les indicateurs expériences non présentées
qualitatifs du sol dans des agro- ont également démontré que
systèmes contrastés ». le glyphosate ne modifiait pas
non plus les teneurs en phos-
Étude sur sol nu phate et en nitrate du sol mais
(expérimentation 1, figure 1, augmentait l’activité de nitri-
Nivelle et al, 2017) fication du sol (transformation
Dans cette étude, menée en de l’ammonium en nitrate
laboratoire à partir d’échantil- du sol). Pour une autre expé-
A activité déshydrogénase. B activité phosphatase alcaline. C acti-
lons de sol prélevés au champ, rience, le glyphosate a égale-
vité uréase. Histogrammes hachurés : sol N0 n’ayant pas reçu d’en-
diverses activités biochimiques grais azoté depuis 6 ans ; histogrammes noirs : sol N+ ayant reçu ment exercé un effet négatif
du sol telles que l’activité dés- des engrais azotés depuis 6 ans. d1 : après 1 jour ; d8 : après 8 jours ; sur l’activité de dégradation
hydrogénasique du sol (enzyme d15 après 15 jours. CK : sol témoin sans glyphosate ; FR : sol avec des substrats carbonés (ce qui,
du sol impliquée dans la respi- application de glyphosate. 100FR : sol ayant reçu 100 fois la dose au champ, s’apparenterait à
ration microbienne générale de glyphosate. une diminution de la minérali-
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■ recherche
sation des matières organiques présentés ici), sur sol témoin Figure 3 Influence du type de travail du sol
du sol, même s’il n’est pas pos- non fertilisé depuis 6 ans, nous et de la fertilisation azotée de long terme
sible d’extrapoler directement n’avons pas pu mettre en évi- (6 années) sur le taux de mycorhization
des résultats de laboratoire au dence d’effet significatif du des racines de blé (variété Expert) et la
champ). En revanche, sur sol glyphosate à la dose employée quantité d’azote absorbée par plante
fertilisé en azote depuis 6 ans, au champ sur l’activité déshy- à la floraison du blé
nous avons pu montrer un effet drogénase, le taux de nitrate,
significatif très net, négatif, de la productivité et la durée
la fertilisation azotée sur l’acti- de vie larvaire du puceron ;
vité phosphatase (Cf. flèches à l’inverse, nous avons noté
noires de la figure 1). L’activité un effet légèrement positif du
phosphatase du sol est un bon glyphosate sur l’activité phos-
indicateur de fonctionnalité phatase. En revanche, comme
du sol car elle est souvent cor- pour l’expérimentation 1, nous
rélée au taux de mycorhization. avons mis en évidence un effet
Nous verrons en effet pour les négatif de la fertilisation azo-
études réalisées au champ que tée de long terme sur l’activité
les engrais azotés appliqués à la phosphatase et déshydrogé-
dose actuelle sur le long terme nase. De même que pour l’ex-
affectent négativement et de périmentation 1, nous avons
façon très forte la mycorhiza- montré que la fertilisation azo-
tion des cultures. tée affectait la durée de vie des
larves du puceron Aphis fabae Axe des ordonnées de gauche : taux de mycorhization ; axe des or-
Étude sur sol cultivé avec du alors que le glyphosate appli- données de droite : azote (N) absorbé par la plante. SD sans N : semis
direct sur sol sans azote appliqué depuis 6 ans et SD avec N : semis di-
haricot (expérimentation 2, qué seul à la dose homologuée rect sur sol avec azote appliqué depuis 6 ans. Labour sans N : labour
figure 2, Nivelle et al, 2018) n’avait pas d’effet sur la durée + herse rotative sur sol sans azote appliqué depuis 6 ans. Labour avec
Dans cette expérimentation de vie larvaire du puceron. N : labour + herse rotative sur sol avec azote appliqué depuis 6 ans.
