FRIBO: le réseau d ' observation des sols agricoles f ribourgeois

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Institut agricole de l'Etat de Fribourg

Directeur: Francis Egger

FRIBO: le réseau d ' observation des sols agricoles f ribourgeois

P. JULIEN et D. MORANDI, Institut agricole de l'Etat de Fribourg, Grangeneuve, CH-1725 Posieux

Résumé

FRIBO est le nom du réseau d'observation des sols agricoles fribourgeois. De 1987 à 1991, 250 sites, soit un site pour 400 hectares de surface agricole, ont été établis:

135 sur terres assolées, 69 sur prairies permanentes et 46 sur alpages.

Après cinq années d'observation, les principales conclusions sont les suivantes:

• Les sols lourds occupent surtout la région des Préal- pes, alors que les sols légers sont confinés dans le nord du canton. Les sols moyens se trouvent souvent entre ces deux régions;

• les sols fribourgeois sont dans l'ensemble bien pourvus en matière organique;

• la moitié des terres assolées ont des réserves importantes en phosphore, les sols riches ou très riches en phosphore étant situés dans les zones de cultures du canton (Lac, Broye), alors qu'il n'y a pas de régions spécifiques pour les teneurs excessives en potassium;

• les teneurs en magnésium et en bore sont plutôt insuffisantes, spécialement dans les terres assolées;

• les sols fribourgeois sont plutôt acides; près de 60%

des terres assolées exigent un chaulage de correction.

Introduction

La station de production végétale de l'Institut agricole de Grangeneuve (IAG) a mis en place un réseau cantonal d'observation des sols agricoles fribourgeois.

Il porte le nom de FRIBO (Fribourg- Boden). Ce réseau est constitué de 250 sites, soit un site pour 400 hectares de surface agricole, il couvre l'ensemble du canton, y compris les alpages.

La mise en place du FRIBO en 1987 visait les objectifs suivants:

• Inventorier les diverses caractéristi- ques des sols fribourgeois.

'En collaboration avec l'Office cantonal de la protection de l' environnement de l'Etat de Fribourg.

• Dresser leur état sanitaire, tant du point de vue agronomique qu'envi- ronnemental.

• Evaluer l'influence des pratiques agricoles sur la fertilité des sols pour prévenir les dommages environne- mentaux.

Cette publication est un compte rendu du rapport de synthèse publié en 1995

(JULIEN et ^MORAND).Elle fait le point sur les cinq premières années d'observation, de 1987 à 1991.

Description du réseau

Choix des sites

Les sites d'observation ont été répartis sur le territoire cantonal à partir d une grille régulière à mailles de 2 km. Dans

un premier temps, seuls les points si- tués sur des terrains agricoles (terres assolées, prairies permanentes situées à moyenne ou basse altitude, alpages) ont été retenus. Ensuite, divers critères ont permis de répartir de façon assez régu- lière les sites d'observation sur 1 ensemble des sols agricoles fribourgeois. Le choix définitif de l'emplacement s'est fait en collaboration avec l' agriculteur.

Chaque site représente une surface de 100 m (10 m x 10 m), représentative de la région immédiate.

Répartition des sites selon l'utilisation agricole Pour les besoins de l'analyse, nous avons séparé les sites selon leur utilisation en terres assolées, prairies perma-

Revue suisse Agric. 29 (1): 5-10, 1997

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Utilisation du sol ° 0 0 0 a A Terre assolée o

O Prairie permanente

■ Alpage

■ une ⁰ O p~

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Fig. 1. Localisation des 250 sites du réseau FRIBO et utilisation du sol.

nentes et alpages. Compte tenu de leur nombre réduit, les cultures spéciales (vigne, cultures maraîchères) ont été in- cluses dans la catégorie «terre assolée».

135 sites sont sur terres assolées, 69 sur prairies permanentes hors alpage et 46 sites sur des surfaces utilisées comme alpage.

