Produire et redonner du pouvoir aux agriculteurs ? C’est le pari de Lucien Séguy, « agronome », mais surtout « paysan ». Lucien Séguy dédiera sa vie à la fertilité et au « génie végétale ». Sans dogmatisme, il associera la plus grande diversité biologique possible et les techniques agro-industrielles de pointes, créant lui-même plusieurs variétés de semences de riz à haut-rendements.

Les militants de Solidarité & Progrès ont dénoncé une politique de la famine depuis la fin des accords de Bretton Woods (1971) et la publication du rapport « Halte à la croissance » (1972). Depuis lors, la dérégulation met tous les agriculteurs en compétition, accroissant les inégalités ; et l’idéologie décroissante des institutions financières s’oppose à l’équipement de l’agriculture, même là où elle est la seule ressource.

Est-il encore possible (écologiquement ? ) d’augmenter la productivité agricole ? Dans ce dossier, nous vous proposons de suivre le chercheur Lucien Séguy, à la découverte d’un monde longtemps passé inaperçu, celui des sols vivants. Nous verrons comment l’alliance des sols et des agriculteurs peut vaincre la pauvreté et la faim.

Biographie : Une vie au service de la science ; la science au service des paysans

Lucien Séguy en mission d’appui au Maroc. Source : Fert

Né en 1944 dans une famille paysanne de Dordogne, il est le seul de sa fratrie à poursuivre des études supérieures. Diplômé de l’Ecole Nationale Supérieur d’Agronomie de Toulouse, il se spécialise dans la science des sols (pédologie), puis part en service civique au Sénégal en 1967, développer la riziculture paysanne dans la région de la Casamance. Le Centre de coopération internationale en recherche en agronomique pour le développement (Cirad) lui confie sa première affectation professionnelle au Cameroun. Il y met en évidence l’importance de la gestion du sol pour lutter contre la pyriculariose, un champignon qui détruit les feuilles du riz.

1977 : repéré pour ses travaux sur les cultures de riz, il est appelé au Brésil. Débute sa véritable aventure scientifique. Il y travaillera jusqu’à sa retraite en 2009. En parallèle, il lance des missions d’appui aux paysans dans une dizaine de pays, dont Madagascar, la Côte d’Ivoire, le Gabon, le Cameroun, le Sénégal, la Tunisie, le Viêtnam, le Laos, le Cambodge, le Canada, la France métropolitaine et d’outre-mer, jusque dans les mois qui précèdent son décès en avril 2020.

Le texte qui suit est adapté librement du rapport de Lucien Séguy, son ami Serge Bouzinac, et leurs collègues de la recherche brésilienne : « La symphonie inachevée du Semis Direct dans le Brésil central », rédigé en 2008 pour le Cirad et l’Embrapa (la Société Brésilienne de Recherche Agricole).

Sommaire

La ruine du laboureur

Les effets spectaculaires de l’érosion en Europe. Source : agriculture-de-conservation.com / C. Henricot

Lorsque Lucien Séguy arrive au Brésil, il rencontre des paysans ruinés par la dégradation du sol. En cause, le labour.

Le labour est pourtant une méthode qui a fait ses preuves en agriculture. Depuis sa découverte dans le croissant fertile, il y a 10 000 ans, plusieurs civilisations agraires y ont eu recours, de la Mésopotamie à l’Europe et l’Asie. Le labour a permis à des centaines de générations de se nourrir, jusqu’à nous.

Il empêche l’installation des mauvaises herbes et des maladies du sol. Mais exige d’énormes quantités de labeur des paysans. Avec un risque de désertification, particulièrement rapide sous les tropiques.

En climat tropical, les sols ont un aspect minéral, comme la terre de remblai peu fertile de nos terrains vagues. Seuls les cinq premiers centimètres de surface sont noirs et fertiles, comme le terreau ou le compost.

Cette mince couche ne peut s’épaissir, car l’humidité et la température tropicale accélèrent tous les processus du vivant : la croissance des plantes cultivées, comme la décomposition de la matière morte au sol. La « matière organique », noire et fertile, est donc fragile sous ces latitudes.

Dans ce contexte, la technique du labour, qui apporte beaucoup d’oxygène au sol, accélère la décomposition de la matière organique, par les microorganismes du sol. C’est « l’érosion invisible ». De plus, mis à nu et cassé en mottes, le sol est emporté dans les fleuves par les puissantes pluies tropicales. C’est « l’érosion visible ».

En forêt, rien ne se perd !

Tout comme Louis Pasteur, Lucien Séguy a passé une partie de sa jeunesse à peindre, exerçant et développant ses talents d’observateur. En grand scientifique, il interroge sans cesse la nature : « Mon maître, mon juge, mon centre d’inspiration principal, c’est la nature, sous sa complexité la plus grande. Vous avez une question à poser ? Posez-la à la nature. Et elle vous répondra ! Il faut simplement faire quelques manip’ pour qu’elle vous réponde. Et le faire de manière scientifique pour comprendre pourquoi cette réponse ; ce qu’elle veut dire exactement. »

Le but de Séguy est d’inventer une agriculture inspirée de la fertilité naturelle des forêts. Il fonde les principes de cette nouvelle agriculture sur quelques observations.

Lucien Séguy note le rôle essentiel de la « matière morte » dans la fertilité des forêts tropicales. Les « éléments fertilisants » qui s’enfonceraient dans le « sol minéral » pouvant malgré tout être recyclés par les racines profondes.

– Une première observation : Le sol forestier n’a pas besoin d’être labouré pour être meuble. Les organismes du sol forestier et les racines des plantes brassent la matière et produisent la porosité nécessaire à la présence raisonnable d’oxygène et d’eau dans le sol forestier.

1^er principe : Lucien Séguy propose donc de semer directement les graines dans le sol, sans labour. L’idée n’est pas nouvelle. Ce semis dit « direct » avait permis aux civilisations précolombiennes de prospérer. La méthode en fut oublié, avec leur effondrement. Cette technique est redécouverte aux Etats-Unis dans les années 60, pour parer aux tempêtes de sable ; suite au « Dust Bowl » des années 30, lors de la grande dépression, qui a profondément meurtri le pays, comme l’illustre le film Les raisins de la colère.

C’est le glyphosate, bêtement diabolisé par des écologistes radicaux, qui a permis aux Etats-Unis d’abandonner le labour, donc d’éviter le désert… Le glyphosate agit en bloquant la photosynthèse des mauvaises herbes, rendant caduc l’archaïque labour. À ce titre, Lucien Séguy propose avec humour que soit décerné « le prix Nobel de la paix à Monsanto, pour sa contribution à la préservation des sols ».

Mais – attention – Lucien Séguy est lucide quant au risque de destruction de l’agriculture par les biotechnologies, quand elles sont développées dans un but mercantile. Au sujet de l’herbicide de Monsanto et des OGM, il nous dit : « la productivité n’a pas augmenté depuis leur adoption massive [alors] que les doses d’herbicide sont plutôt en croissance pour contrôler les [plantes] devenues résistantes au glyphosate. » Avoir recours à de plus grands volumes, inutilement… le contraire de l’écologie !

En Semis Direct, le sol n’est pas retourné : à l’avant du tracteur, un « rolofaca » ou « rouleau hacheur » couche le couvert végétal au sol ; à l’arrière, le semoir sème directement les graines sous cette litière. Source : paysan-breton.fr / Toma Swan

– Lucien Séguy fait une deuxième observation : Les sols forestiers sont couverts en permanence d’une litière végétale. Sous cette litière, les premiers centimètres du sol sont le siège de la fertilité de la forêt tropicale. En profondeur, les éléments nutritifs se font beaucoup plus rares !

2^nd principe : Pour avoir un sol aéré, riche en nutriments et protégé contre les pluies diluviennes, Lucien Séguy comprend qu’il doit restituer une partie de la culture au sol. L’enjeu est notamment de nourrir les vers de terre et leur cortège d’êtres vivants. Il choisit de recourir à de « puissantes biomasses » pour couvrir le sol et le régénérer en matière organique, qui confère sa fertilité au sol.

Semis direct dans un couvert de sorgho en Europe. La densité et la vigueur du sorgho en font une excellente « plante géante » de couverture, pour contenir les autres plantes et nourrir le sol. Source : agriculture-de-conservation / Cécile Waligora.

– Une ultime observation permet à cet « ingénieur du végétal » d’identifier la complémentarité des plantes dans les systèmes forestiers : toutes ne prospectent pas l’eau aux mêmes profondeurs ; et certaines plantes peuvent arracher des éléments minéraux au sol, pour les mettre à disposition des plantes de la culture suivante.

3^ème principe : Lucien Séguy commence donc un travail qui est au cœur de ce qu’il nomme sa « symphonie inachevée » : Il recherche les meilleures successions et associations végétales, permettant de réduire les dépendances aux fertilisants et aux pesticides, et de maximiser les revenus des agriculteurs.

En rupture avec la monoculture, il propose : « L’incorporation de biomasses de couverture encore plus puissantes et plus diversifiées pour que les couverts végétaux des SCV gagnent en multifonctionnalité gratuite. »

Entre deux cultures commerciales, des couverts végétaux sont semés pour réorienter la biologie, la chimie et la structure du sol. Ici, un mélange de tournesol, phacélie et pois. Source : Ver de terre production

Lucien Séguy appelle sa méthode : « Semis sous Couvert Végétal » (SCV).

Avec son binôme Serge Bouzinac et ses partenaires de la recherche et développement brésiliens, Séguy met en place une méthodologie de « recherche-action » sur « système de cultures pérennes » : le chercheur fait ses essais avec, pour et chez les agriculteurs, sur plusieurs années, pour adapter ses travaux aux contraintes de la production.

Pour ces travaux, Lucien Séguy est nommé docteur « Honoris causa » de l’université de Ponta Grossa, une des meilleures universités agricoles du monde, et “Grand Citoyen” par l’Assemblée Législative de l’Etat du Mato Grosso. Mais le paysan-chercheur tient à rendre hommage aux efforts des agriculteurs brésiliens et des acteurs institutionnels :

« Le Brésil a montré au monde sa capacité à développer en moins de 30 ans une agriculture de conservation que le monde entier admire et lui envie, même si elle est largement encore perfectible comme l’ont démontré nos travaux sur les innovations SCV inspirées du fonctionnement de l’écosystème forestier. »

Le grand agronome Norman Borlaug, père de la première révolution verte et prix nobel de la paix, en visite au Brésil sur la fin de sa vie, dira en découvrant les travaux de Séguy : “La deuxième révolution verte est en marche dans les savanes du Brésil !”