réalisée en conditions de labo- Courbe rose : quantité d’azote absorbée par plante en fonction du
ratoire, nous avons évalué les Étude au champ en type de travail de sol et de la fertilisation azotée appliquée pendant
activités déshydrogénase et conditions agricoles 6 ans. On observe que le labour (2 histogrammes de droite) affecte
phosphatase du sol mais aussi (expérimentation 3, figure 3, négativement le taux de mycorhization du blé comparativement au
le taux de colonisation en my- Nivelle et al, 2016) semis direct (2 histogrammes de gauche). De plus, nous observons
corhizes des racines du haricot Dans cette étude, six systèmes une fois de plus, l’effet négatif des engrais azotés sur la mycorhiza-
et les nitrates. Parallèlement de cultures ont été comparés tion du blé (l’expérience 2 - figure 2 l’ayant démontré sur le haricot) ;
en effet, en condition de semis direct sans azote appliqué depuis 6
la productivité en haricot a été (labour nu, labour avec cou- ans, le taux de mycorhization du blé est de 35 % alors qu’il n’est que
suivie ainsi que le taux de sur- verts végétaux en interculture, de 21 % lorsque des engrais azotés ont été appliqués pendant 6 ans.
vie larvaire du puceron Aphis semis direct nu, semis direct En revanche, en conditions de labour, on s’aperçoit que les taux de
fabae , parasite du haricot. sous couverture végétale). mycorhization chutent respectivement à 10 % et 3 % en absence et
Dans cette même expérimen- Le glyphosate a été appliqué en présence de fertilisation azotée de long terme, comparativement
tation (résultats détaillés non à la dose de 2 l/ha lorsque le à 35 % et 21 % en condition de semis direct.
Figure 2 Influence du glyphosate et de la fertilisation azotée de longue durée
sur le pourcentage de racines de haricot colonisées par les mycorhizes
source : élodie Nivelle
Photos de racines mycorhizées (cercle de gauche)
et non mycorhizées (cercle de droite).
à gauche, pourcentage de longueur de racines colonisées par les mycorhizes nous concluons sagement que le glyphosate n’a pas d’effet sur la mycorhi-
CK : sol sans application de glyphosate ; FR : sol avec application de glypho- zation du haricot. En revanche, la flèche rouge indique que comparative-
sate ; N0 : sol n’ayant pas reçu de fertilisation azotée depuis 6 ans ; N+ : sol ment au sol N0 (histogramme hachuré FR) ayant reçu du glyphosate mais
ayant reçu une fertilisation azotée classique depuis 6 ans ; histogrammes n’ayant pas reçu d’azote minéral depuis 6 ans (histogramme hachuré, N0),
hachurés avec application de glyphosate (FR), histogrammes noirs sans il y a une diminution significative (lettres a et b différentes) de la myco-
application de glyphosate (CK). La flèche bleue indique que lorsque le gly- rhization pour le sol ayant reçu des engrais azotés pendant 6 ans (histo-
phosate (FR) est appliqué sur un sol non fertilisé depuis 6 ans (sol témoin), gramme hachuré N+). Le glyphosate n’exerce donc pas d’effet négatif sur la
il y a une augmentation de la mycorhization ; néanmoins le test statistique mycorhization alors que l’application d’engrais azotés dans la durée affecte
n’étant pas significatif (la lettre a étant commune aux 2 histogrammes), fortement et négativement le taux de mycorhization des racines de haricot.
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■ recherche
traitement était justifié par le mais qu’à l’inverse, le labour et La science et la recherche ont besoin de dis-
salissement des parcelles en la fertilisation azotée minérale séquer les mécanismes pour apporter de la
interculture (désherbage de la de synthèse appliquée sur le connaissance et de la compréhension. Cepen-
culture principale précédente long terme (6 années) affec- dant et avant d’extrapoler, il est toujours judi-
incomplet ou lorsque les cou- taient négativement la myco- cieux de replacer les éléments dans leurs milieux avec
verts végétaux gélifs à la sortie rhization du blé et la réserve toutes les interférences que cela implique. C’est bien
du printemps n’avaient pas du sol en spores de mycorhizes, pour cette raison que des mesures au champ seront toujours très
permis de contrôler suffisam- les champignons mycorhy- complémentaires à celles de laboratoire. Par ailleurs l’agriculture
« imposant » une culture ou une association de cultures, va tou-
ment l’enherbement). ziens étant des indicateurs de jours entraîner une modification et adaptation du milieu. Les pra-
Parmi les effets observés, la qualité de la relation sol/ tiques culturales doivent donc toujours être jugées sous forme de
nous avons pu montrer que plante/microorganismes utiles bilan ou compromis entre les activités entraînant des agressions
les applications de glyphosate ou des sols vivants. De même, et les actions stimulant un développement et une construction.
