La rotation des cultures est une technique agricole qui remonte à l'Empire romain ou à la Grèce antique. Bien que les anciens agriculteurs ne comprenaient pas pleinement la science derrière la rotation des cultures, ils ont observé que faire pousser la même culture sur la même parcelle pendant plusieurs années épuise les sols en éléments nutritifs et diminue le rendement des cultures.
Pour s'attaquer au problème, les Romains ont proposé un système simple appelé "nourriture, alimentation, jachère." Au cours de cette pratique, les agriculteurs ont divisé la terre en trois sections. Dans une section, nourriture des cultures telles que le blé ont été plantées; dans la section suivante, bétail alimentation comme l'avoine était cultivée, et la dernière section a été laissée jachère s'en remettre. Chaque saison de croissance, les sections ont été tournées pour assurer la productivité des terres la plus élevée à long terme [1].
Une fois que les agriculteurs ont appliqué ce système, la qualité du sol s'est améliorée et les pertes de récoltes dues aux ravageurs ou aux maladies ont diminué. Simple et efficace.
Pour comprendre pourquoi une pratique aussi simple fait la différence, nous devons d'abord examiner les principes de base de la rotation des cultures.
Les principes de la rotation des cultures
La rotation des cultures est basée sur la culture d'une série de différents types de cultures dans la même zone au cours de saisons séquentielles. La rotation prévue peut varier d'une saison de croissance à quelques années, voire des périodes plus longues. Les agriculteurs ne suivent généralement pas un plan de rotation des cultures spécifique. Ils choisissent d'alterner les cultures en fonction de leurs besoins individuels, possibilités, conditions environnementales et budget.
Par exemple, un agriculteur peut suivre un programme de rotation des cultures de sept ans comme suit :
- Première année :Maïs
- Deuxième année :Avoine
- Troisième à cinquième année :Luzerne ou trèfle
- Sixième à septième année :Jachère ou utilisation comme pâturage pour le bétail
Un autre agriculteur pourrait choisir un schéma plus simple :
- Première année :Carottes
- Deuxième année :Blé
- Troisième à septième année :Bluegrass
Même si ces deux plans diffèrent, ils s'en tiennent tous deux à la règle générale de la rotation des cultures. Le principe de base est de planter des légumineuses (ex :légumineuses, luzerne, pâturin, trèfle) après les cultures céréalières (par exemple blé, L'avoine, maïs, riz), puis laisser la terre intacte pendant au moins une saison.
Suite à cette séquence de rotation aide à prévenir trois problèmes principaux nous voyons lors de la plantation d'une seule récolte année après année. Ces problèmes sont :
- Perte de fertilité des sols : Si la même culture est cultivée en continu, la plante draine toujours les mêmes nutriments du sol. Cela conduit finalement à l'épuisement des nutriments et à l'infertilité du sol.
- Infestations de nuisibles : De nombreux parasites se spécialisent dans un certain type de cultures. Lorsque nous plantons à plusieurs reprises leur culture de choix, nous leur offrons des conditions favorables pour lutter.
- Érosion: La plantation répétée de la même culture rend les sols plus sensibles à l'érosion. Chaque espèce cultivée a une forme spécifique du système racinaire, besoins en eau, espacement entre les plantes et la canopée. Lors de la culture d'un seul type de culture sur des périodes prolongées, le sol commencera à s'éroder aux endroits où les plantes le laissent à découvert et affaibli.
La pratique de la rotation des cultures est, donc, l'une des stratégies de lutte agricole les plus efficaces, car il présente de nombreux avantages qui sont très importants pour réduire l'utilisation de produits chimiques dans les exploitations agricoles et soutenir la fertilité des sols à long terme.
Les 10 principaux avantages de la rotation des cultures en agriculture
#1 Meilleure gestion de l'azote
L'azote est l'un des nutriments essentiels au développement des plantes. C'est un élément indispensable de ADN , la pierre angulaire des protéines , et même chlorophylle .
Bien que l'atmosphère contienne 78 pour cent d'azote, les plantes ne sont pas capables d'utiliser la forme atmosphérique. Ils ont besoin d'un type "fixe" d'azote du sol soit sous forme d'ammoniac, nitrate ou nitrite.
