Nourrir sans épuiser : l'agrosystème, son sol, ses intrants et le prix à payer

Ton pain du matin, les frites de midi, le poulet du dimanche : tout vient d'un champ ou d'un élevage, c'est-à-dire d'un agrosystème, un écosystème façonné par l'être humain pour produire beaucoup, vite, chaque année, sans épuiser le sol. Comment ça marche, à quel prix ?

1. Un écosystème taillé pour exporter

Dans une forêt, la matière tourne en boucle : les plantes fabriquent de la matière organique par photosynthèse, les animaux la consomment, et quand feuilles, bois et cadavres tombent au sol, les décomposeurs (vers, champignons, bactéries) les transforment en ions minéraux que les racines réabsorbent. Presque rien ne sort.

Dans un champ de blé, c'est l'inverse : la récolte, c'est-à-dire la biomasse produite, est exportée hors de la parcelle avec ses éléments minéraux, surtout l'azote, le phosphore et le potassium, pris dans le sol. Sans compensation, le sol s'appauvrit en quelques années. L'agriculteur apporte donc des intrants : engrais (minéraux ou organiques comme le fumier), eau d'irrigation, produits phytosanitaires (herbicides, insecticides, fongicides), semences sélectionnées, énergie des machines. Un agrosystème se lit comme un bilan de flux : des entrées (intrants, lumière, pluie) et des sorties (récolte, pertes vers l'air et les nappes).

Sa performance se mesure par le rendement, la production par hectare et par an. Exemple : une parcelle de 12 hectares qui donne 90 tonnes de blé a un rendement de 90 ÷ 12 = 7,5 tonnes par hectare, soit 75 quintaux, le niveau courant en France, contre environ 3,5 tonnes par hectare dans le monde. Dans un élevage, la matière passe par un maillon de plus : l'animal respire, bouge et se chauffe, et il faut plusieurs kilogrammes de végétaux par kilogramme de viande.

2. Le sol, une usine invisible et lente

Le sol n'est pas de la terre inerte : c'est une couche vivante, née de l'altération de la roche en dessous et de la matière organique au-dessus, transformée en humus par les décomposeurs ; un hectare de sol sain abrite plusieurs tonnes d'êtres vivants. Argiles et humus forment le complexe argilo-humique, chargé négativement, qui retient les ions positifs (potassium, calcium, ammonium) et les livre aux racines. Les nitrates, chargés négativement, ne sont pas retenus et partent avec l'eau de pluie vers les nappes : c'est le lessivage.

Un sol se forme lentement, souvent plus d'un siècle par centimètre : à l'échelle humaine, c'est une ressource non renouvelable, que labour répété, monoculture et absence de couvert livrent à l'érosion.

3. Les impacts : quand les flux débordent

Ce que la culture n'absorbe pas finit ailleurs. Les nitrates lessivés gagnent rivières et nappes : au-delà de 50 mg/L, une eau n'est plus potable. Nitrates et phosphates font proliférer les algues ; quand elles meurent, les bactéries qui les décomposent consomment le dioxygène de l'eau, et poissons et crustacés meurent asphyxiés : c'est l'eutrophisation, responsable des marées vertes bretonnes.

Les pesticides laissent des résidus dans l'eau et les aliments, touchent abeilles et auxiliaires, et sélectionnent des ravageurs résistants. L'irrigation massive assèche fleuves et lacs : la mer d'Aral s'est presque vidée depuis les années 1960. Enfin, fabriquer les engrais azotés demande beaucoup d'énergie fossile et les sols fertilisés dégagent du protoxyde d'azote, puissant gaz à effet de serre : l'agriculture représente environ un cinquième des émissions de la France.

4. Vers une production durable

Produire durablement, c'est maintenir les rendements en préservant sol, eau et biodiversité. Les rotations alternent les cultures pour casser le cycle des ravageurs ; y placer une légumineuse (pois, luzerne, trèfle) apporte de l'azote gratuitement, car des bactéries de ses racines, les rhizobiums, fixent le diazote de l'air. Les couverts végétaux entre deux cultures protègent le sol de l'érosion et piègent les nitrates. Haies et agroforesterie abritent les auxiliaires ; la lutte biologique remplace l'insecticide par un prédateur, comme les trichogrammes lâchés contre la pyrale du maïs. Le goutte-à-goutte divise la consommation d'eau, compost et fumier rendent au sol sa matière organique, les variétés résistantes réduisent les traitements.

Exemple : un agriculteur qui fait suivre son blé d'un pois puis d'un colza réduit ses engrais azotés, laisse moins de nitrates filer vers la nappe et casse le cycle des maladies. Rendement maintenu, charges en baisse : durable ne veut pas dire moins productif.

À retenir

• Un agrosystème est un écosystème façonné pour produire une biomasse exportée, qui emporte des éléments minéraux à compenser par des intrants (engrais, eau, pesticides, énergie).
• Le rendement est la production par hectare et par an ; les flux se lisent en entrées et sorties.
• Le sol est une couche vivante, lente à se former, dont le complexe argilo-humique retient les ions ; les nitrates, non retenus, sont lessivés.
• Impacts majeurs : pollution des eaux (nitrates, pesticides, eutrophisation), épuisement des sols et de l'eau, consommation d'énergie.
• Une agriculture durable s'appuie sur rotations, légumineuses, couverts, lutte biologique et irrigation économe.

★ Pour aller plus loin

L'azote de la moitié des protéines que tu manges a été fixé en usine : le procédé Haber-Bosch, inventé vers 1910, combine le diazote de l'air et de l'hydrogène en ammoniac, base des engrais. Sans lui, pas huit milliards d'humains nourris ; avec lui, des nappes chargées de nitrates.

Charles Darwin a consacré son dernier livre, en 1881, aux vers de terre, qui retournent chaque année plusieurs tonnes de terre par hectare. En Amazonie, des peuples précolombiens ont fabriqué des sols noirs d'une fertilité exceptionnelle, les terra preta, en enfouissant charbon de bois et déchets, encore fertiles des siècles plus tard.

Sources pour creuser

• Claude et Lydia Bourguignon, Le Sol, la terre et les champs (Sang de la Terre) : deux agronomes racontent la vie du sol.
• Marc-André Selosse, L'Origine du monde : une histoire naturelle du sol (Actes Sud, 2021) : dense, à picorer.
• Chaînes YouTube Ver de Terre Production (agroécologie par des agriculteurs et des agronomes) et Le Réveilleur (énergie et climat).
• inrae.fr, planet-vie.ens.fr et lumni.fr : dossiers de niveau lycée.