n’avaient pas de répercussions nous avons pu montrer que les L’objectif étant de faire monter cet équilibre et d’être plus dans
négatives sur le taux de myco- teneurs en matières organiques une démarche d’aggradation que de dégradation. À ce titre, il
rhization du blé (Cf. figure 3), des systèmes labourés étaient est très clair que le travail du sol, bien qu’il soit depuis très long-
ni sur la réserve du sol en spores fortement diminuées mais que temps consenti par les agriculteurs et les communautés scienti-
mycorhizogènes en conditions cette diminution était égale- fiques, possède un impact négatif important sur la vie du sol en
de semis direct nu et de semis ment plus forte en conditions général, qui s’est cependant adaptée pour survivre. Les engrais et
entre autres l’azote, comme le montre T. Tetu ici, sont également
direct sous couverture végétale de fertilisation azotée compa- un gros perturbateur de la biologie du sol. Enfin l’évaluation de
l’impact de la chimie de synthèse est beaucoup plus complexe à
analyser car très différente selon les molécules, les dosages et
les conditions d’application. Pour ce qui est du glyphosate, ces
résultats corroborent ceux que nous avions présentés sur Obe-
racker Suisse (TCS n°85 de novembre/décembre 2015). Ils sont
minimes et certainement même pas directs. En fait, et comme il
faut raisonner « bilan », il ne suffit pas d’éliminer une agression
négative, même importante, pour être mieux. Le poids d’actions
positives que l’on peut insérer dans le système est ici très déter-
minant. C’est à juste titre ce que nous avons appris avec l’AC. La
suppression du travail du sol est certes un progrès mais il a été
T. Tetu
très largement décuplé à partir du moment où nous avons com-
mencé à couvrir les intercultures avec des associations. Alors un
Technique de semis direct sous couverture végétale avec peu de glyphosate ne sera pas si impactant et surtout nous per-
broyage frontal simultanément au semis en interculture courte mettra d’apporter encore plus d’aggradation s’il nous permet de
entre deux blés (valable aussi après pois de conserve, orge supprimer le travail du sol, de produire des couverts performants
d’hiver). Cette technique permet de s’affranchir de l’utilisation et aussi de réduire significativement la fertilisation azotée.
de glyphosate lorsque la parcelle prévue au semis est propre,
Frédéric THOMAS
notamment en graminées adventices (ray-grass, vulpins, brôme,
paturins). Ici, le couvert végétal est du radis structurator et
le semis prévu du blé d’hiver en semis intermédiaire de fin rativement aux sols témoins significative les activités mi-
octobre. Les radis étant broyés, ils sont au surplus gérés après n’ayant pas reçu d’engrais azo- crobiennes du sol.
le semis du blé avec un herbicide antidicotylédones sélectif du tés de synthèse depuis 6 ans.
blé tendre. Un couvert d’avoine rude pourrait également être Concernant la biodiversité En pratique et en conclusion
géré de cette façon avant une culture dicotylédones de type microbienne fonctionnelle du En conclusion, nos travaux ont
pois d’hiver, fèverole d’hiver ou lin d’hiver. Pour les semis de sol, nous avons également pu démontrer que le travail du
printemps, les couverts ayant en principe gelé, le roulage ou un pu montrer que le glyphosate sol intensif (labour + herse
rouleau faca suffisent généralement ; la technique de broyage
étant tout de même conseillée avant culture légumière de type
appliqué au champ n’avait pas rotative) mais aussi la fertili-
pois de conserve ou haricot afin de ne pas emporter de résidus d’effet négatif alors qu’une fois sation azotée appliquée dans
de couverts avec les légumes lors de la récolte. Pour d’autres de plus, il est apparu que le la durée (6 années pour nos
raisons, l’utilisation d’un herbicide antigraminées spécifique travail du sol par le labour et expérimentations) affectaient
peut être conseillée au stade jeune du couvert lorsque la par- la fertilisation azotée de long négativement un ensemble de
celle est une parcelle connue pour présenter une flore adventice terme affectaient de manière processus naturels (stockage de
graminée importante, et plus particulièrement notamment en
élevage lorsque les pailles sont ramassées ; la flore adventice se
trouve alors concentrée sous les andains, le couvert végétal ne
pourra se développer correctement. Les doses d’antigraminées
spécifiques pouvant également fortement diminuer par ajout de
sulfate d’ammonium poudre (2kg/ha) et d’une minidose d’huile
(type Gondor). Néanmoins pour ce type de parcelles non contrô-
lées efficacement et antérieurement par les herbicides sélectifs,
l’utilisation du glyphosate restera le meilleur niveau de sécuri-
sation, surtout si les graminées (ray-grass et vulpin) sont de type
résistants. Le contrôle de la germination des graminées adven-
tices jusqu’au printemps est cependant possible à condition de
choisir des espèces de couverts non gélives et de broyer le cou-
vert végétal 4 à 6 semaines avant le semis de la culture princi-
pale (début février avant betterave, lin et pois ; début mars avant
maïs) et bien sûr d’augmenter la dose de semis du couvert végé-
tal ; faute de quoi, après gel du couvert, la luminosité parvenant
sur le sol fera de nouveau germer les adventices.