L'une des manières dont l'azote est attiré dans les sols est l'activité de bactéries symbiotiques ( Rhizobium spp. ) vivant des racines des légumineuses, comme le soja, pois, lentilles ou d'autres exemples mentionnés précédemment.
Lorsqu'un agriculteur plante des légumineuses, légumineuses avec ces les bactéries fixatrices d'azote enrichissent les sols avec le type d'azote «fixe» .
Par exemple :Le soja peut fixer jusqu'à 200 kg d'azote par hectare en un an. Bien qu'une partie de cet azote soit utilisée par la plante elle-même pour produire des haricots riches en protéines, le reste de l'azote reste dans le sol [3].
Cela garantit que la culture céréalière ou les espèces de graminées suivantes cultivées sur le même terrain auront une quantité suffisante de cet élément nutritif important pour sa croissance saine. Donc, la plantation d'une légumineuse donne des sols enrichis en azote et des rendements plus élevés des cultures de rotation ultérieures.
#2 Réduction de la pollution des sols et de l'eau
Avec l'intensification du système agricole, nous avons appris à augmenter artificiellement la teneur en azote du sol grâce à l'utilisation d'engrais. Mais l'altération du cycle naturel de l'azote combinée à l'utilisation excessive et inefficace des engrais a conduit à libérer trop de ce nutriment dans l'environnement, perturber l'équilibre des écosystèmes (notamment les écosystèmes aquatiques).
Certaines études estiment qu'environ 80 pour cent de l'azote utilisé comme engrais agricoles finissent par être libérés librement dans l'environnement, contaminer les ressources en eau.
L'effet le plus grave de la pollution azotée est l'eutrophisation des masses d'eau, ce qui est dangereux pour notre approvisionnement en eau potable et entraîne de graves problèmes de santé. Par exemple, une eau riche en nitrates restreint le transport de l'oxygène dans le sang des bébés et provoque une maladie grave connue sous le nom de syndrome du bébé bleu.
Si vous pensez que ce problème ne vous concerne pas directement, réfléchissez à deux fois. En 2010, L'U.S. Geological Survey a découvert que 64 pour cent des puits peu profonds dans les zones agricoles des États-Unis avaient des niveaux de nitrates supérieurs à la normale [4]. La contamination par l'azote est plus répandue que prévu.
Contrairement à l'agriculture intensive d'engrais, Les systèmes de rotation des cultures fonctionnent en reconstituant naturellement les niveaux d'azote dans les sols en alternant les cultures de légumineuses avec d'autres cultures.
D'après les recherches, l'azote fixé par les légumineuses reste même plus longtemps dans le sol que la forme synthétique [5]. Les cultures en rotation ne libèrent pas d'azote dans l'environnement. Au lieu, le nutriment reste stocké dans le sol pour l'absorption par la plante.
La pratique de la rotation des cultures réduit le besoin d'application d'engrais et minimise le risque de pollution des sols et de l'eau.
La diversification des rotations de cultures est une solution gagnant-gagnant pour les bénéfices des agriculteurs, la santé à long terme de leur sol, et de l'eau propre pour les communautés.
- Kranti Mulik
#3 Amélioration de la structure du sol
La structure du sol est un facteur important pour une croissance saine des cultures. Cela affecte l'espace dont disposent les racines pour s'étendre à travers le sol et la facilité avec laquelle l'eau, l'air et les nutriments les atteignent.
Si la structure du sol est mauvaise, les plantes ne développeront pas un système racinaire sain et ne pousseront pas bien. Cela déclenche un ensemble de conséquences négatives pour les agriculteurs, car ils perdront non seulement le rendement des cultures, mais leurs terres agricoles deviennent beaucoup plus vulnérables à l'érosion et au ruissellement de surface, fuite de nutriments et diminution supplémentaire de la fertilité.