Ajoutons que, bien que fortement mécanisés, les agricultures du Brésil, de l’Argentine et des Etats-Unis restent peu productives, car peu irriguées : dans la région du Mato Grosso entre 2001 et 2007, les rendements par hectare sont en moyenne : de 3,5 tonnes pour le coton, 2,9 tonnes pour le soja et 3,4 tonnes pour le maïs. En France, le blé produit 7 tonnes par hectare et le maïs 9 tonnes. Un ami et disciple de Lucien Séguy, Christian Abadie, produit même 14 tonnes de maïs dans le sud-ouest de la France !

Pourquoi les agriculteurs des Etats-Unis, de l’Argentine et du Brésil acceptent-ils de produire si peu par hectare ? La réponse est en partie économique.

Regardons plutôt, pour le moment, les résultats de la méthode du « Semis sous Couvert Végétal » de Lucien Séguy.

Bilan des « Semis sous Couvert Végétal »

Amélioration du statut social des paysans, accomplissements économiques et environnementaux divers ; les résultats présentés ci-dessous sont non exhaustifs, mais sont l’occasion d’illustrer les problématiques de l’agriculture.

Résultats du groupe agro-industriel MAEDA : Augmentation de la productivité du soja de 25%, et du coton de 45%. Soit une productivité respectable de près de 4 tonnes de soja par hectare et 5 tonnes de coton. Passage à 3 cultures sur 2 ans au lieu de 2. Les marges ont été multipliées par 3. Le nombre de machines agricoles a été réduit de moitié. Le nombre de prestataires de services a chuté de 71%. Et la consommation de carburant a diminué de 70%. Produire plus avec moins !

Des engrais renouvelables : Le manque d’azote et de phosphore dans le sol est ce qui limite le plus la productivité des champs. L’azote constitue 78% de l’air que nous respirons. Il est obtenu industriellement par la réaction du gaz naturel avec l’air. Quant au phosphore, il est aujourd’hui extrait des carrières de « guano », sites de déjections des oiseaux marins, ressource peu renouvelable.

A titre d’exemple, Lucien Séguy introduit la plante sauvage Stylosanthes, pour sa capacité à fixer l’azote atmosphérique et à mobiliser le phosphore du sol. Cet exploit naturel est dû à des symbioses racinaires, avec des bactéries pour l’azote, et avec des champignons pour le phosphore.

En plus de la Stylosanthes, il choisit la Brachiaria, pour ses racines profondes qui récupèrent les nutriments perdus, de même que pour la densité de son couvert au sol et pour sa forte productivité. Lucien Séguy sème ces deux plantes entre les pieds du maïs qui précède la culture de soja. Il en tire une hausse de productivité pour le maïs et le soja, et s’en sert comme fourrage pour l’élevage.

Une réduction des dégâts : Sur soja, cette fertilité organique permet de réduire le nombre de traitements fongicides des 2/3, voire totalement, et d’obtenir des grains de 1 à 3% plus riches en protéines.

Sur coton, en réduisant de 30 à 50% les apports chimiques d’azote et de potassium, en simple complément de la fertilité naturelle du sol, les dégâts liés au ravageur sont nettement plus faibles. Les passages de pesticides peuvent alors être réduits d’1/3.

Une auto-épuration naturelle : Le sol vivant est un « biodigesteur » des résidus végétaux, mais aussi des pesticides, qu’il réduit en molécules de plus en plus simples. Plus il y a de matière végétale au sol, plus les pesticides restent piégés longtemps dans ce biodigesteur, et donc meilleure est la destruction de ces polluants.

En culture de coton, qui exige souvent de nombreux traitements chimiques, les Semis sous Couvert Végétal (SCV) permettent de réduire le volume d’insecticides de près d’un tiers et le nombre de molécules différentes de 18 à 5. Le volume de fongicides (contre les champignons) est réduit de moitié. La fonction auto-épuratrice des sols vivants permet de réduire sous le seuil de détection l’ensemble des 150 molécules et sous-produits polluants recherchés.

Une valorisation du territoire : Vous voulez sauver la forêt amazonienne ? 1/5^ème des surfaces déboisées de l’Amazonie sont à l’abandon, car dégradés par le travail du sol. Les SCV peuvent régénérer ces 16,5 millions d’hectares :

« Les SCV les plus puissants permettent, en 3 à 5 ans, de retrouver les teneurs en matière organique et les caractéristiques de distribution des tailles d’agrégats des sols originels sous forêt. »

Autres sols valorisables : les savanes arbustives du Brésil, appelées Cerrados, réputés incultes. Ces terres, qui rappellent nos garrigues méditerranéennes, offrent plus de 50 millions d’hectares faciles à cultiver en SCV.

Avec la régénération des sols forestiers détruits et la valorisation des sols de savane incultes, Lucien Séguy se réjouit que le Brésil puisse doubler ses surfaces de production sans détruire la forêt amazonienne !

Le bocage Normand. Les haies et les arbres créent un microclimat à l’échelle des parcelles. Auteur : Bournagain.

Enfin, l’eau étant un élément essentiel à la vie, Lucien Séguy recommande de maintenir un maillage continu de végétation native de 20 à 50 mètres autour des parcelles, plutôt que des îlots forestiers. Cette « forme géométrique du défrichement » permet d’éviter l’ « effet de poêle surchauffée qui engendre des courants ascendants d’air chaud qui rejettent les pluies vers les forêts galeries à la périphérie ».

Une symphonie “inachevée”

Comme expliqué précédemment, les agricultures de hautes technologies du Brésil, de l’Argentine et des Etats-Unis pourraient assez facilement produire 1 tonne de plus par hectare. Lucien Séguy déplore le manque de formation technique et pointe aussi des raisons économiques.

À l’image des agriculteurs des Etats-Unis, les agriculteurs du Brésil ont adopté le non-labour, poussés par l’érosion des sols et par les prix très bas payés aux productions agricoles. Le non-labour leur permet de réduire leurs dépenses en matériel et essence, et apporte de la durabilité à leurs exploitations.

Au Brésil Central, où 95% des agriculteurs pratiquent le Semis Direct (1^er principe : non-labour), le Semis sous Couvert Végétal (2^{ème & 3ème} principes : une végétation puissante et diversifiée) n’est en réalité pratiqué que sur 30% des champs de soja et 15% des champs de maïs.

Ainsi, depuis les années 2000, étant insuffisamment régénérés, les sols du Brésil Central se compactent et un travail superficiel du sol redevient nécessaire. La méthode alors utilisée est le « discage » des 5 premiers centimètres, ce qui constitue une régression vers le labour et la chimie, des surcoûts et une perte de durabilité.

C’est que produire les couverts à aussi un coût ! Les systèmes de SCV nécessitent des investissements de 11% à 29% supérieurs aux simples systèmes sans labour. Hélas, en plus des aléas naturels, le libéralisme rend les prix payés aux producteurs extrêmement fluctuants et généralement plutôt bas. Ainsi, il est probable que les lendemains incertains découragent l’épargne dans le sol.

La formation professionnelle et des marchés organisés apparaissent comme les deux leviers pour qui veut bâtir une politique du sol vivant.

A la frontière des travaux de Séguy, plusieurs disciplines peuvent être convoquées :

La plus inattendue est sans doute l’archéologie ! Les pratiques agricoles des civilisations précolombiennes sont de mieux en mieux documentés : culture sans labour ni chimie de synthèse ; sélection des plantes sauvages et associations végétales au champ ; et certains sols amazoniens, qui sont entièrement façonnés par l’homme, possèdent une des meilleures fertilités du monde !

Une myriade de naturalistes (dont les spécialisations sont en proportion de la créativité de la Nature) et d’écologues (spécialisés, eux, dans l’étude des interactions naturels) : mobilisés auprès des agronomes (à recruter également !) pour rechercher de nouvelles plantes de couvertures et de nouvelles stratégies d’assemblage du vivant.

Encore une question de moyen ! L’étude des systèmes naturels nécessite des moyens logistiques que l’approche statistique et la modélisation informatique, généralement privilégiées aujourd’hui en écologie scientifique car moins onéreuses, ne devrait qu’appuyer !

Comme pour les plantes que nous mangeons et qui ont été sélectionnées pour être productives, les sélectionneurs peuvent améliorer les caractéristiques des plantes de couverture : Le sorgho blanc sans tanins à haute teneur en protéines, pour farines, bière, papier et amylose ; le sésame qui contient de 50 à 55% d’huile de qualité supérieure, pour les cosmétiques et l’aviation ; le sarrasin, pour les farines sans gluten, …

L’acclimatation de nouvelles plantes de cultures est aussi un moyen d’améliorer la santé du sol. Par exemple, l’intégration du riz pluvial dans les rotations avec les cultures de soja et coton permettrait de lutter contre les maladies à champignon. Pour rendre cette culture de riz pluvial attractive, le défi est actuellement de mettre au point des variétés à hauts rendements.

Quant aux biologistes et aux généticiens, leurs connaissances à l’échelle cellulaire et moléculaire est une aubaine pour l’étude du sol vivant :

Le séquençage génomique, d’abord, pour l’étude de la diversité microbienne. Champignons et bactéries cachent d’innombrables possibilités de symbioses et d’effets antibiotiques naturels. Il s’agit de tirer parti du haut potentiel des sols vivants !

La recherche dans les OGM aussi, à condition d’être au service de l’agronomie, seule discipline globale des champs : « Les SCV offrent une biodiversité fonctionnelle très efficace […] dans un tel contexte, les OGM pourraient être des auxiliaires précieux, légitimes et incontestablement valorisés pour seulement compléter les services écosystémiques majeurs des SCV. »

Nourrir les BRICS

Lucien Séguy, qui dénonce volontiers le conservatisme français, ne s’étend pas sur la politique du Brésil. Tentons, par nous-même, de comprendre cette très jeune puissance agricole :

Le programme social « Famo Zéro » (faim zéro) lancé en 2003, sous la présidence de Lula, puis de Roussef, a permis de réduire la part de la population sous-alimentée de 28% à 10%.

L’Embrapa, entreprise d’Etat, a acclimaté le blé, le soja, le maïs et le coton, aux sols et aux climats brésiliens. Son existence depuis 1972 inscrit le Brésil dans une démarche scientifique à long terme et ouvre la possibilité de transferts de compétences avec l’Afrique.

Tracés envisagés du chemin de fer “bi-océanique”.

Bien que le Brésil ait su défendre ses intérêts agricoles devant l’Organisation Mondiale du Commerce, le pays tente dès 2003 de remettre en cause les règles arbitraires imposées par les institutions dévoyées de Bretton Woods. En 2014, au sommet de Fortaleza, est lancée la Nouvelle Banque de Développement des BRICS (Brésil, Russie, Inde, Chine et Afrique du Sud).