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■ recherche carbone des sols, taux de my- de développement. Quant à la corhization, biodiversité fonc- dangerosité du glyphosate, il Bibliographie tionnelle) contrairement au est à noter qu’une agence in- 1. Julien Verzeaux, abdelrahman alahmad, hazzar glyphosate qui n’a pas empê- ternationale sur trois le classait habbib, Elodie Nivelle, david roger, Jérôme La- ché d’observer les effets positifs en tant que cancérigène poten- coux, Guillaume decocq, Bertrand hirel, manuella sur le taux de mycorhization du tiel, notamment faisant suite à catterou, fabien spicher, frédéric dubois, Jérôme blé, le stockage de carbone et une publication internatio- duclercq, thierrytetu. 2016. Cover crops prevent the delete- l’augmentation de la biodi- nale de 2012, alors que depuis rious effect of nitrogen fertilisation on bacterial diversity by versité fonctionnelle dans les cette date, cette publication, maintaining the carbon content of ploughed soil. Geoderma, sols conduits en semis direct controversée scientifique- Volume 281, pages 49-57. nu (témoin) et en semis direct ment, a finalement été retirée sous couverture végétale. par l’éditeur, preuves scienti- 2. Julien Verzeaux, david roger, Jérôme Lacoux, Elodie Nivelle, Par ailleurs, même si le glypho- fiques ayant été rapportées que clément adam, hazzar habbib, Bertrand hirel, frédéric dubois sate est régulièrement utilisé les conditions de traitement and thierry tetu. 2016. in Winter Wheat, No-Till Increases en agriculture de conservation statistique ne permettaient mycorrhizal Colonization thus Reducing the Need for Ni- comme il l’est également en pas de conclure scientifique- trogen fertilization. agronomy 2016. 6, 38 ; doi :10.3390/agro- agriculture traditionnelle, la ment aux effets observés. nomy6020038. gestion des couverts végétaux Par ailleurs, il est à noter que en AC peut également se faire d’autres pesticides, pourtant 3. Julien Verzeaux, Elodie Nivelle, david roger ,Bertrand hirel, par broyage du couvert végétal réellement considérés comme frédéric dubois and thierry tetu. 2017. Spore Density of Ar- simultanément au semis direct cancérigènes, tels le 2.4D et buscular mycorrhizal fungi is fostered by Six years of a No- sous couvert à condition que la bien d’autres, ne font l’objet Till System and is Correlated with Environmental Parame- parcelle ait été gérée efficace- que de très peu d’attention vis- ters in a Silty Loam Soil. agronomy 2017, 7(2), 38; doi :10.3390/ ment dans la culture principale à-vis des autorités institution- agronomy7020038. précédente (par les herbicides nelles. Pourtant, par exemple, sélectifs utilisés notamment en recherche dans le domaine 4. élodie Nivelle, Julien Verzeaux, hazzar habbib, Yakov Kuzya- en absence de graminées ad- des biotechnologies végétales, kov, Guillaume decocq, david roger, Jérôme Lacoux, Jérôme ventices). Par ailleurs, avec nous utilisons la matière active duclercq, fabien spicher, Jose-Edmundo Nava-saucedo, ma- la technique du broyage et 2.4D (gamme ultrapure pour nuella catteroua, frédéric dubois, thierry tetu. functional au travers du choix judicieux la recherche) pour son action response of soil microbial communities to tillage, cover crops des couverts végétaux, il est hormonale équivalente ou and nitrogen fertilization. 