Un travail du sol réduit protège les vers de terre

Werner Jossi, Urs Zihlmann, Thomas Anken, Brigitte Dorn et Marcel Van der Heijden - Station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, 8046 Zurich Ruedi Tschachtli, Centre de formation professionnelle Nature et Alimentation BBZN, 6170 Schüpfheim



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Introduction

Repos du sol et nourriture suffisante

Dans un sol de prairie fertile et profond, on peut compter plus de quatre tonnes de vers de terre par hectare (Cuendet 1997). Des études ont montré que ce sont surtout les espèces de grands vers creusant en profondeur qui sont vulnérables au travail du sol (Maurer-Troxler et al. 2005, Jossi et al. 2004). Le risque de blessures est particulièrement élevé pour les grands vers lorsque le travail du sol a lieu au printemps ou en automne, parce qu’à cette période, ils se trouvent principalement dans les couches supérieures du sol. En hiver et pendant les mois chauds de l’été, les vers migrent vers les couches plus profondes du sol, où ils sont protégés du froid ou de la sécheresse. En cas d’exploitation agricole, une population efficace de vers de terre ne peut généralement se développer que dans les prairies pluriannuelles, où ces organismes trouvent suffisamment de nourriture et où ils n’ont à craindre pratiquement aucun effet inhérent au travail du sol.

Les vers de terre absorbent de grandes quantités de nourriture sous forme de matière végétale morte. Une couverture continue du sol avec des plantes cultivées ou des cultures dérobées peut leur procurer constamment de la nourriture. Les résidus végétaux qui stagnent à la surface du sol sont particulièrement efficaces, contrairement à ceux qui sont enfouis dans le sol par le labour. Les vers de terre tirent la matière végétale dans les galeries qu’ils creusent pour se créer des réserves. La matière végétale s’y décompose et ce n’est qu’à ce moment que les vers la dévorent. Les excréments des vers de terre forment finalement des grumeaux de sol riches en éléments nutritifs. Bauchhenss (2005) a prouvé que dans un sol où les vers de terre sont actifs, jusqu’à 60 dt/ha de résidus de paille peuvent être décomposés par les vers de terre entre les moissons et le semis de maïs au printemps suivant.

Pour savoir comment se développent les populations de vers de terre dans les parcelles sans labour et avec semis direct, des relevés ont été effectués pendant plusieurs années dans le cadre de deux essais de systèmes culturaux à Burgrain (Alberswil LU) et à Hausweid (Aadorf TG ; cf. encadré p. 434).

Matériel et méthodes

Sites d’essai

Burgrain : l’essai sur les systèmes culturaux a duré de 1991 à 2008 dans l’exploitation mixte de Burgrain à Alberswil (LU). Il avait pour but d’étudier les répercussions d’un apport réduit en éléments fertilisants et en protection phytosanitaire sur le rendement, la rentabilité et l’environnement dans trois systèmes culturaux différents : intensif, extensif et Bio (encadré). Pendant les trois assolements de six ans, des relevés du nombre de vers de terre ont été effectués dans tous les systèmes culturaux.

Dans la deuxième période d’assolement de 1997 à 2002, des échantillons ont été prélevés chaque année sur les six parcelles (Jossi et al. 2004). Durant la troisième période d’assolement, de 2003 à 2008, certains changements ont eu lieu concernant la gestion de l’exploitation : le colza a remplacé les pommes de terre et l’orge d’automne a pris la place de l’orge de printemps. De plus, le système cultural PIextensif a supprimé le labour. Le maïs-ensilage a été mis en place après la prairie temporaire de deux ans avec un semis en bandes fraisées, le colza avec un semis sous litière la troisième année succédant la prairie temporaire. Pour la mise en place du blé d’automne, de l’orge d’automne et de la prairie temporaire, on a eu recours au cultivateur et à la herse rotative à axe horizontal (encadré). Les systèmes culturaux Bio et PIintensif ont continué à être travaillés à la charrue horssillon et à la herse rotative à axe horizontal (Zihlmann et al. 2010).

Hausweid : l’essai de Hausweid à Aadorf (TG) a été mis en place en 1987 pour étudier les influences durables des différentes méthodes de travail du sol sur les paramètres pédologiques et agronomiques (Anken et al. 1997). Au total, trois systèmes de travail réduit du sol ainsi qu’un système de semis direct ont été comparés au labourage traditionnel (encadré). Des relevés du nombre de vers de terre ont été effectués en 2005 et 2008 dans les procédés labour et semi direct.