Lors de la rotation des cultures sur le même terrain, la structure du sol s'améliore parce que nous alternons entre les plantes à racines profondes et peu profondes. Par exemple, l'avoine a un système racinaire large et profond, tandis que le trèfle rouge a des racines petites et peu profondes [6]. En plantant ces plantes par la suite, leurs différents systèmes racinaires renforcent la structure du sol en :
- Augmentation de la porosité du sol
- Stabilisation des agrégats de particules de sol
- Améliorer la gestion des éléments nutritifs par les plantes – par ex. l'avoine cherche des nutriments dans les couches plus profondes du sol, tandis que le trèfle puise les nutriments de la couche supérieure.
- Augmenter la rétention d'eau dans les sols
- Fournir un habitat à des organismes du sol plus diversifiés
- Fournir une teneur plus élevée en matière organique
Un avantage supplémentaire des systèmes de rotation des cultures est que les agriculteurs peuvent sélectionner intentionnellement la séquence de rotation qui améliore la structure du sol en cas de besoin. Par exemple :Une légumineuse, lupin, a un système racinaire profond qui permet à la plante de bien pousser dans les sols épuisés. Et ce qui est plus, le lupin reconstitue également les niveaux d'azote dans les sols, les préparant à nouveau pour les cultures céréalières exigeantes en nutriments [7].
#4 Conservation de l'eau
En combinaison avec une structure de sol améliorée, la rotation des cultures améliore la capacité de rétention d'eau des sols. Les sols avec une bonne structure permettent une absorption rapide et complète de l'eau. Une partie de cette eau est facilement absorbée par les cultures, tandis que l'eau supplémentaire est retenue plus profondément dans les pores pour être aspirée par les plantes pendant une saison plus sèche.
Dans cette situation, la rotation des cultures permet de conserver l'eau dans les fermes, car le besoin d'irrigation est diminué.
Certains avantages supplémentaires d'une meilleure capacité de rétention d'eau sont :
- Réduction du ruissellement et de la perte de nutriments des sols
- Moins de risques d'inondation car les sols agissent comme une éponge
- Prévention de l'érosion
- Remplissage du réservoir d'eau souterraine
- S'efforcer de récolter
#5 Prévention de l'érosion des sols
L'érosion des sols est devenue un problème répandu dans le monde aujourd'hui. L'érosion extensive cause de nombreux problèmes dans l'agriculture moderne, y compris la perte de la couche arable, ruissellement agricole nocif, et un risque accru d'inondations et de glissements de terrain en raison de la capacité limitée des sols à retenir l'eau.
Alors que l'érosion des sols fait des ravages sur les terres agricoles intensivement cultivées, la plantation en rotation permet d'éviter tous ces impacts négatifs. Selon une recherche de 13 ans sur un système de rotation des cultures dans l'Iowa, la rotation des cultures réduit l'érosion de près de 90 pour cent par rapport à la monoculture traditionnelle de maïs et de soja.
Parmi les raisons pour lesquelles la rotation des cultures réduit l'érosion figurent :
- Perturbation réduite du sol : Périodes plus longues de perturbation réduite des sols. Quand la terre est laissée en jachère, le sol n'est pas du tout labouré. C'est tout le contraire de l'agriculture intensive en monoculture, où la terre est souvent labourée chaque année.
- Cultures de couverture : Les cultures de couverture sont plantées sur la terre pendant la majeure partie du cycle de rotation. Les plantes maintiennent le sol en place et minimisent son exposition directe à la pluie et au vent, principaux facteurs d'érosion.
- Systèmes racinaires variés : La combinaison de cultures avec différentes longueurs et formes de systèmes racinaires garantit que les particules du sol se tiennent mieux ensemble.
- Espacement: Chaque culture a des exigences d'espace différentes. Certaines cultures poussent lorsque les rangées ont de plus grands espaces entre elles ; d'autres cultures nécessitent des rangs plus petits ou pas du tout. La période pendant laquelle certaines parties du sol sont directement exposées est plus courte dans les plantations en rotation des cultures, parce que la récolte suivante aura probablement besoin d'un espacement plus court ou pas du tout.
- Sols sains : L'amélioration de la structure du sol et de la capacité de rétention d'eau empêche les dommages causés par les fortes pluies ou les inondations - les déclencheurs courants de l'érosion.