Nous avons tenu à inclure les sols d'alpage dans le réseau afin d'améliorer notre connaissance de ces sols. Ces surfaces herbagères essentiellement pâtu- rées subissent relativement peu d'inter- ventions humaines, elles représentent donc des terrains agricoles relativement proches de l' état naturel et peuvent ainsi servir de référence pour l'interprétation de plusieurs paramètres mesurés.

Nous avons volontairement augmenté la proportion des sites situés sur terres assolées afin de mieux «surveiller» les sols en culture. Ces terres sont soumi- ses à des contraintes plus importantes:

travail du sol par les machines, risques de compactage et d' érosion et apports de fertilisants et de produits phytosani- taires plus importants.

La figure 1 présente la répartition géo- graphique des 250 sites FRIBO selon l'utilisation agricole du terrain.

Localisation du site,

échantillonnage et analyses Chaque site est aisément localisable grâce à des repères fixes (bâtiments, rou- tes, bornes trigonométriques, etc.). En plus de la saisie des coordonnées géo- graphiques, la situation du site est re- présentée sur un plan en référence aux points de repères décrits plus haut.

En règle générale, le prélèvement d'échantillons de sol se fait en cinq points et trois horizons sont analysés:

de 0 a 20 cm, de 30 a 60 cm, et de 60 a 90 cm de profondeur.

Les analyses de sol effectuées concer- nent des caractéristiques de base comme la granulométrie, le pH, le calcaire total, la matière organique et la capa- cité d'échange des cations (CEC). La teneur en éléments nutritifs facilement disponibles est mesurée, ainsi que la quantité d'éléments nutritifs de réserve, disponibles à plus long terme.

Résultats et discussion

Texture des sols

La distribution des textures de sols dans le canton de Fribourg suit un gradient nord-sud assez particulier. La plupart des sols lourds (plus de 25% d'argile) sont situés dans les Préalpes et utilisés

en herbages permanents. Les sols légers (moins de 15% d'argile) se trouvent plutôt dans la région des lacs au nord du canton ainsi que les sols à texture

moyenne (entre 15 et 25% d'argile) et portent souvent une culture. Seuls 10%

des sites en terre assolée se trouvent sur des sols lourds.

taux de matière organique (%)

135 sites 69 sites 46 sites 6.2 6.0 - - -

El] 0à20cm 4.7 M 30a60cm

4.0 M 60à90cm

2.5

2.0 1.8... .... ... .. 2.1

1.2 1.0

0.7 0.8

__J

0.0

a IL

Terre assolée Prairie permanente Alpage

Fig. 2. Valeurs médianes des taux de matière organique, y compris les sols tourbeux, selon l'utilisation et la profondeur du sol (250 sites).

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Matière organique

La figure 2 présente les teneurs média- nes en matière organique pour tous les sites (y compris quatre sites sur sols tourbeux). La teneur diminue naturellement avec la profondeur. Les différences entre terre assolée, prairie permanente et alpage s'amenuisent avec la profondeur, mais gardent la même tendance.

La teneur moyenne en matière organique (sans les sols tourbeux) est de 4,26%

dans l'horizon supérieur (0 à 20 cm).

Cette teneur relativement élevée varie fortement en fonction de l'exploitation de la parcelle. Les terres assolées ont une teneur moyenne de 3,01 %. Les prairies permanentes (5%) et surtout les alpages (6,91%) ont des taux de matière organique plus élevés que les terres assolées.

Les résultats d'analyse ont été interpré- tés cas par cas selon les barèmes en vigueur dans les Données de base pour la fumure des grandes cultures et des herbages (RYSER et al., 1994). Les sols sous prairies sont bien pourvus en ma- tière organique; 92% des prairies permanentes et 96% des alpages sont con- sidérés comme riches ou très riches en matière organique. 3,7% seulement des sites en terre assolée sont pauvres dans l'horizon supérieur. Le reste des terres assolées ont une teneur en matière organique jugée satisfaisante (37,8% des cas) à riche (56,3% des cas). Les sols agricoles du canton de Fribourg sont donc, dans l'ensemble, très bien pourvus en matière organique.