Il s’agit pour les pays émergents de réduire leurs coûts de production, non par le dumping, mais par l’apport technologique et l’aménagement du territoire. Cette politique est aussi connue sous le nom de « Nouvelles Routes de la Soie ». Un exemple de coopération agricole entre la Chine et le Brésil : la construction de la voie ferrée bi-océanique, traversant l’Amérique latine d’Est en Ouest. Projet gagnant/gagnant, puisqu’il désenclave l’Amazonie et évite le passage par le canal de Panama pour fournir la Chine en denrées agricoles.

Mais cette coopération « sud-sud » est interrompue par le coup, orchestré par le département de la justice américaine, contre Dilma Roussef et Lula.

Et les vers de terre français ?

En France, les réseaux de Lucien Séguy ont débuté 30 ans après le bio, mais 15% des surfaces agricoles françaises sont déjà cultivées en Semis-direct, soit le double de l’agriculture biologique. En dehors des radars de la plupart des médias.

Bien sûr, le bio nourrit aussi les gens et doit être soutenu à ce titre. Notons seulement ses limites pour mieux nous détacher de l’agribashing : Une productivité moindre et un sol moins riche en vie.

Apprécions aussi les vrais mérites du bio : une production fraîche, car locale, et des circuits-courts, pour que la valeur aille aux producteurs.

Lucien Séguy entouré de Français passionnés. Source : festival Paysage in Marciac, 2018.

Les réseaux français de Lucien Séguy tentent toutes les dénominations pour se faire connaître du public : agriculture de conservation, agriculture de régénération, agriculture sur sol vivant. Et le ver de terre comme symbole de la méthode.

Ces agriculteurs sont présents dans tous les syndicats. Et la Coordination Rurale, second syndicat agricole de France, entre la FNSEA et la Confédération Paysanne, organise depuis 25 ans des festivals de non-labour.

Un ministre, le socialiste Stéphane Le Foll, a rencontré les leaders de ces mouvements en France, mais son cabinet n’a rien trouvé de mieux à leur proposer qu’une tribune à la COP21. Car la priorité du ministère est d’atteindre la neutralité carbone de notre agriculture, d’ici à 2050. Notre article « Ces milliardaires « écolos » qui veulent nous affamer » dénonce cette politique agricole malthusienne.

Une rencontre fortuite nous avait d’ailleurs permis d’interroger le ministre sur la détresse des agriculteurs et les prix trop bas. Nous lui demandions de mettre en place une limitation des importations et un stockage des surplus pour hausser les prix. Réponse du ministre : « Nous ne sommes pas communistes ! » Ce fut l’occasion pour nous d’évoquer la méthode des trente glorieuses : « Monsieur le ministre, De Gaulle non plus ; pourtant, c’était sa politique ».

Stéphane Le Foll a tout de même soutenu la création de « ver de terre production ». Cette chaîne de diffusion de contenus sur Youtube est animée par des agriculteurs. Mais les médias traditionnels restent en roue libre… et le public avec eux. Le pays a-t-il besoin d’une chaîne de télévision publique, qui soit dirigée par les instituts scientifiques ?

Parmi les mesures pour encourager l’agriculture sur sol vivant, rappelons l’importance d’autoriser le glyphosate pour maîtriser les couverts végétaux.

Enfin, l’hexagone gagnerait beaucoup à mettre en place une taxe sur les importations de soja. Elle inciterait le retour de la production de légumineuses en France, comme durant l’année 1973 (lorsque les Américains ont organisé un embargo du soja contre l’Europe).

Qu’est-ce qu’une légumineuse ? Une légumineuse est une plante qui, comme le pois, la lentille ou le soja, est capable de fixer l’azote présent dans l’air. Elles permettent de fertiliser un champ pour la culture suivante. Les légumineuses servent à diversifier les cultures pour limiter l’installation de maladies du sol. Et leurs graines, riches en protéines, augmentent l’autonomie de l’élevage. Cette taxe est donc une mesure de « protectionnisme éducateur », dans la tradition de l’économiste Friedrich List.

Le Brésil a prouvé qu’il est capable d’entendre cet argument, à condition que son droit au développement soit pris en compte. Retrouvons l’état d’esprit des coopérants, comme Lucien Séguy.

Antoine Beils, mai 2021

Annexe I : De l’importance de la productivité « physique » pour nourrir le monde

L’économiste et homme politique américain Lyndon Larouche a montré la relation entre d’une part, la productivité par travailleur, unité de surface et volume de matières utilisées (les 3 paramètres de la productivité physique) contraints par les handicaps naturels d’un territoire ; et d’autre part, le potentiel démographique de ce même territoire. Dit autrement : Le nombre d’humains que la Terre peut porter n’est pas déterminé par les ressources naturelles, mais par l’efficacité de leur utilisation.

Examinons la productivité physique de l’agriculture.

L’agriculture raisonnée, l’agriculture de précision et l’agroécologie permettent toutes trois de produire autant, avec de moindres volumes de produits chimiques. Ce qui n’est pas forcément le cas du bio, qui a globalement recours à de grands volumes de pesticides « naturels ».

Même constat, avec la faible production du bio par hectare et par travailleur ; bien que l’émergence de pratiques agroécologiques (lorsqu’elles sont compatibles avec le cahier des charges du bio) permettent quelques améliorations.

L’Organisation des Nations Unies (ONU) et sa branche pour l’Alimentation et l’Agriculture (FAO) soutiennent cette productivité physique. Elles parlent d’ailleurs d‘ « agriculture écologiquement intensive » ; mais sans moyens financiers à long terme pour promouvoir les semences à hauts rendements, la mécanisation et les autres moyens logistiques du stockage, du transport et de la chaîne du froid. D’ailleurs, le Programme Alimentaire Mondial des Nations Unies cherche encore 5,5 milliards de dollars, pour l’aide alimentaire d’urgence en 2021.

L’écologie, c’est quand les gros mangent les petits ?

En 1992, conformément au souhait du gouvernement britannique, les prix garantis par la Politique Agricole Commune sont abandonnés. Pour retrouver un équilibre comptable, les agriculteurs cherchent alors à réduire leurs dépenses en engrais et pesticides. Ils adoptent l’agriculture raisonnée, l’agriculture de précision, ainsi que l’agroécologie.

Mais si les prix tombent trop, les agriculteurs renoncent à lutter contre les maladies. Au risque de perdre la production…

C’est aussi le risque pris par le bio, qui, en renonçant à la chimie de synthèse, produit globalement un tiers moins de nourriture que l’agriculture conventionnelle à l’hectare, mais est mieux valorisé commercialement.

La page du productivisme, tant décrié encore, a donc été tournée de force ; bien que les extrémistes verts ne s’en satisfassent pas et exigent l’abandon total des équipements motorisés et de la chimie.

Et le pouvoir de nourrir change de main :

1/ Dépossession des agriculteurs. Puisqu’il faut acquérir du foncier, il faut s’endetter au-delà de ce qui est remboursable. Un problème pour la transmission aux jeunes, mais pas un problème pour le rachat par des fonds financiers.

2/ Concentration de l’agro-industrie. À l’image des abattoirs géants, qui imposent leurs conditions commerciales aux éleveurs.

Annexe II : Puit de carbone & pompe à fric

En climat tropical, le Semis Direct sous puissante biomasse permet de produire de 23 à 32 tonnes de matière sèche, aérienne et racinaire, par hectare. Or, cette matière sèche est faite pour moitié de carbone. Si l’intégralité de cette biomasse est restituée au sol, alors 900 kilos à 2 tonnes de carbone sont séquestrés dans ce sol chaque année, et jusqu’à une dizaine d’années de suite.

L’industrie cherchant à compenser ses émissions de carbones, la tonne de carbone non émise ou stockée se négocie actuellement entre 25€ et 50€. Le Groupe international d’experts pour le changement climatique (Giec) demande que ce prix soit haussé à 180 € la tonne.

Comme développé dans le dossier « Le New Deal vert : sortir du piège de la finance verte », la finance verte tente de mettre les États sous tutelle au nom du climat. Pour l’agriculture, aussi, accepter l’agenda “zéro carbone” est dangereux, car cet agenda mène à l’abandon des énergies fossiles, de la fertilisation azotée et de l’élevage, pourtant nécessaires pour nourrir correctement 9 milliards d’êtres humains en 2050.

Annexe III : Une plongée dans le sol vivant

Voir la vidéo : « Lucien Séguy, semis direct sur 20 millions d’hectares ». École Nationale Supérieure Agronomique de Toulouse (ENSAT).

Rapport de Lucien Séguy, Serge Bouzinac et partenaires brésiliens. La symphonie inachevée du Semis Direct dans le Brésil central. 2008. Cirad/Embrapa. http://open-library.cirad.fr/files/2/149__1212319668.pdf

Arnaud Beils says:6 May 2021 at 18h26Merci pour cet excellent article où j’ai appris beaucoup de choses sur l’intérêt du Semis direct sur Couvert Végétal.
Je note notamment la capacité de certaines plantes à aller chercher les minéraux en profondeur.
A noter également l’importance méconnus de cette pratique en France (15% de notre production !)
Peut-être le semis sous couvert végétal permet-il aussi de réaliser des économies d’eau grâce au fait que le couvert végétal conserve l’humidité contrairement à de la terre nue ?Je souhaiterais te poser quelques questions pour comprendre ce que tu as écrit à fond.
1/ Pourquoi le Brésil n’arrive t’il pas au même rendement que la France ?
Tu précises qu’ils sont fortement mécanisés et qu’en 2007, nous (la France) arrivons au double du rendement par hectare.
Hypothèse, le sol n’est pas encore assez généré ?2/ L’équivalent du semis direct sous couvert végétal appliqué à de faibles surfaces (- de 1 hectare) est il le maraichage sur sol vivant ? Autrement, quels outils utiliser pour produire en SCV sur une faible surface ?3/ peut-on dire que l’augmentation du CO2 dans l’atmosphère (infime précisons le tout de même) est en parti dût au fait que l’on ne restitue pas la matière organique à la terre ? (d’où un argument supplémentaire en faveur du SCV pour capter le CO2)Encore merci pour cet apport intellectuel.
Militons pour que la recherche agronomique ait les moyens d’augmenter notre potentiel démographique.
Vive l’Humain explorateur du vivant !Reply
1. antoinebeils says:7 May 2021 at 15h40Merci à toi l’ami,Pour répondre rapidement :
  1/ Comment doubler ou tripler la production :
  – Le Brésil est un pays aux climats contrastés. Le Mato Grosso par exemple, où a travaillé Séguy, est sec une partie de l’année. Il faut donc investir dans l’irrigation.
  – Une vraie régénération des sols permet les symbioses racinaires avec la vie du sol, pour valoriser la fertilité, donc une meilleur expression des potentialités de la plante.
  – Précisions : le soja étant 2 à 3 fois plus riche en protéines que le maïs, les faibles rendements sont compensés.2/ Comment appliquer l’ “agriculture sur sol vivant” sur une surface d’1 hectare :
  – La chaîne youtube “Ver de Terre Production”, animée par des agriculteurs et des chercheurs, permet de se mettre à jour de “l’état de l’art”, du jardin nourricier aux grandes cultures, en passant par l’élevage, l’arboriculture et le maraichage. 😉3/ La fixation du carbone, un argument pour les sols vivants ?
  Oui, mais… Le paradigme politique “neutralité carbone en 2050” est dangereux, car il implique la suppression de la fertilisation azoté et le démantèlement de l’élevage, comme l’exigent certains financiers fanatiques.
  Parlons plutôt de “l’agriculture sur sol vivant” comme d’une méthode pour nourrir le monde, bien nourrir, tout le monde !