Les relevés ont toujours été effectués en octobre, au moment où les vers de terre se trouvent dans la couche supérieure du sol. Dans l’essai de Burgrain, six surfaces partielles ont été étudiées par système cultural, et, dans l’essai de Hausweid, huit surfaces de 0,25 m² par procédé (deux par répétition). La méthode appliquée consistait à capturer les vers à la main, en les faisant émerger du sous-sol à l’aide d’une solution de formaline. La terre a été retournée à la bêche à une profondeur d’environ 20 cm et ratissée à la main. Dix litres de solution de formaline (0,1 %) ont été alors versés dans la cavité creusée, qui était ensuite contrôlée pendant 45 minutes. Ce traitement ultérieur permet de ramener à la surface les vers qui se sont retirés dans les couches plus profondes du sol. En général, il s’agit des grands vers de type Lumbricus terrestris, que l’on arrive difficilement à dénombrer, notamment dans les sols profonds où les galeries qu’ils creusent restent intactes après les excavations (Cuendet 1997). Dans les cultures labourées, ces captures ultérieures ont généralement donné de faibles résultats (fig. 2). Les vers ont été conservés dans une solution de formaline à 4 % et comptés en laboratoire. Ils ont été pesés et répertoriés par espèce (Cuendet 1995).

Détermination des espèces de vers de terre

En fonction de leur comportement, de leur taille et de leur couleur, les vers de terre peuvent être répartis en quatre grands groupes écomorphologiques (types de conditions de vie) :
- Espèces épigéiques : petites espèces à pigments rouges. Elles vivent dans la couche de litière du sol et se nourrissent de résidus végétaux en décomposition. Ces espèces sont fréquentes dans le compost. Elles sont en général faiblement représentées dans les terres cultivées et peuvent tout au plus s’établir dans les couches de mulch ou dans les prairies pluriannuelles.
- Espèces endogéiques : vers de terre non pigmentés, roses à gris bleuté. Ils vivent dans la couche supérieure du sol au niveau des racines. En absorbant la matière organique du sol, ils contribuent à sa décomposition et la mélangent avec la terre environnante. Ils construisent généralement des couloirs horizontaux qui ne sont pas solides.
- Espèces de Lumbricus anékiques : grands vers de terre à pigments rouge brun. Ils construisent des galeries verticales et solides qui peuvent s’étirer très profondément dans le sous-sol. Ils tirent les résidus végétaux dans leurs galeries depuis la surface du sol pour s’en faire des réserves de nourriture. Ils déposent généralement leurs excréments dans le sol. Les vers restent actifs durant toute l’année. Pendant les périodes sèches et par grand froid, ils se retirent dans les zones les plus profondes du sol. Les jeunes animaux ont un comportement égipéique, c’est-à-dire qu’ils vivent dans la couche de litière. L’espèce la plus fréquente de ce type est le ver de terre commun (Lumbricus terrestris). Grâce à sa fonction essentielle, il a été élu animal de l’année 2011 par Pro Natura.
- Espèces de Nicodrilus anékiques : grands vers à pigments bruns noirs, qui vivent également dans des galeries verticales. Ils se nourrissent de résidus végétaux restés en surface. Les animaux adultes produisent beaucoup d’excréments qu’ils évacuent à la surface du sol (buttes). Ils survivent aux périodes sèches en été, roulés en boules dans les couches inférieures du sol. Les jeunes animaux se comportent de manière endogéique, c’est-à-dire qu’ils vivent dans les couches supérieures du sol. Pour l’évaluation, on privilégie en général la biomasse des vers de terre (p. ex. g/ m²), parce qu’elle reflète mieux l’impact écologique des vers de terre sur le sol que le nombre d’individus.

Résultats

Le sarclage du maïs met-il les vers de terre en danger ?

Durant le troisième assolement, la population de vers de terre dans l’essai de Burgrain était très élevée dans le maïs-ensilage qui a suivi la prairie temporaire de deux ans, avec une biomasse d’environ 300 g par m² (Cuendet 1997). Dans le système intensif avec labour, la moyenne n’était que de 3 % inférieure à celle du système extensif avec semis sur bandes fraisées. Dans le système extensif, on a relevé un peu plus d’espèces épigéiques. Les faibles différences entre les deux systèmes culturaux PI n’étaient significatives pour aucun des groupes d’espèces (tabl. 1). Malgré le labour en mai, les populations de vers étaient très élevées en 2004 et 2005 dans le système intensif. Dans le système cultural Bio, également avec labour, la population de vers de terre sur une moyenne de cinq ans était inférieure de 17 % à celle du système extensif. En particulier les espèces de vers Nicodrilus anékiques étaient nettement moins nombreuses dans le système Bio. Le résultat est statistiquement significatif. Il est possible que le sarclage du maïs à deux reprises avec une sarcleuse-étoile en mai/juin ait causé des dommages à ces deux espèces de grands vers de terre (fig. 1, tabl. 1).