Les valeurs enregistrées sous les terres assolées sont particulièrement rassu- rantes. Nous pensons que ces taux de matière organique, relativement élevés pour des sols cultivés, proviennent de la place importante accordée aux prairies artificielles dans la rotation. Dans le canton de Fribourg (comme dans la

moyenne suisse), les prairies tempo- raires couvrent environ 25% des surfaces en terre assolée (Recensement fé- déral des entreprises de 1990). L' utilisation des cultures dérobées et des engrais verts, ainsi que les apports régu- liers d'engrais de ferme, jouent un rôle dans l'entretien de la matière organique. Tous ces points positifs sont liés à des structures d'exploitation mixtes, c'est-à-dire se consacrant à la fois aux cultures et à l'élevage du bétail.

pH et état calcique

Les résultats de la figure 3 montrent que les sols fribourgeois sont en moyenne légèrement acides. Le pH (eau) moyen est de 6,24 dans l'horizon 0 à 20 cm; il passe à 6,59 dans l'horizon 30 à 60 et à 6,9 dans l'horizon 60 à 90 cm. L' acidi- fication de la couche supérieure du sol s'explique par divers phénomènes: lessivage du calcium (phénomène lié aux précipitations), exportations par les ré- coltes, activité biologique, action dé- calcifiante de certains types d'engrais organiques et minéraux, etc.

Nous n'avons d'autre part observé au- cune différence de pH qui soit liée à la texture du sol: sols légers = 6,21, moyens = 6,28, lourds = 6,20.

Des différences très nettes apparaissent en revanche lorsqu'on classe les sols selon leur utilisation. Plusieurs facteurs peuvent expliquer cette variation de pH en fonction de l'utilisation. Les préci- pitations moyennes annuelles augmen- tent avec l' altitude, ce qui provoque un lessivage plus important des composés calcaires solubles (nitrates de calcium en particulier). Les herbages constituent la principale «culture» dans les Préalpes.

L'activité biologique abaisse générale- ment le pH (exsudats racinaires, respi- ration des plantes et des micro-organis- mes, etc.). L'activité biologique, étroi-

tement liée à la teneur en matière organique, est plus élevée sous une prairie que dans les terres assolées. Vient ensuite l'utilisation d'engrais minéraux riches en chaux: les scories de déphos- phoration ont été très largement utili- sées dans le canton; plus régulièrement et en plus grande quantité sur les terres assolées que sur les prairies permanentes. Les alpages ne reçoivent qu'excep- tionnellement ce type d'engrais. L' action acidifiante du purin et du lisier riche en ammonium est bien connue, alors que le fumier bien décomposé tend à augmenter le pH. Les terres as- solées reçoivent une proportion plus élevée de fumier, alors que les engrais organiques liquides sont plutôt réservés aux prairies.

Chaulage

Les sols se trouvant dans les classes acides (pH de 5,3 à 5,8) et très acides (pH inférieur à 5,3) nécessitent géné- ralement un chaulage. C'est la mesure du taux de saturation de la capacité d'échange cationique (CEC) qui donne les meilleures indications sur l'état calcique des sols et sur l'opportunité d'un chaulage. Contrairement aux pH, les valeurs moyennes des taux de saturation varient très peu en fonction de l'utilisation du sol (tabl. 1).

La figure 4 montre la répartition du nom- Tableau 1. Taux de saturation de la CEC, valeurs moyennes en fonction de l'utilisation du sol.

Taux de saturation Utilisation du sol moyen

(0 à 20 cm)

Terre assolée 60,5%

Prairie permanente 57,9%

Alpage 5417%

Tous les sols 58,7%

pH

135 sites 69 sites 46 sites

6.9 6.9 6.9 6.9

1110 à 20 cm 67 ^{M 30à60cm} 6.7 M 60à9Ocm

6.5 6.5 6.5 6.4

6.3

6.2 6.1

6.0 5.9

5.7

Fig. 3. Moyennes des pH selon l'utilisation et la profondeur du sol (250 sites).

Fig. 4. Appréciation de l'état calcique sur la base du taux de saturation de la CEC selon l'utilisation du sol, horizon 0 a 20 cm (défini- tion des classes: RYSER et al., 1994).