#6 Insecte plus facile, lutte contre les mauvaises herbes et résistance aux maladies
L'une des principales raisons pour lesquelles les civilisations anciennes appliquaient la rotation des cultures était d'empêcher la propagation des ravageurs, mauvaises herbes et maladies. Avec l'introduction de produits chimiques dans l'agriculture, la nécessité de faire la rotation des cultures a disparu. Cependant, l'application généralisée de ces produits chimiques a conduit à de graves cas d'empoisonnement, la contamination de l'environnement et même la résistance accrue des parasites aux substances actives.
Heureusement, juste une étape simple comme la rotation des cultures peut empêcher une épidémie de ravageurs ou de maladies . Cette méthode est efficace car de nombreux insectes et bactéries nuisibles hivernent dans le sol. Si nous cultivons la même culture au même endroit à chaque saison de croissance, nous créons des conditions parfaites pour que leurs colonies s'étendent davantage chaque année.
De nombreux parasites ou maladies préfèrent seulement un certain hôte. En déplaçant les cultures et en diversifiant la séquence de culture, nous enlevons leur hôte préféré et perturbons le cycle de vie annuel de ces ravageurs ou maladies.
Par exemple, Le foreur des tiges du riz se nourrit principalement de riz. Si nous n'alternons pas le riz avec d'autres cultures appartenant à une autre famille, le problème persiste car la nourriture est toujours disponible pour le ravageur. Cependant, si nous plantons des légumineuses comme prochaine culture, l'insecte nuisible mourra probablement en raison de l'absence de nourriture.
Lutte intégrée contre les nuisibles
L'Organisation pour l'alimentation et l'agriculture (FAO) reconnaît la rotation des cultures comme l'une des méthodes de lutte intégrée contre les ravageurs (IPM) - une méthode de production végétale respectueuse de l'environnement qui vise à réduire l'utilisation de pesticides et d'herbicides chimiques dans l'agriculture.
La rotation des cultures est l'une des stratégies de lutte intégrée recommandées pour prévenir et supprimer les organismes nuisibles.
#7 Atténuation du changement climatique
La rotation des cultures aide à atténuer le changement climatique de deux manières importantes :
- Réduction des émissions de gaz à effet de serre ;
- Capacité accrue des sols à stocker le carbone.
L'agriculture intensive est devenue l'un des principaux émetteurs d'un puissant gaz à effet de serre appelé protoxyde d'azote. Le potentiel de réchauffement global de ce gaz est 300 fois supérieur à celui du dioxyde de carbone. Depuis notre utilisation excessive d'engrais azotés dans l'agriculture, ses émissions ont augmenté de près de 50 pour cent [8].
En mettant en place une rotation des cultures, l'utilisation d'engrais azotés peut être réduite jusqu'à 100 kilogrammes par hectare chaque année [9]. Ceci à son tour considérablement réduit les émissions de protoxyde d'azote et aide à prévenir d'autres changements dans les concentrations de gaz à effet de serre résultant de nos activités.
Le sol a une grande capacité de capter et de stocker le carbone atmosphérique. En améliorant la structure du sol, laisser les sols intacts et pratiquer des cultures de couverture, la rotation des cultures augmente la capacité du sol à stocker plus de carbone, et donc, contribue à compenser les émissions de carbone liées à la production agricole.
Une étude montrant la grande capacité de la rotation des cultures à atténuer le changement climatique a comparé un cultures de blé en monoculture avec une rotation des cultures de lentille et blé . Voici ce que les scientifiques ont découvert :
- Les deux systèmes ont produit presque la même quantité de blé - environ 1, 800 kilogrammes par hectare.
- Les champs de rotation des cultures ont utilisé près de 30 pour cent d'engrais en moins.
- Les émissions d'oxyde nitreux étaient inférieures de 16 pour cent à la culture de rotation.
- L'empreinte carbone était inférieure de 150 % au système de rotation [10].
Ces résultats démontrent clairement dans l'ensemble les effets positifs de la rotation des cultures par rapport à la plantation de blé standardisée.