Merci à s’unir pour nourrir le monde ….!!

6 avril 2024

La glomaline.

Il s’agit d’une glycoprotéine hydrophobe tolérant la chaleur que l’on retrouve à la surface des spores et des mycéliums mycorhiziens. La production de cette substance atteint son maximum chez les mycéliums sénescents. Cette substance à décomposition lente comporterait le tiers du carbone séquestré dans les sols de planète. Sa principale fonction porte sur la stabilisation des agrégats, à la façon d’une colle regroupant l’argile, le limon et le sable fin, avec des effets majeurs sur les propriétés physiques des sols. Ce grumelage assure une meilleure pénétration de l’eau, réduisant les écoulements de surface, de meilleurs échanges gazeux et une rétention de l’eau et des minéraux, notamment le potassium. On peut dire que la glomaline est très étroitement liée à la fertilité des sols.
On peut observer la glomaline par immunofluorescence sur les mycéliums, les spores et les agrégats de sol.

1 avril 2024

Plantes de couverture chez Jadir TAFFAREL Brésil MT

Les plantes de services en action chez Jadir Taffarel Brésil MT

20 mars 20245 mai 2025

PHOTOSYNTHÈSE

A mon humble avis, le seul truc qui peut avoir l’ambition de résoudre un panel assez large de problématiques actuelles de cette planète, s’appelle la PHOTOSYNTHÈSE , la photosynthèse qui fait la force de la Nature est la fonction inimitable ( à énergie gratuite) qui enclenche tous les processus qui intéressent toute la vie sur cette Terre …..On ne parle pas assez de cette photosynthèse ….On l’a plutôt sacrement mise à mal depuis quelques temps …..On doit peut-être remettre « de la photosynthèse dans les cerveaux »

Si l’homme était si intelligent, au lieu d’avoir une planète avec un climat détraqué, on devrait avoir un paradis naturel en évolution constante……Uniquement si on avait un peu compris la Nature ….au lieu de la détruire , il faut la développer , la booster, et ce qui est terrible , c’est qu’elle peut le faire seule, il suffit de la laisser tranquille …..Elle sait ce qu’elle doit faire faire pour être performante …..Elle faisait ça tranquille depuis très, très longtemps……La Nature est d’une puissance magnifique

https://planet-vie.ens.fr/thematiques/manipulations-en-svt/la-photosynthese-generalites

ARTICLE

La photosynthèse : généralités

Publié le 01.03.04

Par Roger Prat, François Moreau

NOSW, Pixabay

Lecture zen

Article présentant les différentes étapes de la photosynthèse et des expériences réalisables en classe permettant de montrer le déroulement de celle-ci.
Analyse de résultats expérimentaux et de démonstrations célèbres : expériences d’Emerson, d’Engelman, de Ruben et Kamen…

1. Introduction

Les végétaux, organismes photoautotrophes, sont capables d’utiliser l’énergie lumineuse pour réaliser la synthèse de molécules organiques, à partir de composés minéraux. L’ensemble de ces réactions est regroupé sous le terme de photosynthèse.
La photosynthèse est réalisée par des organismes autotrophes au carbone, grâce à des pigments particuliers, et peut être découpée en deux groupes de réactions.

Le dossier aborde de manière succincte ces généralités sur la photosynthèse. Il s’agit essentiellement d’une version « abrégée » de l’ensemble de documents présents sur le site Biologie et Multimédia qui reprennent l’essentiel du module « Biologie et Physiologie végétales » de 2^e année de l’Université Paris VI. Ce dossier « abrégé » reste donc bien évidemment incomplet. À tout moment, il est possible d’accéder aux documents complets, par les liens signalés.

2. Les organismes autotrophes au carbone

2.1. Autotrophie et hétérotrophie

Les êtres vivants sont composés d’eau et de sels minéraux, ainsi que de substances organiques. Ces dernières comportent glucides, lipides, protéines, acides nucléiques, etc. Or les composés organiques sont continuellement renouvelés (par dégradation et synthèse). Ce fonctionnement des êtres vivants nécessite des échanges constants de matière et d’énergie avec le milieu extérieur.

On peut ainsi distinguer différents types d’organismes en fonction de leurs besoins et de la source d’énergie utilisée.

Les organismes hétérotrophes : ils sont incapables d’effectuer eux-mêmes les synthèses de leurs constituants à partir d’élément minéraux. Ils sont en général chimiotrophes, c’est-à-dire utilisant comme source d’énergie l’énergie chimique récupérée au cours de l’oxydation des composés organiques réduits présents dans leur alimentation.
Les organismes autotrophes : ils sont capables d’utiliser des éléments inorganiques pour synthétiser leurs propres constituants organiques. Ils sont en général phototrophes, c’est-à-dire capables d’utiliser l’énergie lumineuse et de convertir cette énergie en étapes chimiques.

Voir sur le site BMédia : Chez les procaryotes, on peut trouver en fait des types trophiques bien plus complexes…

2.2. Organismes hétérotrophes et chimiotrophes

Il s’agit des animaux, des champignons, et de certains procaryotes (la bactérie E. coli par exemple). Ces organismes utilisent des substances organiques à la fois comme source d’énergie et comme source de pouvoir réducteur.

Figure 1 – Schéma général du métabolisme d’une cellule hétérotrophe / chimiotropheLes intermédiaires sont : 1 = ATP, intermédiaire énergétique ; 2 = NADH ou NADPH, coenzymes d’oxydo-réduction ; 3 = molécules du métabolisme intermédiaire (pyruvate, malate, acétylCoA, etc.).Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Voir sur le site BMédia : Exemples d’organismes hétérotrophes / chimiotrophes.

2.3. Organismes autotrophes et phototrophes

Il s’agit des végétaux chlorophylliens et de certains procaryotes. Ces organismes utilisent la lumière comme source d’énergie et l’eau comme pouvoir réducteur.

Figure 2 – Schéma général du métabolisme d’une cellule autotrophe / phototropheLes intermédiaires sont : 1 = ATP, intermédiaire énergétique ; 2 = NADH ou NADPH, coenzymes d’oxydo-réduction ; 3 = molécules du métabolisme intermédiaire (pyruvate, malate, acétylCoA, etc.).Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Toutefois, le fait qu’un organisme est autotrophe n’implique pas que toutes ses cellules soient autotrophes. Ainsi, si l’on prend l’exemple des trachéophytes (plantes vascularisées, ce qui inclus les plantes à fleurs), on peut noter que dans leur cas l’appareil aérien est autotrophe, mais que l’appareil racinaire est lui hétérotrophe (de même que l’embryon et la plantule).

Voir sur le site BMédia : Exemples d’organismes autotrophes / phototrophes et classification sommaire

2.4. Cycles de l’oxygène et du carbone

Figure 3 – Cycle du carbone et cycle de l’oxygèneLa photosynthèse des végétaux chlorophylliens est responsable de la fixation et de la réduction de CO₂, ainsi que de la libération d’O₂.
À l’inverse, la fonction respiratoire des organes et organismes non chlorophylliens est responsable de l’oxydation des composés organiques (consommation d’O₂, libération de CO₂).
Il en résulte un cycle pour le carbone et un cycle pour l’oxygène qui sont antiparallèles.Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Voir sur le site BMédia : Le fonctionnement de ces cycles est lié à des flux d’énergie entre les organismes

3. Localisation de la photosynthèse

Chez les plantes terrestres (Embryophytes, anciennement appelées cormophytes), la photosynthèse se réalise dans les chloroplastes des parenchymes chlorophylliens des organes chlorophylliens. Ces organes sont les feuilles, plus rarement les tiges. Chez les algues, les cellules chlorophylliennes sont localisées dans l’ensemble du thalle.

Nous nous limitons ici à l’exemple des Angiospermes. Une étude expérimentale (par exemple basée sur la présence d’amidon, stocké temporairement lors de la photosynthèse) permet de mettre en évidence la localisation de la photosynthèse, aussi bien au niveau de l’organisme dans son entier qu’au sein de la cellule elle-même (voir à ce sujet le document sur cette mise en évidence expérimentale)

3.1. Localisation au sein des feuilles

Chez les Angiospermes, la photosynthèse est essentiellement localisée au niveau de la feuille. Cet organe aplati, en relation étroite avec la tige, possède une morphologie lui permettant de présenter une grande surface vis-à-vis de l’environnement.

Voir sur le site BMédia : Exemple d’une feuille : le lierre

Figure 4 – Structure schématique d’une feuille d’Angiosperme dicotylédoneLa nervure médiane, très en relief comme chez beaucoup de dicotylédones, contient principalement des tissus conducteurs de la sève brute (xylème) et de la sève élaborée (phloème). Ces tissus sont protégés par des tissus de soutien.
De part et d’autre de cette nervure, le limbe est formé par du parenchyme palissadique (face supérieure) et du parenchyme lacuneux (face inférieure).
La feuille est protégée des pertes d’eau par deux épidermes, recouverts d’une cuticule imperméable.
Les échanges de gaz sont assurés par les stomates.Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

La plupart des feuilles d’Angiospermes dicotylédones présente un parenchyme chlorophyllien palissadique à la face supérieure : c’est à son niveau que se déroule la photosynthèse. Ce tissu est en relation aussi bien avec l’extérieur (par les stomates) qu’avec l’intérieur de la plante (par les tissus conducteurs des nervures).

Voir sur le site BMédia : La feuille des Angiospermes Monocotylédone ne présente souvent qu’un seul type de parenchyme et Présentation plus complète de la structure de la feuille.