2016. applied soil Ecology 108 également possible de gérer « hormone like » de celle des (2016) 147–155. ces derniers par le choix des auxines naturelles (hormones herbicides sélectifs utilisés de division et de multiplication 5. élodie Nivelle, Julien Verzeaux, amélie chabot, david roger, en culture, en choisissant par cellulaire). Nous manipulons Quentin chesnai, arnaud ameline, Jérôme Lacoux, Jose-Ed- exemple un couvert végétal cette matière active sous hotte mundo Nava-saucedo, thierry tétu,manuella catterou. Effects constitué exclusivement de di- de sécurité avec aspiration, of glyphosate application and nitrogen fertilization on the cotylédones lorsque la culture le risque cancérigène étant soil and the consequences on aboveground and belowground suivant le couvert végétal sera signalé sur les flacons com- interactions. 2018. Geoderma 311 (2018) 45–57. une graminée (céréale, maïs), mercialisés pour la recherche. ou à l’inverse constitué exclu- Bien entendu, en tant que 6. élodie Nivelle, Verzeaux J, chabot a, roger d, spicher f, La- sivement de graminées (type scientifique, nous savons bien coux J, et al. 2017. Does nitrogen fertilization history affects avoine rude) lorsque la culture que derrière les polémiques sur short-term microbial responses and chemical properties of principale suivante sera une la dangerosité du glyphosate soils submitted to different glyphosate concentrations ? pLos dicotylédone, par exemple de en tant que pesticide, se cache oNE 12(5). type légumineuse. De même, les 9/10 de l’iceberg : poursuite il est possible de diminuer for- de l’interdiction des OGM en 7. Julien Verzeaux, Bertrand hirel, frédéric dubois, peter J. Lea, tement les doses de glyphosate France et en Europe, puisqu’en thierry tétu. Agricultural practices to improve nitrogen use appliquées par l’ajout d’huile interdisant le glyphosate, cela efficiency through the use of arbuscular mycorrhizae : Basic (type Gondor), de sulfate entraînerait implicitement and agronomic aspects. review article. 2017 plant science 264 d’ammonium sous forme de l’interdiction de l’utilisation (2017) 48–56. poudre (2 kg/ha). Le roulage des variétés cultivées résis- des parcelles après application tantes au glyphosate, de type 8. hazzar habbib. thèse de doctorat. 2016. Impact des sys- du glyphosate permet égale- « round-up ready ». tèmes de cultures sur l’efficience d’utilisation de l’Azote ment de diminuer encore plus Thierry TeTu1, agriculteur chez le blé et le maïs. Influence du travail du sol, des couverts les doses par l’effet de blessures et maître de conférences végétaux d’interculture et de l’historique de fertilisation qu’il provoque augmentant à l’université de picardie azotée. la pénétration du glyphosate. jules Verne Ainsi, nous pouvons nous 9. Julien Verzeaux. thèse de doctorat 2017. Évaluation multi- rendre compte que c’est bien (1) Responsable de la licence profes- paramétrique de la performance des systèmes de culture en l’innovation réalisée au jour sionnelle agriculture de conservation agriculture de conservation des sols : approche agroécolo- le jour par les agriculteurs qui des sols, université de Picardie Jules gique. permet de progresser vis-à-vis Verne ; enseignant-chercheur en de l’utilisation des pesticides agroécologie, unité de recherche 10. élodie Nivelle. thèse de doctorat 2017. Évaluation de en général et de répondre ainsi EDYSAN, FRE-CNRS 3498, UFR l’azote et des herbicides sur les indicateurs qualitatifs du sol aux objectifs de l’agriculture Sciences, 33 Rue Saint Leu, 80039 dans des agrosystèmes contrastés. durable sous toutes ses formes Amiens. 28 Agronomie, écologie et innovAtion. tcS n°94. SePtemBre/octoBre 2017
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