7

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Tableau 2. Appréciation de l'état calcique d'après le taux de saturation de la CEC et l'utilisation du sol (0

a

^{20 cm).}

Utilisation Nombre de cas Appréciation

Terre assolée Prairie permanente Alpages Tous les sites

très faible 19 1 7 27

faible 24 8 4 36

médiocre 34 14 9 57

satisfaisant 31 41 21 93

réserve 27 5 5 37

total 135 69 46 250

% de très faibles, faibles

et médiocres 57% 33% 43% 48%

(chaulage recommandé)

Fig. 5. Recommandation de chaulage à partir du taux de saturation de la CEC selon F utili- sation du sol (0 à 20 cm).

l'ensemble des sites, il apparaît que près de la moitié d'entre eux (48%) né- cessite un chaulage. Nous devons ce- pendant nuancer cette affirmation en fonction de l'utilisation du sol. Dans les prairies permanentes, les conditions acides ont permis le développement d'as- sociations végétales adaptées à ces conditions. Le chaulage de ces prairies aura inévitablement des conséquences sur la composition botanique. Si le chaulage peut être recommandé pour les prairies intensives à plus basse altitude, il faut par contre être prudent pour des prairies plus extensives ou si- tuées en altitude. De plus, l' apport de chaux sur ces surfaces ne se justifie souvent pas économiquement.

Par contre, il est assez préoccupant de voir que près de 60% des terres assolées exigent un chaulage de cor-lb

rection.

Des chaulages sont particulièrement né- cessaires dans le district de la Singine et dans le sud du district du Lac (fig. 5).

Dans cette région, pratiquement tous les sites en terre assolée nécessitent un chaulage et leur taux de saturation est souvent particulièrement bas. Dans les autres régions, la nécessité d'un chaulage est plus ponctuelle, mais toujours très réelle. En corrigeant l'acidité gé- néralisée des sols par la pratique du chaulage, on améliorera grandement, et

Il moindres frais, la qualité des sols agricoles du canton.

Elements nutritifs P, K et Mg

Phosphore

Selon les barèmes appliqués depuis 1994

(RYSER et al., 1994), il faut considérer que la moitié des terres assolées ont des réserves «plus que satisfaisantes»

en phosphore (14% des cas sont très riches et 35% des cas sont riches) (fig. 6).

Dans les prairies permanentes, 36% des sols ont des réserves «plus que satisfaisantes» en phosphore. Cela confirme les résultats obtenus lors d'une étude réalisée en 1989 sur l'ensemble des ré- sultats d'analyses de sol fribourgeois.

Cette étude avait indiqué que les terres assolées étaient souvent trop riches en phosphore.

A côté de ces parcelles surfertilisées, 9% des terres assolées et 18% des prairies permanentes sont jugées pauvres à médiocres en phosphore. Une grande partie des sols ont une teneur jugée

«satisfaisante» en P: il s'agit de 42%

des terres assolées, 45% des prairies permanentes et 65% des alpages. Les sols riches ou très riches en phosphore se trouvent en majorité dans les zones de cultures du canton (Lac, Broye).

bre de sites par classe d'appréciation selon l' utilisation du sol. Le barème établissant les classes d'appréciation varie selon l'utilisation. Les exigences sont plus élevées en terre assolée: dans ce cas, un sol est jugé satisfaisant ou

«avec réserves» à partir d' un taux de saturation de 60%p, alors qu'en prairie per-

manente, ces classes sont obtenues à partir d'un taux de saturation de 50%.

Selon les données de base pour la fumure de 1994, tout sol dont l' état calcique est jugé très faible, faible ou médiocre devrait recevoir un amende- ment calcaire. Le tableau 2 analyse les 250 sites sous cet aspect. Si on prend

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% du nombre de cas

80% 135 sites 69 sites 46 sites

70% El pauvre 65%

El médiocre 60% - M satisfaisant

M riche

50% - M très riche 45%

42%

40% - 35%

30% 26%

20%° 17% 19% 17%

14%

10% 8% 9%

1 % 1% 0% 0°l0

0%

% du nombre de cas

60% 7 pauvre ^59%

r. médiocre 54%

50% M satisfaisant

449/6 M riche

40% - ~ très riche

30% - 25%

20% - { 20%

13

^% 15%

10%

10% j 79/0 71/6

2% 4%

0% 0%

Fig. 6. Appréciation des teneurs en phosphore selon la méthode Fig. 7. Appréciation des teneurs en potassium selon la méthode Dirks-Scheffer, horizon 0 à 20 cm (définition des classes: RYSER Dirks-Scheffer, horizon 0 à 20 cm (définition des classes RYSER

et al., 1994). et al., 1994).