3.2. Localisation au sein des cellules

Au sein des cellules chlorophylliennes, la photosynthèse se déroule dans les chloroplastes. Ces organites de grande taille (environ 10 micromètres de long) possèdent une enveloppe composée d’une double membrane, et un système endomembranaire formant des saccules : les thylakoïdes. La conversion de l’énergie lumineuse en énergie de liaison chimique et en pouvoir réducteur se réalise au niveau des membranes des thylakoïdes. La réduction du carbone inorganique (CO₂) en carbone organique a lieu dans le stroma du chloroplaste. Cette matière organique synthétisée peut être stockée temporairement sous la forme de grains d’amidon.

Figure 5 – Photographies d’une cellule chlorophyllienne (d’élodée du Canada) et d’un chloroplasteDans la cellule végétale, les chloroplastes sont disposés dans le cytoplasme périphérique de la vacuole. Voir le document complet pour un schéma explicatif.
Le chloroplaste est observé au microscope électronique à transmission. On note deux types de thylakoïdes : les thylakoïdes granaires qui s’assemblent en « piles » de saccules (les grana), et les thylakoïdes intergranaires.Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Voir sur le site BMédia : Schéma du chloroplaste, et voir aussi le document sur le chloroplaste

3.3. Isolement de chloroplastes

Les chloroplastes peuvent être observés dans les conditions naturelles (« in situ »). Mais il est parfois nécessaire de les isoler, afin de réaliser une étude plus précise de leur nature et de leur fonctionnement. Pour cela, on procède à l’éclatement des cellules végétales, puis à l’isolement et à la purification des chloroplastes intacts par plusieurs centrifugations successives.

Voir sur le site BMédia : Isolement des chloroplastes : protocoles de laboratoire et photographies

4. Équation globale de la photosynthèse

Diverses expériences permettent d’aboutir à une équation globale, résumant les mécanismes de la photosynthèse. Nous revenons ici sur quelques expériences permettant d’en démontrer les différents éléments, et donc de construire progressivement cette équation.

Plus de propositions d’expériences sont disponibles dans le dossier Expériences sur la photosynthèse.

4.1. Production de dioxygène, utilisation de dioxyde de carbone

On peut tout d’abord chercher si certains échanges gazeux se réalisent chez les plantes chlorophylliennes, en présence de lumière. On utilisera pour cela une plante aquatique, l’élodée du Canada, et comme source de CO₂, de l’hydrogénocarbonate de sodium. Celui-ci, soluble dans l’eau est absorbé par la plante et converti en CO₂ grâce à une anhydrase carbonique selon la réaction :

Equation bilan de la réaction catalysée par l'anhydrase carbonique HCO3- + H+ donne CO2 + H2O

Figure 6 – Expérience de dégagement de dioxygène par une élodée à la lumièreLes trois expériences sont réalisées dans : **(a)** de l’eau distillée ; **(b)** de l’eau du robinet ; **(c)** de l’eau additionnée d’hydrogénocarbonate à 1 %.
C’est en **(c)** que la production d’oxygène est la plus importante.Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Figure 7 – Équation bilan de la photosynthèse : équation (1)L’expérience précédente montre qu’à la lumière, une plante verte produit de l’O₂ si du CO₂ lui est fourni.
Cette constatation n’implique aucune relation chimique entre le CO₂ et l’O_2.Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Voir sur le site BMédia : On peut obtenir des conclusions plus quantitatives en utilisant une électrode à oxygène (ExAO)

Ces expériences permettent donc de démontrer qu’en présence de lumière, les végétaux chlorophylliens consomment du CO₂ et libèrent du O₂. Toutefois, ces expériences seules ne nous permettent pas d’expliquer ce que permettent ces échanges gazeux pour la plante.

4.2. Production de glucides

Dans un deuxième temps, on recherche si l’exposition à la lumière a des conséquences sur la matière organique (et plus particulièrement glucidique) présente au sein du végétal. Des expériences utilisant des isotopes radioactifs démontrent ainsi que l’énergie lumineuse permet, indirectement, la synthèse de glucides simples.

Toutefois, il est difficile de caractériser ces glucides simples produits par la photosynthèse dans des expériences utilisant du matériel simple. Il est possible par contre de caractériser l’amidon (un polymère de glucose mis en réserve lorsque la photosynthèse est très active). Cette caractérisation se réalise avec le lugol, un réactif spécifique de l’amidon.

On peut ainsi observer la présence d’amidon au sein des chloroplastes de cellules de feuille d’élodée mises à la lumière.

Figure 8 – Observation d’une feuille d’élodée exposée à la lumièreUne feuille d’élodée est placée dans une eau enrichie en hydrogénocarbonate et éclairée plusieurs heures.
A gauche : cellules observées sans coloration, chloroplastes naturellement verts.
A droite : après traitement par le lugol, des grains d’amidon de couleur sombre sont visibles dans les chloroplastes.Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Voir sur le site BMédia : On peut réaliser une expérience similaire à l’échelle de la feuille du pélargonium

On peut donc déduire de ces expériences qu’une plante éclairée fabrique des glucides (CH₂O)_n dans ses chloroplastes à partir du CO₂ du milieu.

Figure 9 – Équation bilan déduite de ces expériences : équation (2)Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

On obtient ainsi l’équation bilan de la photosynthèse. Afin d’obtenir un équilibre chimique de cette réaction, on rajoute H₂O, mais sans que les expériences présentées ici aient permis de démontrer son utilisation réelle.

Figure 10 – Équation bilan de la photosynthèse : équation (3)Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

4.3. Remarque : origine de l’O₂

Des études plus précises peuvent être réalisées, afin de mieux comprendre les relations entre les atomes des molécules figurées dans cette équation bilan. Si le devenir du carbone du CO₂ ne pose pas de problème (il est incorporé dans les glucides synthétisés), l’origine de l’oxygène de l’O₂ pourrait se trouver soit au niveau du CO₂, soit au niveau de l’eau H₂O. En réalité, il apparaît que c’est l’oxygène de l’eau qui est libéré, au cours d’une réaction d’oxydo-réduction. Ceci permet de préciser alors l’équation bilan de la photosynthèse.

Voir sur le site BMédia : Origine de l’O₂ et implications pour l’équation bilan de la photosynthèse

5. Les pigments photosynthétiques

La réalisation de la photosynthèse par les chloroplastes des végétaux met en jeu un ensemble de molécules particulières, nommées pigments photosynthétiques. Le terme de « pigment » correspond au fait que ces molécules sont colorées, de part leur capacité à capter certaines radiations lumineuses. Ces pigments sont de trois types :

les chlorophylles, présentes chez tous les végétaux autotrophes au carbone ;
les caroténoïdes, présents chez tous les végétaux autotrophes au carbone ;
les phycobilines, présentes exclusivement chez les algues et les cyanobactéries.

On peut assez facilement extraire et séparer ces différents pigments.

Voir sur le site BMédia : Extraction et séparation des pigments photosynthétiques

5.1. Structure des pigments

Les chlorophylles sont constituées d’un noyau tétrapyrrolique avec un magnésium en son centre, et estérifié avec un alcool à très longue chaîne en C20 (le phytol). Dans la membrane des thylakoïdes, les chlorophylles sont associées à des protéines et forment des complexes protéines – pigments.

Figure 11 – Formules des chlorophylles a et bLes chlorophylles diffèrent par les substituants des groupements pyrroles. Le phytol n’est pas détaillé ici.
Légende : **I, II, III, IV** = groupements pyrroles et V = cycle supplémentaire.Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Télécharger le fichier PDB de la chlorophylle a pour une visualisation avec rasmol / rastop : chloa.pdb

Les caroténoïdes sont des molécules constituées de 40 carbones, avec deux extrémités cyclisées reliées par une longue chaîne de 8 unités isoprènes.

Figure 12 – Formule de deux caroténoïdesLe β-carotène est un exemple de carotène, et la lutéine un exemple de xanthophylle. À droite est représentée une unité isoprène.Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Télécharger le fichier PDB du βcarotène pour une visualisation avec rasmol / rastop : bcarotene.pdb

Les phycobilines sont composées d’un noyau tétrapyrrolique ouvert, associé à une protéine. On les trouve au sein des photosystèmes de certaines algues, et de bactéries photosynthétiques telles que les cyanobactéries.

Figure 13 – Formule d’une phycobilineL’exemple présenté ici est la phycocyanobiline, représentée sans la protéine qui l’accompagne normalement.Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Télécharger le fichier PDB de la phycocyanobiline pour une visualisation avec rasmol / rastop : phycocyanobiline.pdb

5.2. Spectres d’absorption

Les chlorophylles et les caroténoïdes absorbent certaines radiations dites actives pour la photosynthèse, dans la gamme de longueurs d’onde visibles comprises entre 500 et 700 nm.

À partir d’une solution de pigments, on peut donc mesurer les caractéristiques d’absorption de la lumière en réalisant un spectre d’absorption à l’aide d’un spectrophotomètre UV-visible classique, qui permet de mesurer l’absorption (A) en fonction de la longueur d’onde (l).

Figure 14 – Spectre d’absorption des pigments bruts extraits à partir d’une feuilleA : spectre lumineux en absence de pigments.
B : spectre lumineux en présence de pigments.
On note que l’absorption maximale se réalise dans le bleu et dans le rouge.Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Un tel spectre global ne permet pas de reconnaître la part qui revient à chaque pigment. Pour cela, il faut travailler sur des solutions de pigments séparés et purifiés.

Figure 15 – Spectres d’absorption des chlorophylles, du carotène et de la fucoxanthineA gauche : spectres d’absorption des chlorophylles a et b.
A droite : spectres d’absorption du bêta-carotène et de la fucoxanthineAuteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Voir sur le site BMédia : distribution spectrale de l’énergie lumineuse

5.3. Comportement des chlorophylles à la lumière

Les chlorophylles sont des pigments. De ce fait, ces molécules (comme les autres pigments photosynthétiques) peuvent être excitées par les radiations lumineuses. Cette excitation est due à la présence de liaisons conjuguées (et donc d’électrons délocalisés) : l’arrivée d’un photon fait passer un électron délocalisé d’un état fondamental (non excité) à un état excité. Chez la chlorophylle, il existe deux états excités : un état supérieur (Sa) et un état inférieur (Sb), selon l’énergie du photon excitateur.

