Teneur en eau des sols : quel est l’effet des couverts d’interculture ?

Le développement des couverts végétaux à l’interculture incite à tenter d’optimiser les bénéfices agronomiques attendus pour la culture de printemps suivante. Si certains services (ou dys-services) attendus sont bien connus, tel qu’en matière de fertilisation azotée, les effets sur la réserve en eau du sol sont bien moins référencés.

La présence physique d’un mulch (paillis) obtenu à partir d’un couvert détruit et roulé au moment du semis de la culture de printemps pourrait, en théorie, diminuer l’évaporation de l’eau du sol avant que la culture ne recouvre le sol. Cependant, un couvert développant une biomasse significative au début du printemps va indéniablement puiser dans la réserve en eau du sol, ce qui pourrait pénaliser la culture suivante.

Si l’objectif est d’économiser l’eau d’irrigation, vaut-il mieux laisser le sol nu jusqu’au semis de la culture de printemps ou le couvrir d’un couvert vivant ou de paille ? Paille ou couvert broyé : quel mulch préserve le mieux l’humidité du sol dans la culture suivante ?

Trois couvertures du sol étudiées, plus ou moins consommatrices d’eau

Un essai a été mis en place par Arvalis de 2017 à 2019 afin d’étudier l’impact de deux facteurs sur l’utilisation de l’eau : le type de mulch (paille épaisse, couvert détruit au semis du maïs ou broyé 3 semaines avant le semis afin qu’il cesse de consommer l’eau du sol plus tôt) comparé à un sol nu, et le régime hydrique (irrigation limitante ou pas d’irrigation).

Pour chaque modalité, des mesures tensiométriques dans le sol ont été effectuées afin de suivre l’évolution de la teneur en eau du sol. Plus le sol se dessèche, plus la tension augmente. Le rendement du maïs grain (à 15 % d’humidité du grain) ainsi que le taux d’humidité du grain à la récolte ont été également mesurés (encadré).

Effet sur la productivité du maïs : les mulchs retardent la dessication du grainComme il n’était pas possible d’adapter la dose d’irrigation à la modalité de couvert, il a été décidé de comparer le rendement et l’humidité du grain à la récolte d’un maïs conduit en pluvial ou irrigué avec un volume d’eau limité. Cette contrainte ne permettait toutefois pas de distinguer l’effet, sur le rendement, de la couverture du sol de l’effet du manque d’eau.

Les rendements⁽¹⁾ entre les modalités de couverture pour un même régime hydrique sont statistiquement différents en 2017, au profit du sol nu et de la paille épaisse par rapport au mulch de couvert détruit au semis. En 2018 en revanche, les rendements de toutes les modalités sont statistiquement équivalents. Et en 2019, c’est la modalité « couvert détruit 3 semaines avant semis » qui obtient le meilleur rendement en irrigué, tandis que le sol nu est pénalisé en conduite pluviale. Difficile donc de conclure qu’un mulch de couvert broyé maintenu au semis est plus favorable au rendement du maïs qu’un sol nu ou paillé.

Concernant l’humidité du grain à la récolte, on ne constate pas de différences entre modalités en 2019 ; mais en 2017 et 2018, les maïs grains semés en sols recouverts par un couvert roulé ou une paille épaisse ont une humidité à la récolte supérieure à celle obtenue en sol nu. C’est un effet du retard de la levée du maïs observé pour ces modalités, qui a décalé l’intégralité du cycle de la culture.

Ces trois années d’essai n’ont pas été des années à forte demande climatique : en 2018 et 2019, le maïs a eu moins besoin d’eau en début de cycle - une situation observée seulement deux années sur dix sur la période 2001-2020 ; en 2017, si le début de cycle a été classique, la demande en eau estivale a été très faible. Néanmoins, la dose d’eau reçue par le maïs grain dans la modalité irriguée stressée (125 mm) au cours de ces trois années a toujours été bien inférieure à la dose nécessaire pour l’irriguer sans stress⁽¹⁾.

L’eau est, en tendance, plus disponible sous les mulchs

En raison du retard de levée du maïs dans les modalités avec sol couvert par rapport au sol nu, les dates des mesures tensiométriques ont été recalculées en sommes de température maïs (base 6°C-30°C) afin de comparer les tensions aux mêmes stades du maïs pour chaque modalité (figure1).

Au démarrage de la culture, la tension légèrement plus élevée à 30 cm de profondeur pour la modalité « couvert détruit au semis » montre qu’en se développant plus longtemps, le couvert a puisé plus d’eau. Toutefois cette différence se lisse très rapidement au fil du cycle du maïs.

Sur l’ensemble de la campagne, on constate que les tensions sous les mulchs de paille sont inférieures en tendance aux autres modalités : le paillage épais garderait le sol plus humide en surface que les mulchs de couvert, eux-mêmes plus protecteurs qu’un sol nul mais consommant de l’eau. Cependant, cette tendance ne se retrouve pas en 2017.

Il est difficile de conclure de ces essais à une possible économie d’eau d’irrigation lorsque le sol est couvert. Il est, en effet, complexe d’appréhender ce qui relève de l’effet du couvert de ce qui relève des autres variations d’itinéraire technique. De plus, étant donné la diversité des facteurs qui entrent en jeu dans les services attendus du couvert (climat, sol, type de couvert…), il est difficile d’extrapoler à d’autres situations à partir de ces essais où tous les paramètres étaient identiques hormis la couverture du sol et le régime hydrique. D’autant plus que, lorsque les agriculteurs mettent en place un couvert présent au semis, l’ensemble de l’itinéraire technique est adapté (date de semis, variété, intrants…).

Pour espérer une économie d’eau sans nuire aux performances du maïs, il faut parvenir à un compromis entre le développement d’une biomasse suffisante du couvert - sans qu’elle soit excessive en cas de printemps sec - et une technique d’implantation permettant une levée du maïs et un début de cycle optimaux.

C’est pourquoi un essai adapté est mis en place en 2021, où des lignes sont travaillées au strip-till au sein du couvert trois semaines avant le semis du maïs et où la conduite irriguée est différenciée pour chaque modalité. Cette technique devrait assurer une levée optimale du maïs à une date de semis plus précoce, tout en maximisant le développement et donc le bénéfice du couvert sur l’inter-rang du maïs.

(1) Les performances du maïs et les conditions hydriques des essais sont précisés sur http://arvalis.info/240.