Le problème d'infiltration

Louis Robert, agr., M.Sc.
Conseiller en grandes cultures
MAPAQ Montérégie

Face aux risques d’inondation, certainement de plus en plus réels dans les prochaines années, une remise en question des pratiques culturales doit faire partie de la réflexion globale, au lieu de la seule idée de construire des digues ou d’autres structures. Non seulement cette réflexion est pertinente à l’échelle de l’entreprise agricole et du bassin versant, mais elle l’est aussi à l’échelle planétaire. L’Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO) y consacre d’ailleurs beaucoup d’efforts depuis quelques années, notamment en mettant en œuvre les
mesures de l’« agriculture intelligente face au climat ».

Cela peut sembler surprenant, mais ces dernières années, simultanément ou presque avec les périodes d’inondation, on a mesuré des niveaux de nappes d’eau souterraine (phréatique) de plus en plus bas d’un printemps à l’autre. Le fait que les études de qualité mettent généralement en évidence un bon état des eaux souterraines par rapport aux eaux de surface, beaucoup plus chargées de sédiments et de contaminants (pesticides et nutriments), indique également que le cheminement de l’eau des précipitations a été détourné.

Dans un régime hydraulique fonctionnel en milieu agricole, l’eau de surface, provenant des pluies ou de la fonte des neiges, devrait pouvoir s’infiltrer dans le sol pour servir aux plantes et aux cultures présentes et pour alimenter la réserve en eau utile du sol (un sol en santé peut en emmagasiner beaucoup); l’excédent devrait percoler par gravité, par l’entremise des macropores, et rejoindre la nappe phréatique.

Caractérisation de l’infiltration

La capacité d’infiltration de la surface, ou perméabilité, est une des caractéristiques les plus visibles de l’état de santé d’un sol. Il s’agit en réalité d’une propriété des sols que l’on a longtemps négligée, en préférant la plupart du temps se tourner vers des causes plus «traditionnelles » et superficielles (donc plus accessibles) pour expliquer les rendements souvent décevants des grandes cultures.

Il existe tout de même assez d’indications provenant autant de la recherche que de mesures ponctuelles adoptées sur le terrain pour établir hors de tout doute que le taux d’infiltration des sols est aujourd’hui limité au point de nuire à leur productivité, particulièrement à l’occasion de printemps pluvieux. On mesure très souvent des valeurs inférieures à 10 mm/h dans les champs à la structure dégradée de la Montérégie et d’autres régions de grandes cultures.

 

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Que ce soit en utilisant des cylindres de PVC (A), l’infiltromètre de Côté (B) ou l’infiltromètre de Guelph (C), le constat est le même : l’eau de surface ne s’infiltre que très lentement dans le sol. (Photos : Bruno Garon.)

Facteurs limitant l’infiltration

Outre l’effet inévitablement négatif de la mise en culture initiale, on a constaté, au cours des dernières années, de plus en plus d’eau persistante en surface, résultat que l’on semble attribuer uniquement aux précipitations intenses. Le travail de sol annuel (effectué encore ici avec de l’équipement de plus en plus lourd), le drainage (et le surdrainage) systématique et le nivellement sont au nombre des techniques que l’on devrait remettre en question. Bien souvent, pour corriger un problème d’eau de surface, ces interventions détournent une eau potentiellement très utile vers les plans et cours d’eau de surface, ce qui accentue les risques d’inondation et a pour effet que l’eau entraîne avec elle plusieurs sédiments et contaminants (éléments nutritifs, pesticides, etc.) qui auraient pu être filtrés plus efficacement par la matrice du sol.

Correction de l’infiltration

Certaines propriétés physiques du sol ne peuvent être modifiées, telles la texture ou la profondeur. Par contre, d’autres peuvent être altérées ou encore améliorées. Par exemple, une stimulation de l’activité biologique, initiée par une réduction du travail du sol et l’intégration simultanée de cultures de couverture dans la rotation, favorisera une agrégation stable et augmentera la macroporosité. En fait, plusieurs pratiques ont montré leur effet positif pour ce qui est d’améliorer l’infiltration :

  • Le travail réduit, surtout le semis direct permanent. À court terme, réduire le travail du sol peut avoir un effet très variable selon le site ou le type de sol, voire ralentir l’infiltration; à long terme toutefois (plus de 10 ans), on observe généralement un effet positif considérable.

Tableau 1. Incidence du travail du sol sur le taux d’infiltration

Système

Taux d'infiltration (mm/h)  

 Fourchette  Moyenne
Labour De 8 à 85 47
Travail minimal De 19 à 171 95
Semis direct De 35 à 353 194
Boisé De 157 à 652 404

(à la suite de 47 et 49 ans de traitements dans deux sites en Ohio, aux États-Unis) (Kumar, S., Kadono, A., Lal, R., et Dick, W. 2012. Long-term tillage and crop rotations for 47-49 years influences hydrological properties of two soils in Ohio. Soil Sci. Soc. Am. J. 76:2195-2207.) 

  • Le sous-solage. Les essais réalisés au Québec n’ont obtenu que des résultats inconsistants pour rétablir la productivité de sols compactés. L’effet sur l’infiltration est habituellement plus important. Un sous-solage, dans de bonnes conditions avec le bon équipement, peut avoir des effets positifs sur l’infiltration, l’enracinement et le rendement sur une période de 30 ans.
  • Les cultures de couverture. De tous les paramètres de sol, c’est à l’égard de l’infiltration que les cultures de couverture produisent l’effet le plus rapide, soit dès la première année suivant l’implantation. L’amélioration peut être de courte durée par contre, ou même imperceptible, si le sol était au départ en bonne condition, mais elle est beaucoup plus marquée lorsque la méthode est conjuguée avec le semis direct. L’amplitude de l’effet sur l’infiltration peut également être liée à la protection du sol contre le froid, alors que la méthode est susceptible d’accélérer le dégel au printemps.
  • Les engrais de ferme. L’utilisation d’engrais de ferme n’améliore l’infiltration qu’à des doses excessives (plus de 50 tonnes à l’hectare) et sur un sol d’une faible teneur en matière organique.

Certaines de ces méthodes ont le potentiel d’accélérer considérablement le taux d’infiltration de l’eau de surface dans le profil du sol, peu importe la texture argileuse (compacte?) ou sableuse (pulvérisée?) du sol que l’on travaille. Si le semis direct, à long terme, avec des cultures de couverture, peut accélérer l’infiltration de 150 mm/h par rapport au labour, soit près de 6 pouces d’eau infiltrée de plus, par heure, imaginons le volume d’eau qui peut être évacué à l’échelle du bassin versant.

Dans un contexte de bouleversements climatiques, les sols peuvent contribuer à atténuer les risques d’inondation. Cela est même susceptible de constituer un élément crucial dans les prochaines années.

Texte intégral : journal Gestion et technologie agricoles (GTA), 7 décembre 2017

 
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Dernière mise à jour : 2018-02-08

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