La chlorophylle, une fois excitée, retourne à son état fondamental, plus stable thermodynamiquement. Ceci peut se faire de plusieurs manières, et en particulier en :

émettant de la lumière (c’est la fluorescence constatée dans une solution de chlorophylle) ;
transférant son énergie à une molécule très proche (c’est la résonance, qui permet aux pigments de l’antenne collectrice des photosystèmes de transférer l’énergie lumineuse de molécule en molécule jusqu’à une chlorophylle piège) ;
perdant un électron (c’est la photochimie, qui permet à la molécule de chlorophylle piège du photosystème de réduire un accepteur d’électron, et ainsi de permettre la réalisation de la chaîne photosynthétique).

Voir sur le site BMédia : Précisions et importance des deux états d’excitation

Figure 16 – Excitation et retour à l’état fondamental d’une molécule de chlorophylle par fluorescence, résonance ou photochimie

Gilles Furelaud

5.4. Spectre d’action – expérience d’Engelman

Les spectres d’absorption des pigments sont uniquement liés à leur capacité à capter des photons de certaines longueurs d’onde. Le spectre d’action consiste à quantifier l’activité que l’on cherche à corréler à ces pigments (ici l’activité photosynthétique), en fonction des longueurs d’onde incidentes. Les spectres d’action ainsi réalisés suivent globalement les spectres d’absorption des végétaux chlorophylliens, ce qui confirme que c’est bien cette capacité à capter les photons qui permet la réalisation de la photosynthèse.

Voir sur le site BMédia : Spectres d’action et d’absoprtion, rendement quantique

Plusieurs approches expérimentales permettent de déterminer ce spectre d’action. Une expérience simple et bien connue est celle réalisée par Engelman.

Figure 17 – L’expérience d’Engelman

Gilles Furelaud

6. Influence des conditions du milieu

La photosynthèse est influencée par les facteurs de l’environnement : la lumière (source d’énergie), le CO₂ (source de carbone) et la température (qui affecte l’ensemble des réactions biochimiques).

La photosynthèse est un processus complexe qui fait intervenir de nombreuses étapes qui sont affectées de manière différente par les facteurs de l’environnement. De ce fait, les facteurs externes agissent indépendamment les uns des autres et le phénomène global obéit à la loi dite des « facteurs limitants » que l’on peut énoncer de la façon suivante : lorsqu’un processus est contrôlé par plusieurs facteurs agissant indépendamment, son intensité est limitée par le facteur qui présente la valeur minimum. Le facteur est alors limitant et la vitesse du processus est proportionnelle à la valeur de ce facteur.

6.1. Mesure de la photosynthèse

Pour pouvoir étudier les facteurs externes influant sur la photosynthèse, encore faut-il être capable de mesurer celle-ci. Dans cette optique, un certain nombre de paramètres peuvent être pris en compte, et en particulier l’incorporation du carbone dans les molécules organiques, l’évolution de la concentration en CO₂, ou encore l’évolution de la concentration en oxygène.

Une solution simple et quantitative est l’utilisation d’une électrode à oxygène pour mesurer l’évolution de la concentration en oxygène. Ainsi, on observe à la lumière un dégagement d’oxygène. La mesure de ce dégagement correspond à la photosynthèse nette (Pn). En effet, la plante, dans le même temps, réalise la respiration cellulaire, et consomme ainsi de l’oxygène, ce qui fausse cette mesure… La solution est alors de mesurer la consommation d’oxygène à l’obscurité, qui correspond à la respiration (Ro). On obtient alors la valeur de la photosynthèse brute (Pb) par la formule suivante : Pb = Pn – Ro

Figure 18 – Évolution de la concentration en dioxygène à l’obscurité et à la lumière lors de la photosynthèsePb = Pn – RoPb = photosynthèse brute ; Pn = photosynthèse nette ; Ro = respirationAuteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Voir sur le site BMédia : explication des paramètres de mesure ; les différentes techniques de mesure ; détails sur l’électrode à oxygène…

6.2. Influence de la lumière

La photosynthèse se réalise en présence de lumière. Il est possible de quantifier ce phénomène, en éclairant des plantes avec une source lumineuse permettant de réaliser une gamme d’intensités (flux de photons) déterminées.

Figure 19 – Influence de l’éclairement sur la photosynthèse netteAuteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

On obtient ainsi des courbes biphasiques, permettant de déterminer plusieurs paramètres :

L’éclairement saturant ou optimal (I_S) : c’est l’éclairement pour lequel la courbe atteint un plateau. Au-delà, la capacité d’absorption des photons dépasse la capacité de leur utilisation. Les réactions d’assimilation du CO₂ deviennent limitantes et la photosynthèse présente une intensité maximale.
Le point de compensation pour la lumière (I_C) : c’est la valeur de l’éclairement pour laquelle la photosynthèse nette est nulle ; la photosynthèse compense juste la respiration.
Le rendement de l’absorption des photons (ou rendement quantique foliaire Phi Ф) c’est la pente (coefficient directeur) de la partie linéaire initiale de la courbe. Dans cette gamme d’éclairement, la lumière est limitante.

Il est aussi possible d’étudier l’influence qualitative de la lumière, en réalisant le spectre d’action de la lumière sur le végétal étudié. On peut ainsi s’apercevoir que toutes les radiations lumineuses ne sont pas aussi efficaces pour la photosynthèse.

Voir sur le site BMédia : Étude du spectre d’action, détermination du rendement quantique en fonction de la longueur d’onde

6.3. Comparaison de la photosynthèse de plantes de lumière et de plantes d’ombre

Figure 20 – Courbes de saturation de la photosynthèse en fonction de la densité du flux de photons chez une plante de lumière et une plante d’ombreLes autres facteurs (concentration en CO₂ atmosphérique, température 25 °C) sont maintenus constants.
**I_C** : intensité de compensation ; **I_S** : intensité saturante ; Ф : rendement quantique foliaire.
En **bleu** : plantes d’ombre ; en **rouge** : plantes de lumière.Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Quand on compare le comportement de ces deux types de plantes on constate que :

I_CO (ombre) est inférieure à I_CL (lumière) ;
Ф_O (ombre) est supérieur à Ф_L (lumière) ;
I_SO (ombre) est inférieure à I_SL (lumière).

En d’autres termes, les plantes d’ombre présentent une intensité photosynthétique optimale et une intensité de compensation plus faible, mais une efficacité dans l’absorption des photons plus élevée (plantes des sous-bois). Inversement, les plantes de lumière sont moins efficaces dans la capture des photons, mais elles fixent davantage de CO₂ (ex : plantes cultivées).

6.4. Influence de la concentration en CO₂

Les plantes aériennes assimilent le CO₂ atmosphérique (0,035 % de CO₂) tandis que les plantes aquatiques absorbent soit le CO₂ dissous (concentration faible : environ 10 µM à pH 7), soit les ions bicarbonate HCO₃^– (concentrations élevées : de l’ordre du mM, mais variable en fonction du pH), qui sont ensuite convertis en CO₂ grâce à la réaction catalysée par l’anhydrase carbonique.
La quantité de CO₂ disponible est limitante dans des conditions d’éclairement moyen. Par conséquent, une augmentation de la photosynthèse est observée lorsqu’on augmente la concentration de CO₂.

Figure 21 – Influence de la concentration en CO₂ de l’air sur la consommation en CO₂ d’une plante verteLa courbe présente une première partie pseudo-linéaire pour laquelle le CO₂ est limitant, et une seconde partie qui correspond à un plateau pour lequel l’éclairement est devenu limitant et la photosynthèse maximale, dans ces conditions.Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Voir sur le site BMédia : Effets conjugués de la teneur en CO₂ et de l’éclairement

6.5. Influence de la température

L’optimum de température des plantes varie en fonction de leur origine. Ainsi, les plantes des régions tempérées ont un maximum qui se situe entre 15 °C et 25 °C, avec une limite de tolérance au froid vers – 2 °C à 0 °C et de tolérance au chaud vers 40 °C à 50 °C.
Pour une plante donnée, on observe des modifications du point de compensation (I_C) et du point de début de saturation (I_S), mais sans modification du rendement Ф. Ceci montre que les réactions photochimiques sont peu ou pas sensibles à la température, au contraire des réactions biochimiques.

Voir sur le site BMédia : L’influence de la température. Courbes de photosynthèse nette d’une plante à 15 °C et à 25 °C

7. Deux groupes de réactions

Plusieurs types d’expériences ont montré que la photosynthèse pouvait être découpée en deux groupes de réactions de significations différentes, mais couplées entre elles et nécessitant des intermédiaires.

7.1. Origine de l’oxygène (Ruben et Kamen, 1938)

L’équation bilan de la photosynthèse montre un dégagement de dioxygène.

Figure 22 – Equation bilan de la photosynthèseAuteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

La question se pose de savoir d’où provient ce dioxygène. On peut en effet émettre deux hypothèses : soit cet oxygène provient du CO₂, soit il provient de l’eau H₂O. Afin de trancher entre ces deux possibilités, Ruben et Kamen ont utilisé un isotope lourd de l’oxygène (¹⁸O) à la place de l’oxygène habituel (¹⁶O) et ils ont marqué ainsi diverses molécules (H₂O, CO₂). Lorsque de l’eau est marquée par le ¹⁸O (H₂¹⁸O), le dioxygène produit par la photosynthèse devient marqué ; ce n’est pas le cas lorsque le CO₂ est marqué par le ¹⁸O. Ils en déduisent que c’est l’eau (H₂O) qui est à l’origine du dioxygène produit. Pour former une molécule de dioxygène, il faut donc 2 molécules d’eau.

Ces résultats montrent que l’on peut décomposer la réaction photosynthétique en deux groupes de réactions :

Figure 23 – Équation bilan des deux groupes de réaction de la photosynthèse phase claire et phase sombreCes deux réactions (oxydation de l’eau et réduction du dioxyde de carbone) sont couplées dans un ensemble complexe de réactions d’oxydoréduction faisant intervenir des transporteurs de protons (H⁺) et d’électrons (e^–).Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Voir sur le site BMédia : Réactions d’oxydoréductions entre les couples H₂O/O₂ et CO₂/(CH₂O)

7.2. Existence de deux types de réactions (Emerson et Arnold, 1932)

Diverses expériences d’incorporation de CO₂ par des chlorelles (algues unicellulaires) ont permis de mettre en évidence que l’ensemble des réactions composant la photosynthèse peut être décomposé en deux groupes :

des réactions mettant directement en jeu la lumière – on parle de phase photochimique de la photosynthèse ;
des réactions plus lentes, sans utilisation directe de la lumière – on parle de phase biochimique de la photosynthèse.