Le colza favorable aux vers de terre

Les résultats obtenus après le colza étaient semblables à ceux obtenus après le maïs-ensilage. Sur la moyenne des cinq années d’essai, la biomasse de vers de terre dans les procédés avec labour était de 7 % inférieure au système extensif avec semis sous litière dans le système intensif et de 14 % dans le système Bio (fig. 1, tabl. 1). A l’exception des espèces Nicodrilus anékiques, tous les autres groupes d’espèces affichaient des valeurs légèrement plus élevées avec le système extensif. Les différences n’étaient statistiquement significatives que pour les espèces de vers de terre épigéiques. Ces dernières ont probablement bénéficié du mulch qui se trouve à la surface du sol. En général, le colza peut être considéré comme une culture qui ménage les vers de terre, car le travail du sol a lieu fin août/début septembre, lorsque les vers se trouvent la plupart du temps encore dans les couches souterraines profondes. Grâce à la croissance rapide du colza et à sa période végétative de près d’un an, les vers disposent d’une longue trêve avec approvisionnement constant en nourriture.

En moyenne, la biomasse des vers de terre relevée dans le colza était inférieure de 22 % par rapport au maïs ensilage (fig. 1). La réduction s’explique par la position du colza dans l’assolement après le maïs-ensilage et le blé d’automne. Le travail du sol de la culture précédente (blé d’automne) a probablement réduit le nombre des vers de terre. Dans l’assolement de 1997 à 2002, les vers de terre ont subi de gros dommages causés par le travail du sol en octobre, pour le blé d’automne, et ne s’en sont remis que grâce à la prairie temporaire bi-annuelle (Jossi et al. 2004).

Au total, à Burgrain, l’espèce des Nicodrilus anékiques représentait la majeure partie de la biomasse des vers de terre avec près de 63 %, suivie par les espèces endogéiques (23 %), L. terrestris (10 %) et les espèces épigéiques (4 %). En nombre, ce sont les espèces endogéiques qui dominaient avec près de 55 %.

La couche de litière stimule les vers de terre

Dans l’essai de Hausweid, un relevé des vers de terre a été effectué dès la 18e année de culture en 2005 après le colza, en creusant et en triant à la main sans utiliser de formaline. Il est donc possible que l’espèce L. terrestris ait été légèrement sous-estimée dans cette étude (tabl. 2, fig. 2). La biomasse totale était environ 27 % plus élevée dans les parcelles avec semis direct que dans les parcelles labourées. Les espèces Nicodrilus anékiques et les espèces épigéiques, notamment, étaient plus fréquentes en cas de semis direct, tandis que les vers de terre endogéiques qui vivent dans l’horizon superficiel du sol étaient pratiquement deux fois plus nombreux en cas de labour. La part relativement élevée d’espèces épigéiques dans les deux procédés était elle aussi inhabituelle (tabl. 2). Les espèces épigéiques vivent dans la couche de mulch à la surface du sol et sont sinon plutôt sous-représentées dans les terres cultivées. Il est probable que l’année de relevé ait été favorable sur le plan climatique et que l’approvisionnement en matières végétales dans le colza ait été optimal pour le développement des vers de terre. En nombre, la population de vers de terre était, avec le semis direct, supérieure de seulement 10 % par rapport au labour.

Lors du comptage des vers de terre en 2008, 21 ans après le début de l’essai, les bandes de prairies permanentes entre les parcelles cultivées ont également été étudiées. Avec 60 g par m², la biomasse dans le système avec labour était réduite de 61 % par rapport au semis direct. Quant à la quantité, la réduction était de 21 %.

