- celles qui régulent la circulation de l’eau en surface : la conductivité hydraulique ou infiltration de l’eau dans le sol, la densité apparente, la porosité totale qui en découle, ainsi que celles qui caractérisent l’état structural du sol et qui, en surface, jouent un rôle important sur la résistance du sol au ruissellement et à l’érosion : la stabilité structurale (aptitude du sol à maintenir un bon état d’agrégation lorsqu’il est soumis à l’action de l’eau ou du vent),
- celles qui conditionnent l’alimentation en eau du végétal comme la teneur en eau à la capacité de rétention qui conditionne la disponibilité en eau pour le couvert végétal, pour laquelle les résultats sont peu nombreux, ne font pas consensus et donc, non mentionnés ici.
Effets des digestats sur les propriétés physiques du sol
Les caractéristiques des digestats, liées aux intrants, aux paramètres de l’unité de méthanisation et aux post-traitements, conditionnent leurs effets sur la qualité physique du sol.
Avantages des apports réalisés dans de bonnes conditions
Selon leur teneur en matière sèche et la forme du carbone qu’ils contiennent, les digestats modifient, comme tous les autres fertilisants organiques, en comparaison à un témoin sans fertilisation ou à une fertilisation minérale :
- la teneur en matière organique stable du sol, qui, du fait de sa densité plus faible que la phase minérale du sol, contribue par dilution à diminuer la densité apparente du sol et donc la compaction du sol, et à augmenter la porosité du sol ;
- l’activité des communautés lombriciennes (ainsi que la composition de ces communautés) qui, en modifiant le complexe argilo-humique, mais aussi en créant des galeries et en produisant des turricules, contribuent à une amélioration de l’infiltration de l’eau dans le sol et de la stabilité structurale ;
- l’activité des microorganismes qui, en consommant le carbone labile du digestat, produisent une diversité de molécules (métabolites microbiens) qui, soit augmentent la cohésion entre les particules et les agrégats (c’est le cas des polysaccharides) soit diminuent la mouillabilité des agrégats (c’est le cas des molécules hydrophobes), et par voie de conséquence, améliore la stabilité structurale du sol. La diminution de la mouillabilité des agrégats peut toutefois conduire à une diminution de la capacité de rétention en eau du sol ; cela peut être préjudiciable, notamment dans le cas des sols sableux.
Sur la figure ci-dessus, sont représentés les effets les plus documentés :
- effets directs liés au carbone (quantité et qualité) présent dans le digestat ;
- effets indirects liés au développement de la culture permis par la valeur fertilisante du digestat. La culture contribue en effet, par le biais des racines, à l’amélioration des propriétés physiques du sol.
Certains de ces processus sont temporaires, lorsqu’ils sont liés à une forme de matière organique labile, facilement décomposable et d’autres, liés à une matière organique stable, se mettent en place sur le moyen-long terme.
Propriétés physiques du sol les plus couramment étudiées
Les risques en cas d’apports répétés
- Les digestats, notamment liquides, comportent des cations monovalents qui peuvent entraîner, lors d’apports répétés et fréquents, des risques de dispersion des agrégats, notamment dans les sols argileux.
- Selon la viscosité du digestat, une diminution de la porosité du sol (colmatage) en surface peut être observée, pouvant entraîner un risque de compaction du sol.
Précautions à l’épandage
La dose, la durée et la fréquence des épandages, mais également le type de sol, le type de travail du sol associé qui peut contrebalancer l’effet positif (cas du labour), la saison et notamment les régimes hydriques des sols (variations saisonnières aussi importantes voire plus importantes que les variations liées aux traitements) sont des facteurs qui déterminent ou modulent l’amplitude de chacun des effets bénéfiques. Il est important de bien les caractériser pour les prendre en compte dans le raisonnement de la fertilisation à base de digestat. Il est important de ne pas épandre de digestats en conditions humides afin d’éviter les risques de tassement (cf. Tassement des sols).
Il convient par ailleurs de veiller à ce que l’introduction de la méthanisation et la production de digestat ne conduise pas à l’intensification du système de culture préjudiciable à l’amélioration des propriétés physiques des sols.
Les partenaires du projet Ferti-Dig
Le projet a été co-piloté par le laboratoire LBE d’INRAE et la Chambre d’Agriculture Bretagne (CAB).
Les travaux ont impliqué plusieurs équipes complémentaires œuvrant dans la recherche finalisée, la recherche appliquée, l’expérimentation ou l’enseignement. Ces partenaires travaillent ensemble notamment dans le cadre du RMT BOUCLAGE et contribuent à alimenter les références produites par le COMIFER.
Outre les apports d’autofinancements de chacun des partenaires, le projet a bénéficié d’un soutien financier de l’ADEME via son appel à projets « GRAINE », et de GRDF.