Figure 24 – Réactions photochimiques et biochimiques de la photosynthèseAuteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Voir sur le site BMédia : Démonstration de l’existence de deux types de réactions

7.3. La libération d’O₂ nécessite un accepteur d’électron (Hill, 1937)

Hill utilise une suspension de chloroplastes isolés dans un tampon sans CO₂. Il mesure les variations de dioxygène à l’aide d’une électrode à oxygène. Il ajoute à la préparation un accepteur artificiel d’électrons, le ferricyanure de potassium, Fe³⁺(CN^–)₆K₃ (réactif de Hill) et travaille en lumière continue.

Figure 25 – Nécessité d’un absorbeur d’électron pour la photosynthèseEn absence de CO₂, les chloroplastes sont capables de libérer du dioxygène, à condition qu’un accepteur d’électron (Fe³⁺) soit présent dans le milieu.Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Le réactif de Hill se comporte comme un accepteur d’électron :

Fe³⁺ + e^– → Fe²⁺

Dans les conditions naturelles de la photosynthèse, ce rôle d’accepteur d’électron est rempli par le couple NADP⁺/NADPH :

NADP⁺ + 2e ^– + 2H⁺ → NADPH + H⁺

Le couple NADP⁺/NADPH joue ainsi le rôle d’intermédiaire entre l’oxydation de l’eau et la réduction du CO₂.
De plus, l’ATP sert aussi d’intermédiaire énergétique : de l’ATP est formé en conséquence du fonctionnement de la chaîne photosynthétique, et est ensuite utilisé lors de la formation des composés carbonés.

7.4. Schéma bilan

Figure 26 – Représentation schématique statique de la séparation de la photosynthèse en deux groupes de réactionAuteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

11 mars 2024

Cultures de couverture…..en SCV

« Si vous regardez les écosystèmes naturels, vous verrez que la Terre, préfère être toujours couverte. » » Au cours du siècle dernier, la plupart des agriculteurs ont appris à cultiver le sol après la récolte et à laisser le sol sec et nu, c’était exposé comme la meilleure pratique… il fallait labourer une ou plusieurs fois pour maîtriser les mauvaises herbes avant de planter la prochaine culture de production.

Ce n’est pas une bonne idée.

Lorsque cette pratique a été introduite à l’origine, nous ne comprenions pas vraiment le fonctionnement de la biologie du sol. Gain à court terme pour une douleur à long terme…. Whoa !! Aujourd’hui, nous avons atteint un point de basculement. Les agriculteurs de tout le pays commencent à récolter les bénéfices de la couverture de terre supérieure. Une pratique inspirée par mère nature.

🌱 La culture de couverture est une pratique agricole réalisée dans le but de maintenir le sol couvert avant, pendant et/ou après la récolte de la culture commerciale. Le point le plus important de la culture du couvert est de garder une racine vivante dans le sol. À travers l’incroyable processus de photosynthèse, les plantes excrètent les glucides sous forme de sucres dans le sol, alimentant la microbiologie en échange de nutriments et d’eau. Cette microbiologie – littéralement des milliards de germes dans une cuillère à café de terre saine fait des choses incroyables :

🌱 Produit des colles comme de la glomaline pour aider à créer des agrégats de sol qui empêchent l’érosion et des enzymes et des acides secrets pour décomposer les minéraux du sol et du sous-sol.

🌱 Évitez l’érosion causée par le vent et la pluie. Les plantes ralentissent , amortissent l’impact de chute d’une goutte de pluie. Cela permet à l’eau de pénétrer doucement dans le sol, au lieu d’enlever la couche vitale de surface du sol sans perturbation.

🌱 Et comme vous avez un collecteur solaire vivant et permanent au-dessus du sol, vous protégez aussi le sol, la vie du sol, ce qui empêche la température du sol de devenir trop importante et cuire toute la biologie du sol , cet isolant naturel réduit et ralenti fortement l’évaporation.

✔ Enfin, une culture de couverture peut aussi aider à accumuler la matière organique dans le sol , c’est une action intéressante de stockage de Carbone dans le sol ..

24 février 2024

Les essentiels holistiques – Allan Savory

La cause du changement climatique ne vient ni des animaux ni des combustibles fossiles. C’est ainsi que nous gérons toutes les ressources et nous pouvons commencer par les prairies du monde. Allan Savory, fondateur du Savory Institute, est un écologiste renommé et pionnier de la gestion holistique des terres. Son travail se concentre sur la régénération des paysages dégradés grâce à des pratiques innovantes qui intègrent le pâturage du bétail à une gestion durable des terres. Son approche holistique vise à restaurer les écosystèmes, à lutter contre la désertification et à relever les défis mondiaux liés à la production alimentaire et au changement climatique. Alan Savory rejoint Farm To Table Talk pour explorer

les contributions révolutionnaires à l’agriculture durable, à la conservation de l’environnement et à l’attention portée aux politiques mondiales qui feront la différence. Salé.global

Soleil et photosynthèse, c’est peut-être trop simple et pourtant, la vie sur cette planète ne tient qu’à ça …..!!

7 février 2024

Le riz pluvial : amélioration génétique et système de culture, Serge Bouzinac

Serge Bouzinac son fidèle compagnon, a travailler pendant 40 ans avec Lucien Seguy au CIRAD

17 décembre 2023

Mission Lucien Séguy et Patrice Guillaume en Guadeloupe Mai 2008

Vendredi 16 mai
Préparation (Patrice Guillaume) du programme de la semaine avec les chercheurs de la station
de Neufchâteau (Marc Dorel, Jean-Michel Risède et Philippe Cattan).

Dimanche 18 mai
Accueil de Lucien Séguy et discussion avec Philippe Godon DR Antilles Guyane sur l’objet
général de la mission. Il s’agit d’étudier la possible mise en place de systèmes SCV sur
bananeraie et cannaie susceptibles d’offrir des solutions pour une agriculture « propre » vers
zéro pesticide et des terrains pour une recherche ANR dès 2009.

Lundi 19 mai
Visite des essais « plantes de couverture » conduits sur la station CIRAD de Neufchâteau avec
Max Vingadassalom et Steewy Lakhia, techniciens de l’UR 26 (banane, plantain, ananas) :
couverts de Soja pérenne sous plantations de banane classiques et en rangs jumelés.
− Observation des difficultés d’implantation du soja sur un sol labouré puis émietté
exposé à l’érosion dès la première pluie, qu’on tente de désherber à la herse : tout le contraire des SCV ! D’où recommandation par Lucien Séguy d’un herbicide adéquat
(Bentazone). Cependant il serait possible de s’affranchir d’un désherbage fastidieux et polluant par un couvert d’Arachis pintoï par exemple, qu’il convient de réaliser avant
la plantation de la bananeraie et non après, et par bien d’autres solutions « propres »
qui seront exposées dans le rapport de L. Séguy à venir.
− Observation également d’une flore caractéristique des sols saturés en eau (Cyperacées,
genres Echinochloa, Peperomia,etc…) conduisant à recommander l’installation d’un
couvert de plantes possédant un fort enracinement pivotant qui créera un effet chasse
d’eau dans le sol. La meilleure aération du milieu ainsi obtenue, aurait probablement
un effet contre la cercosporiose du bananier et les maladies cryptogamiques en
général.
Visite des essais couverture de Soja pérenne chez un agriculteur de Capesterre Belle Eau, M.
Tino Dambas, planteur de banane. Le soja pousse bien mais sa croissance est mal maîtrisée et
nécessite une opération de détourage manuel des bananiers. Ici encore le sol bien que
naturellement très filtrant porte une flore indicatrice d’une faible aération qui favorise
probablement les maladies fongiques comme la cercosporiose.
Discussion avec Philippe Cattan, agronome UR 26, sur les questions de pollution des bassins
versants et le devenir des produits phytosanitaires via les processus de ruissellement et de
drainage vers les nappes et les cours d’eau.
Évocation du cas de la chlordécone bloquée sur les complexes argilo humiques des sols que
Lucien Séguy pense pouvoir dégrader au moyen du développement d’une intense et
diversifiée activité biologique du sol générée par des couverts végétaux à forte
multifonctionnalité conduits en semis direct (essais à mener). Ces couverts végétaux sont
connus et maîtrisés et ont permis l’obtention de résultats spectaculaires en phytoremédiation
au Brésil (cf. rapport mission Séguy à venir et « La symphonie inachevée … », Séguy, mai 2008).

Mardi 20 mai
Discussion avec les chercheurs de l’UR 26, Marc Dorel et Jean-Michel Risède suite à la visite
de la veille. Exposé de leur motivation première pour la mise en place de plantes de
couverture, à savoir la lutte contre le nématode inféodé au bananier Radopholus similis.
Exposé des difficultés à implanter et gérer des plantes de couverture sous bananiers. Lucien
Séguy explique qu’il faut d’abord réaliser le couvert végétal puis planter dessus les vitroplants
de banane et supprimer tout travail du sol.
Présentation par Lucien Séguy des résultats obtenus au Brésil et du concept SCV, approche
scientifique holistique de la recherche action en agronomie pour une agriculture performante
et durable (respectueuse de l’environnement, non polluante) offrant ainsi des dispositifs
expérimentaux fiables et rigoureusement maîtrisés aux recherches thématiques plus
fondamentales pour en « démonter » les mécanismes fins.
Tournée herborisation sur le site de Neufchâteau pour constater que beaucoup de plantes
utiles dans les SCV sont présentes sur place (Éleusine et ses racines entourées d’un manchon
de mycorhizes, Arachis pintoï, Pueraria, Brachiaria decumbens, Crotalaire, Axonopus,
Sesbania…).
Visite du garage matériel agricole où il est constaté qu’aucun équipement actuel n’est adapté à
la mise en place de SCV (d’où les difficultés rencontrées sur les essais soja pérenne en station).