Potassium

L'état de fertilité potassique des sols fribourgeois est assez semblable à celui du phosphore (fig. 7). La majorité des sols a un approvisionnement satisfaisant: c'est le cas de 44% des terres as- solées, de 54% des prairies permanentes et de 59% des alpages.

Dans les terres assolées, 28% des sols ont des réserves importantes en K. La moitié (51 %n) des sites se trouvent dans la classe satisfaisant. Les sols riches et très riches sont présents un peu partout dans le canton, les sols pauvres ou mé- diocres aussi. Il n'y a pas de région où tous les sols ont systématiquement des teneurs excessives en potassium.

Dans les prairies permanentes, les sols avec des réserves en K représentent 23% des parcelles. Dans plusieurs exploitations, le lisier ou le purin n'est souvent pas réparti uniformément sur l'ensemble du domaine et certaines parcelles sont surpurinées, particulière- ment lorsque la fosse est trop petite.

La situation du phosphore et du potassium met en évidence la nécessité d'une meilleure gestion des engrais, qu'il s'agisse des engrais organiques produits sur la ferme ou d'engrais du commerce.

Cette gestion doit être améliorée au ni- veau des exploitations par la générali- sation des plans de fumure, afin de couvrir au mieux les besoins des plantes sur chaque parcelle. Elle peut aussi étre améliorée à l échelle du village ou de la région par des transferts d'engrais de ferme entre exploitations.

Les exigences de la production intégrée dans le domaine de la fertilisation (analyse des sols, bilans des éléments nutritifs équilibrés, meilleure valorisation des engrais de ferme, capacités d'entre- posage des engrais de ferme suffisan- tes, etc.) ne peuvent que contribuer à améliorer la situation.

Magnésium

L'approvisionnement en magnésium in- dique que 37% des terres assolées se trouvent dans la catégorie «médiocre»

(fig. 8). La situation du magnésium est meilleure dans les prairies permanentes Où l'approvisionnement est considéré suffisant dans 46% ou riche dans 41%

des cas. Grâce aux quantités importantes d'engrais de ferme qui retournent essentiellement sur les herbages, le cy- cle des éléments nutritifs est mieux fermé sur les prairies permanentes que sur les terres assolées.

Le nombre élevé de sols montrant un approvisionnement légèrement déficient en Mg justifie la pratique actuelle favo- risant l'utilisation d'engrais azotés du commerce contenant du magnésium.

D'autant plus que le magnésium est sou- mis au lessivage tout comme l'azote nitrique.

Bore

La réserve en bore est jugée très pauvre ou médiocre pour 93% des terres asso- lées. Les risques de carence sont donc présents, particulièrement dans les cultures exigeantes (betterave, luzerne, certaines cultures maraîchères). Une brus- que hausse de pH ou des conditions particulièrement sèches peuvent provo- quer l'apparition de symptômes typi- ques de carence. Mais attention, le bore peut aussi étre toxique pour les plantes et la marge entre carence et toxicité est relativement étroite.

Conclusions

Le réseau FRIBO a permis, dans une première phase, d' inventorier la texture des sols agricoles fribourgeois, y compris les alpages. Les sols lourds occu-

% du nombre de cas

0 o pauvre

50% 47% 0 médiocre 46%

satisfaisant 41%

40% - 37% ® riche 39%

M très riche

30%

20% 17%

° 12% 11%

10%

1% 1% 1% 0% 2%

0%

Fig. 8. Appréciation des teneurs en magnésium selon la méthode Schachtschabel, horizon 0 à 20 cm (définition des classes: RYSER et al., 1994).