Comme sur le site de Burgrain, le labour a surtout réduit les espèces anékiques, de 82 % en moyenne. Les espèces épigéiques, également, n’avaient probablement pas la couche de litière nécessaire à leur alimentation dans les parcelles labourées (fig. 2, tabl. 2). Comme dans le relevé de 2005, les espèces endogéiques étaient néanmoins deux fois plus nombreuses dans le procédé avec labour que dans le semis direct. Plusieurs auteurs ont constaté que le travail du sol perturbait moins les petits vers de terre que les plus grands qui creusent plus profondément (Maurer-Troxler et al. 2005, Jossi et al. 2004). Etonnamment, les vers de terre endogéiques qui vivent dans l’horizon superficiel ont semble-t-il été stimulés par le labour. On ne peut que spéculer sur les raisons d’un tel phénomène. Il se peut que la densité végétale supérieure de 10 % dans le procédé avec labour ait fourni de meilleures conditions de vie aux vers. De plus, le pourcentage de pores grossiers était nettement plus important dans la couche supérieure du sol après labour que dans les parcelles avec semis direct (Anken et al. 1997).

Le labour réduit la diversité des espèces

Par rapport à la prairie permanente voisine (= 100 %), la biomasse totale était d’environ 50 % dans le semis direct, et encore de 20 % avec labour, le ver commun (Lumbricus terrestris) étant celui qui subissait la plus forte réduction (fig. 2). De plus, dans le procédé avec labour, la diversité des vers de terre a été réduite en moyenne de 30 % par rapport à la prairie permanente et au procédé avec semis direct (fig. 3). Si l’on établit la moyenne de tous les relevés de 2008, la biomasse des vers de terre sur le site de Hausweid se compose de 41 % d’espèces Nicodrilus anékiques, de 24 % d’espèces Lumbricus anékiques, de 31 % d’espèces endogéiques et de 4 % d’espèces épigéiques.

Discussion

Le semis direct ménage les vers de terre

Le semis direct ne nécessitant pas un ameublissement de l’ensemble de la surface, les sols sont plus portants et mieux protégés contre l’érosion. De plus, des quantités considérables de carburant peuvent être économisées grâce au nombre réduit de passages (Anken et al. 1997). Dans l’essai de Hausweid, aucune perte de rendement notoire n’a été constatée par rapport au procédé avec labour (Anken et al. 2004). Dans l’ensemble, les organismes vivant dans le sol profitent également de ce mode d’exploitation conservateur. Comme dans une prairie permanente, le mélange, l’aération et le drainage des couches supérieures du sol sont en grande partie assurés par les vers de terre. Toutefois, la circulation de machines lourdes sur la parcelle lorsque le sol est trop humide peut entraîner le compactage du terrain et restreindre l’activité des vers de terre. Kramer (2008) a constaté une réduction de la population des vers de terre dans des sols artificiellement compactés, surtout lorsque les machines circulaient sur des sols détrempés. Plusieurs essais ont montré que la population des vers de terre pouvait se régénérer relativement rapidement dans les prairies temporaires. Dans l’essai sur les systèmes culturaux à Burgrain (période de 1997 à 2002), les espèces Nicodrilus anékiques se sont multipliées en moyenne de 80 % dans la prairie temporaire biannuelle (Jossi et al. 2004). Le semis direct ménage également les vers de terre, comme l’a confirmé le relevé dans l’essai de Hausweid. Dans cet essai avec assolement sans prairie temporaire, on a cependant constaté que les conditions pour les vers de terre même avec le semis direct ne sont qu’à moitié aussi favorables que dans la prairie permanente avoisinante. Suivant la culture et le mode d’exploitation les vers de terre ont besoin de plus de temps pour se régénérer dans les conditions du semis direct, que dans une prairie temporaire. Maurer-Troxler et al. (2005) a pu constater une nette hausse des espèces de vers de terre anékiques avec semis direct, sept ans après la dernière intervention dans le sol, pour atteindre un niveau de population semblable à celui des prairies. L’effet stimulant du semis direct sur les vers de terre était particulièrement marqué dans l’assolement sans pommes de terre.

Conclusions

Les vers de terre sont plus ou moins fortement influencés par différents facteurs. Hormis le travail du sol, la fumure et les propriétés du sol jouent également un rôle (Jäggi et al. 2002). Les modes d’exploitation proches de la nature, comme l’agriculture biologique (Pfiffner et Luka 2007) ou la culture extensive PI (Jossi et al. 2004) préserve les vers de terre. Les produits phytosanitaires peuvent affaiblir les populations de vers de terre. Ces dernières années, les pesticides toxiques pour les vers de terre ont tout de même été en grande partie retirés du marché (Jossi et al. 2004). Pour stimuler durablement la population des vers de terre dans les terres cultivées, il faut réduire le plus possible le travail du sol, notamment pendant les périodes où les vers de terre sont actifs, au printemps et en automne, éviter le compactage du sol, veiller à une couverture végétale continue et intégrer des prairies pluriannuelles dans l’assolement.

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