#8 Production de cultures de couverture d'engrais verts
Les engrais verts sont des cultures à croissance rapide semées pour couvrir le sol nu, ajouter de la matière organique et enrichir les sols en minéraux. Ils sont souvent utilisés dans les jardins potagers ou comme cultures d'hiver, car leur feuillage étouffe les mauvaises herbes printanières à croissance précoce et leurs racines maintiennent le sol en place pendant les hivers rigoureux. Ces cultures sont normalement enfouies dans le sol avant d'atteindre la maturité. Lorsqu'il est creusé dans le sol alors qu'il est encore vert, ils retournent la plupart des nutriments au sol et améliorent la structure du sol.
Les engrais verts couramment utilisés sont le trèfle rouge, luzerne, ivraie, pois, Lentilles, vesce, foin ou graminées de pâturage. La plupart des agriculteurs sélectionnent leurs cultures de couverture d'engrais verts en fonction de certaines de leurs fonctions, tel que:
- Protection des sols contre l'érosion
- Conservation des nutriments
- Ravageurs et interruption du cycle de vie des maladies
- Fixation de l'azote
- Suppression des mauvaises herbes
- Approvisionnement en biomasse [11]
La culture d'engrais verts de couverture végétale est une stratégie efficace pour raviver la fertilité des sols d'une exploitation. L'agriculture de rotation des cultures bénéficie de cette méthode en atteignant une productivité stabilisée à long terme des terres agricoles.
#9 Rendements des cultures plus élevés
La liste des effets positifs de la rotation des cultures ne serait pas complète sans mentionner l'augmentation des rendements. Tous les avantages précédents combinés créent un environnement parfait pour faire pousser des cultures saines et abondantes.
De nombreuses études ont confirmé que la rotation des cultures en tant que méthode agricole durable augmente la récolte. Par exemple, une étude menée par la Washington State University a examiné le changement de rendement du maïs dans un système de rotation des cultures au Malawi. Par rapport à la culture du maïs sans labour, rotation des cultures a donné 11 à 58 pour cent de plus .
Une étude similaire réalisée dans d'autres pays en développement confirme que les récoltes de maïs, les pommes de terre et les haricots ont presque doublé sur les terres gérées de manière durable [12]. De tels résultats positifs sont probablement dus à la suppression des mauvaises herbes et des parasites, le maintien de sols sains et une utilisation plus intelligente des nutriments dans la rotation des cultures.
#10 Crée un environnement plus sain pour la vie
Plus de 200, 000 personnes meurent chaque année des suites d'une intoxication aux pesticides et au moins deux millions de cas de problèmes de santé liés aux pesticides sont signalés chaque année [13].
Plus de deux milliards de kilogrammes de pesticides sont appliqués chaque année sur les cultures du monde entier, bien que, seulement 0,1 pour cent de cette quantité atteint les ravageurs ciblés. Les 99,9 pour cent restants sont imprudemment rejetés dans l'environnement, où il ravage silencieusement les écosystèmes et notre santé [14].
La rotation des cultures est un moyen très efficace de cultiver une quantité suffisante de nourriture au moindre coût environnemental.
La pratique elle-même réduit considérablement le besoin d'appliquer de nombreux produits chimiques agricoles agressifs, y compris les pesticides et les herbicides.
Les scientifiques ont effectué une série de tests avec un ravageur appelé chrysomèle des racines. Ce ravageur cause souvent des problèmes aux champs de maïs cultivés en continu. Dans leur parcelle d'essai, plus de 60 pour cent du champ a dû être traité avec un insecticide pour lutter contre l'infestation de chrysomèles. Cependant, ils ont découvert que lorsque le maïs est alterné avec d'autres cultures, seulement 8 à 26 pour cent ont dû être pulvérisés avec l'insecticide [15].
Le même résultat a été confirmé avec le coton. Le coton cultivé en continu devait recevoir 50 pour cent de plus de pesticides que le coton d'un système de rotation des cultures [15].
Sur la base de ces résultats, il est clair que la rotation des cultures pourrait aider à lutter contre la contamination chimique généralisée de l'environnement dans lequel nous vivons. La pratique est, donc, bénéfique pour notre santé et pourrait être l'un des moyens de maintenir notre sécurité alimentaire tout en minimisant les effets négatifs de l'agriculture sur les écosystèmes. Cela ne fait que souligner l'importance de la rotation des cultures dans la création d'un avenir durable.