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pent surtout la région des Préalpes, alors que les sols légers sont confinés dans les régions des lacs, au nord du canton. Les sols moyens se trouvent souvent entre ces deux régions.

En ce qui concerne leur état de ferti- lité, les analyses chimiques effectuées sur 250 sites entre 1987 et 1991 per- mettent de dresser le bilan suivant:

• les sols fribourgeois sont dans l'ensemble bien pourvus en matière organique, en phosphore et en potassium;

• les sols riches ou très riches en phosphore sont situés dans les zones de cultures du canton (Lac, Broye), alors qu'il n'y a pas de régions spé- cifiques avec les teneurs excessives en potassium. Dans ces cas, une ré- duction de la fumure PK s'impose, du phosphore en particulier;

• les teneurs en magnésium et en bore sont plutôt insuffisantes; les risques de carence existent pour les cultures exigeantes (betterave sucrière, tabac, maïs, pommes de terre) et certaines cultures maraîchères,

• les sols fribourgeois sont plutôt acides; près de 60% des terres assolées exigent un chaulage de correction.

Les pH acides relevés sur les prairies permanentes ou les alpages ont des conséquences réduites. Par contre, avec les sols cultivés, il est in- déniable que les divers problèmes créés par ces conditions acides s'ac- compagnent de diminutions du ren- dement. Des efforts importants de- vront être consentis pour remédier à cette situation.

Zusammenfassung

FRIBO ist die Bezeichnung des frelburgischen Bodenbeobachtungsnetzes Von 1987 bis 1991 wurden 250 Standorte ausgewâhlt und beobachtet: 135 auf Acker- land, 69 auf Dauergrünland und 46 auf Alpweiden. Dies entspricht einem Netz von durchschnittlich einem Standort pro 400 ha landwirtschaftliche Nutzflâche.

Nach 5 Jahren kônnen folgende Schlussfolgerungen gezogen werden:

• die schweren Bôden sind vorwiegend in den Voralpen zu finden, w'âhrend die leichten Bôden im nôrdlichen Teil des Kantons vorherrschen. Die mittelschweren sind hauptsâchlich zwischen diesen beiden Regionen zu finden;

• die Freiburger Bôden weisen im allgemeinen einen hohen Gehalt an organischer Substanz auf;

• in der Hâ.lfte der Ackerbôden sind Phosphorreserven vorhanden. Die reich versorg- ten und die überversorgten Bôden sind in den Ackerbaugebieten des Kantons (See- und Broyebezirk) zu finden. Für die ~Überversorgung mit Kali kônnen keine regio- nalen Unterschiede festgestellt werden;

• die Gehalte an Magnesium und Bor sind eher ungenügend;

• die Freiburger Bôden sind mehrheitlich sauer; für ungefâh.r 609v& der Ackerflâche ist eine Aufkalkung nôtig.

Summary

FRIBO agricultural soil monitoring netwrork in the canton of Fribourg.

Between 1987 and 1991, 250 observation sites were established, each site representing 400 hectares of agricultural land. 46 sites are located on high altitude summer pastures, 69 on permanent meadows at a lower altitude and 135 on cultivated land.

After rive years of screening, the main conclusions are:

• the distribution of soil texture shows a gradient following the altitude. The heaviest clay rich soils are located in the Prealps, when the light sandiest soils are more likely to be found northly in the region of the lakes;

• the organic matter contents can be considered high in all types of soil use, especially in cultivated soils;

• one half of the cultivated soils have important reserves in phosphorus, the soils which are rich to very rich in phosphorus are located in the cultivated lands of the north (Lac and Broye districts) when there is no specific region showing excessive potassium content;

• the cultivated soils are poor in magnesium and boron;

• a majority of the Fribourg soils are acid, liming is recommended for almost 60% of

the cultivated soils. -

Remerciements

La réalisation de ce projet aurait été impossible sans la collaboration active des agriculteurs intégrés dans le réseau FRIBO. Nous tenons â les remercier pour leur participation.

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