Cellule 1 : Gestion et fertilisation des sols

30 producteurs de grandes cultures participent à des activités de la cellule 1

Les pratiques agricoles évaluées dans cette cellule ont pour objectif d’intensifier la séquestration du carbone dans les sols par l’augmentation de la matière organique, mais aussi de réduire les émissions de GES provenant des sols, notamment celles associées à la fertilisation des cultures. Elles sont :

11 activités de recherche

Les activités de recherche seront effectuées auprès de producteurs agricoles qui participent aux activités de la cellule ou en station expérimentale. Celles-ci se concentrent sur :

• Les stocks de carbone des sols des fermes de la cellule au début et à la fin du projet;
• Les effets des pratiques de travail du sol, des sources de fertilisants et de la gestion des résidus de récolte sur les stocks de carbone et de la santé des sols;
• La production de biomasse, la valeur fertilisante et les effets sur le carbone des sols des cultures de couverture;
• L’efficacité d’inhibiteurs d’azote pour réduire les émissions de GES;
• La prédiction des effets des différentes pratiques étudiées sur le carbone des sols à l’aide de l’outil de modélisation STICS;
• Le développement de la technologie LoRaWAN afin d’offrir aux entreprises agricoles des informations météorologiques plus précises;
• Les incidences économiques des pratiques agricoles étudiées;
• L’effet des pratiques agricoles étudiées sur le bilan carbone des fermes et sur la biodiversité.

L’objectif de cette activité de recherche est de brosser un portrait des stocks de carbone des sols des fermes, au début et à la fin du projet (2024-2028), afin d’en déterminer la dynamique et de mesurer l’impact des pratiques exécutées à la ferme. Dans chacune des 30 entreprises agricoles impliquées dans les activités de la cellule 1, des échantillons seront prélevés jusqu’à 1 m de profondeur dans deux champs, ainsi que dans une zone témoin non perturbée située à proximité de chaque champ. Ces échantillons seront ensuite analysés en laboratoire.

La séquestration du carbone et la santé des sols en fonction de l’intensité de travail du sol, la source de fertilisation et la gestion des résidus de récolte, dans un contexte de rotation blé-maïs-soya seront évaluées pendant quatre ans. Cette activité aura lieu à la Ferme expérimentale de Saint-Augustin-de-Desmaures d'AAC où deux types de sol sont à l’étude depuis le printemps 2009.

Ici, on voudra déterminer la production de biomasse de cultures de couverture en dérobée au Québec, afin d’estimer le potentiel de stockage du carbone par celles-ci. Pour cela, la production de biomasse par les cultures de couverture sera évaluée dans 24 fermes de 2024 à 2026. Ces cultures seront implantées après une céréale d’automne ou de printemps ou bien une culture de légumes de transformation.

L’impact des cultures de couverture et du travail du sol sur la disponibilité de l’azote dans une rotation maïs-soya et sur la séquestration du carbone sera évalué. Pour cela, la variabilité spatiale et temporelle des rendements des cultures et des propriétés physicochimiques des sols sera évaluée dans des champs où des cultures de couverture sont implantées pour la première fois l’année même, depuis quatre ou cinq ans ainsi que depuis plus de 10 ans. Six fermes participeront à cette activité.

L’efficacité des inhibiteurs d’uréase et de nitrification à réduire les émissions de protoxyde d’azote et à améliorer l’efficacité de prélèvement de l’azote sera vérifiée. Les inhibiteurs devraient permettre de réduire les émissions de protoxyde d’azote et peut-être, dans certaines conditions, de réduire la dose d’azote apportée aux cultures.

De 2024 à 2026, des essais seront réalisés dans une dizaine de fermes chaque année et permettront de comparer les rendements ainsi que les émissions de protoxyde d’azote obtenues avec et sans inhibiteurs, à dose pleine d’azote (N) ou avec une dose réduite, dans les céréales et dans le maïs.

L’évaluation de l’influence relative du système racinaire et des parties aériennes des cultures de couverture intercalaire et en dérobée sur les apports en carbone et en azote sera effectuée. De 2024 à 2027, les essais permettront de vérifier l’amélioration de la structure du sol, la présence de microorganismes clés dans le cycle du carbone et de l’azote, la réduction du besoin en azote de la culture principale, ainsi que d’évaluer l’importance relative des facteurs édaphiques, climatiques et agronomiques sur la réponse des sols et des cultures. Huit à dix fermes par année participeront à cette activité.

En poursuivant le développement du logiciel OGeMOS, un outil qui permet de simuler l’évolution de la matière organique des sols sous l’effet des pratiques agricoles, il sera possible de modéliser la quantité de carbone dans le sol. Disponible sur Internet, ce logiciel, destiné aux conseillers et aux producteurs agricoles, fournit une simulation à l’échelle du champ. Les données collectées dans le cadre d’autres activités de cette cellule contribueront à calibrer et à valider l’effet du climat et de la texture du sol sur sa teneur en carbone. Des simulations de la dynamique du carbone pour les fermes participantes seront également réalisées.

Deux outils seront mis à contribution dans cette activité. D’abord, on utilisera le modèle STICS pour améliorer, évaluer et réaliser diverses simulations, et on poursuivra le développement de la technologie LoRaWAN pour évaluer, déployer et informer. Plus précisément, le modèle STICS sera utilisé pour évaluer l'effet de certaines pratiques de gestion bénéfiques (ex. : cultures de couverture) sur la dynamique du carbone du sol ainsi que d’autres variables agroenvironnementales, comme le rendement des cultures ou les émissions de protoxyde d'azote sur le long terme. De son côté, la technologie LoRaWAN permet de connecter des capteurs météorologiques installés dans les champs et de transmettre en continu les informations pour faciliter la prise de décision. Ces données sont intégrées dans des interfaces que les producteurs pourront consulter sur leurs appareils électroniques (téléphone, tablette, etc.).

Est-il possible d’évaluer, pour chaque entreprise participante à la cellule 1, le rapport coût/bénéfice des pratiques agricoles mises en œuvre dans le Laboratoire vivant – Racines d’avenir (cultures intercalaires, cultures de couverture en dérobée, engrais verts, apport de matière organique au sol)? Une analyse transversale permettra d’identifier les conditions dans lesquelles les pratiques agricoles semblent donner les résultats les plus avantageux pour les producteurs

L’évaluation de l’effet des pratiques agricoles de la cellule 1 sur le bilan carbone des 30 fermes participantes à cette cellule est au cœur de cette activité de recherche. Pour cela, le calculateur Agriclimat utilisé pour réaliser le bilan carbone de la plupart des fermes participantes sera amélioré à partir des nouvelles connaissances développées au sein de la cellule 1. Le bilan carbone des 30 fermes sera réévalué afin de chiffrer les gains réalisés en matière de GES émis et de carbone séquestré grâce aux pratiques agricoles adoptées au cours du projet.

La biodiversité associée aux cultures intercalaires, aux cultures de couverture en dérobée ainsi qu'aux mélanges de plantes fourragères, et des pratiques évaluées dans les cellules 1 et 2 du projet seront documentées. Cette surveillance sera effectuée au moyen d'enregistreurs audio spécifiquement conçus pour la surveillance acoustique de la faune. L’évaluation sera menée annuellement sur quelques fermes, à partir de 2025, dans une approche collaborative.