Mercredi 21 mai
Visite avec Marc Dorel des parcelles de jachères cultivées (Brachiaria decumbens) chez M.
Tino Dambas à Capesterre Belle Eau (100m d’altitude). D’après L. Séguy ce n’est pas la
variété la plus performante mais c’est un bon début… Cependant pourquoi ne pas valoriser ce
champ avant d’y replanter une bananeraie (sans travail du sol, en plantation directe
évidemment ce qui ne s’est jamais fait en Guadeloupe) en y laissant pâturer des bovins au
piquet (attention il faut les retirer 45 jours avant la plantation des bananiers pour laisser la
couverture du sol se reconstituer ; cf. rapport L. Séguy à venir)
Rapide mise en perspective par Lucien Séguy de ce qui pourrait être fait en Guadeloupe en
intercalaire de bananes, cultures de riz aromatiques (3 à 7 t/ha possible avec les variétés poly
aptitudes) ou de maïs pour une consommation de bouche, en épis. Enthousiasme de la part du
planteur !
Visite d’une bananeraie de montagne à Matouba (700 m d’altitude) appartenant au Président
de l’Union des Producteurs de banane de Guadeloupe, M. Francis Lignière. Il s’agit d’une
culture menée sans herbicide avec un très spectaculaire (et très beau) couvert d’Impatiens.
Pour Lucien Séguy c’est un bel exemple de SCV qu’on pourrait valoriser en plantant en
mélange d’autres fleurs à vendre coupées (Cosmos…cf. rapport L. Séguy à venir). Des
repousses de café arabica sous ces bananiers prouvent que les systèmes élaborés et hautement
productifs existaient anciennement dans cette zone de montagne. On observe toujours la
même flore révélatrice de sols saturés en eau laissant supposer que la plantation de couverts à
fort enracinement pivotant pourrait permettre de mieux ré-oxygéner les sols et par là même,
d’alléger la pression de la cercosporiose. Un essai sans traitement aérien fongicide évoqué
avec le président Lignière génère cependant une certaine crainte…
Visite des essais plantes de couverture menés sur la station de Vieux Habitants sous agrumes
avec deux VCAT en l’absence du chercheur Fabrice Le Bellec (en mission à Montpellier).
Ces essais ont pour objectifs de rechercher une couverture pérenne en terrain non mécanisable
sans recourir aux herbicides d’une part et de préserver des refuges pour une faune auxiliaire
utile d’autre part. Un essai grandeur nature conduit sur un terrain très pentu chez un
agrumiculteur qui a installé un couvert de soja pérenne pour lutter contre l’érosion et
l’enherbement, révèle la forte concurrence exercée pour l’eau par le soja aux dépens des
clémentiniers en saison sèche. Une meilleure maîtrise de la conduite des couverts et
éventuellement un choix différent de plantes (actuellement Soja pérenne et Cynodon dactylon)
au regard des objectifs fixés, permettraient certainement de bénéficier de fonctionnalités
supplémentaires de l’installation de couverts permanents en arboriculture fruitière.

Jeudi 22 mai
Visite de plantations de canne à sucre avec Philippe Oriol, sélectionneur canne (UR 75). Tout
d’abord en Est Grande Terre sur le faire valoir direct de Gardel : observation de labours
profonds retournés laissant des mottes de 0.5 m de diamètre, à surface lissées qu’il sera
quasiment impossible de réduire sans gravement en altérer la porosité avant de procéder au
sillonnage et à la plantation de nouvelles boutures de canne. Bel exemple de ce qu’il ne
faudrait plus faire si l’on désire éviter la perte de carbone et d’azote dans l’atmosphère et la
destruction du système de porosité des vertisols, gage d’aération et siège d’une réserve en eau
facilement utilisable.
De tels travaux au demeurant fort consommateurs d’énergie pourraient être remplacés par une
plantation directe sur l’épais paillis de canne (10 à 15 t/ha) qui tapisse le sol après la dernière
récolte comme on l’a observé en nord Grande Terre en zone sèche (1000 mm/an) aussi bien
qu’en nord Basse terre plus arrosée (1800 mm/an). Il suffirait de tuer les repousses au
glyphosate puis de sillonner l’ancien interligne sur paillis avec un outil adéquat pour obtenir
une nouvelle plantation sur ce couvert mort. Le sol serait ainsi protégé contre l’évaporation et
les adventices, et conserverait tout le système racinaire du cycle de canne précédent formant
un réseau de pores précieux.
Lucien Séguy se renseignera dès son retour au Brésil sur la disponibilité d’une machine
capable de couper le paillis sans provoquer de fréquents bourrages, avant le passage d’un
corps billonneur dans l’axe de la coupe et enfin la dépose des boutures au fond du sillon ainsi
ouvert.
Philippe Oriol nous informe d’une demande pressante de l’INRA Antilles Guyane pour une
production de canne biologique en vue de labelliser un jus de canne « bio ». La mise en œuvre
de SCV canne peut sans doute répondre à ce souhait et même se rapprocher d’une production
généralisée de sucre bio, en tout cas propre, sans résidu agro toxique, puisqu’il serait possible
de se passer d’herbicide et de réduire considérablement les apports d’engrais via des couverts
capables d’enrichir le sol en azote et de recycler efficacement les nutriments essentiels.
Par ailleurs des inter-cultures à haute valeur ajoutée pourraient être implantées en semis direct
entre deux cycles de canne successifs comme du riz pluvial, du maïs (production en épis) au
moyen de semoirs de semis direct qu’on pourrait importer du Brésil.
En fait un très grand nombre de systèmes pourraient être conduits en Guadeloupe qui dispose
de sols riches en matière organique et d’une forte pluviométrie. Y produire beaucoup plus de
denrées alimentaires qu’aujourd’hui n’est pas une utopie et les SCV offrent des solutions
insoupçonnées pour un développement durable de l’agriculture guadeloupéenne (L. Séguy à venir).

Vendredi 23 mai
Synthèse de la semaine avec Marc Dorel et Jean-Michel Risède
Un premier point essentiel concerne le nécessaire équipement en matériel SCV que le
CIRAD Guadeloupe doit acquérir.
− L’achat d’un semoir SEMEATO précis adapté à l’expérimentation (petites parcelles et
contrôle fin du nombre de graines et de leur espacement sur la ligne) est indispensable.
− Un rouleau équipé de cornières destiné au contrôle des couverts est le second outil de
base. Il permet de casser, de mâcher les couverts, pour éviter leur développement trop
important avant la mise en place de la culture principale. Cette intervention mécanique
peut le cas échéant être complétée par une application de glyphosate faiblement dosé
ou une solution de KCL à 25% (solution « propre « issue » des travaux de L. Séguy et
S. Bouzinac sur l’ingénierie écologique au Brésil, 2007)
− En troisième lieu un outil spécialisé canne à sucre pourra être acheté afin de mettre en
œuvre très rapidement la technique de plantation directe de la canne sur paillis, cela
plutôt par une CUMA que par le CIRAD d’ailleurs, pour un outil adapté aux grandes
parcelles commerciales. Cependant un modèle plus petit pourrait servir aux essais
CIRAD en et hors station.
Lucien Séguy se chargera de contacter les fabricants brésiliens et d’obtenir des devis
avantageux.
Quelques propositions schématiques de systèmes sont ensuite passées en revue, en avant
goût du rapport de Lucien Séguy qui les détaillera bien évidemment.

Les principes généraux des SCV sont rappelés, insistant notamment sur la nécessité
d’implanter le couvert avant la culture principale et non l’inverse comme cela a été vu sur les
premiers essais conduits en Guadeloupe (ex. Arachis pintoï sous banane qui permet non
seulement de contrôler les adventices mais aussi de profiter de la capacité de cette plante à
stocker de l’azote dans le sol). Il importe aussi de ne pas planter sur un couvert important de
graminées desséchées avant 45 jours pour passer le pic d’immobilisation de l’azote initial.
Ainsi pour contrôler les adventices et les nématodes et apporter de l’azote sur des systèmes
pérennes (banane) on pourra implanter des couverts à base, par exemple de :
− Arachis pintoï et Arachis repens qui supporte l’ombre.
− Centrosema pascuorum qui fixe N et est très compétitif (joue le rôle d’herbicide
naturel en dominant les autres adventices).
− Stylosanthes guianensis CIAT 184 extrêmement compétitif et hautement fixateur
d’azote (qu’il est aisé de contrôler sans herbicide au moyen d’un rouleau à cornières)
− Graminées pour lutter contre le nématode Radopholus similis comme Brachiaria
ruziziensis, le riz, Axonopus (qui pousse à l’ombre et domine toute la flore adventice
sans entretien).
− Des associations Brachiaria ruziziensis plus Cajanus Cajan ou Stylosanthes CIAT 184
pourraient être implantées dans les grands interlignes de banane profitant de la
puissance de leur système racinaire pivotant pour aérer le sol et stocker de l’azote.
− Soja et Pueraria phaseolides (fixateur d’azote) ou calopogonium munucoides maîtrisé
au rouleau peuvent aussi être employés.
Mais il est aussi plus efficace de construire des systèmes qui offrent un revenu supplémentaire
aux agriculteurs tout en apportant les fonctionnalités agronomiques recherchées (lutte contre
adventices, lutte contre nématodes, fixation d’azote, amélioration de l’aération du sol).
− C’est ainsi qu’on peut penser à des systèmes de couvertures sous bananier incluant des
plantes annuelles valorisables : riz de mars à juin puis maïs associé avec Stylosanthes,
Brachiaria, Sésame (anti nématodes et fourmis manioc), Éleusine coracana, Soja
graine. Grâce à ces graminées (riz et maïs) et au soja, L. Séguy est certain qu’il est
possible, dans les cas extrêmes, de désherber efficacement et préventivement les
bananeraies en utilisant les produits autorisés sur ces grandes cultures (alachlore,
fusilade, bentazone, clincher (tue toutes les graminées sauf riz),…). Une étude de
marché sur riz et maïs en Guadeloupe pourra utilement être conduite avec des
agriculteurs et les pouvoirs publics.

L. Séguy proposera des couverts végétaux (communautés de plantes) dont on analysera, sur
les matrices expérimentales qu’il conviendrait d’installer, la multifonctionnalité effective au
regard des contraintes biologiques des sols (nématodes, coléoptères, pollution par les
agrotoxiques tels que la chlordécone) et l’amélioration de leur fertilité d’origine organobiologique sous culture. Enfin, des produits issus de l’écologie microbienne de même que des
composts devront être testés pour booster les fonctions agronomiques recherchées au sein des
systèmes SCV.
La question de l’importation de semences et de leur multiplication est évoquée sachant que
nombre de plantes utiles sont déjà présentes en Guadeloupe et pourraient être récoltées et
multipliées (Sesbania, Crotalaria, Cajanus cajan, Arachis pintoï, etc…). Marc Dorel et JeanMichel Risède vérifieront les conditions d’importation de semences auprès du GNIS
(Groupement National Interprofessionnel des Semences) qu’ils connaissent bien et pensent
pouvoir convaincre d’autoriser, à des fins expérimentales, un grand nombre de plantes. Lucien
Séguy établira une liste de graines et proposera des mélanges (penser au blé noir dont l’effet
herbicide est puissant) à nos collègues de Guadeloupe. Enfin la multiplication de semences
devra être effectuée en Guadeloupe sur des parcelles réservées à cet effet chaque année.
Cela amène le sujet de la disponibilité en main d’œuvre et des compétences nécessaires pour
se lancer dans les SCV en Guadeloupe. Les chercheurs et techniciens en place n’auront peut
être guère de temps à consacrer à ces dispositifs même si l’on mise à fond sur la mécanisation
des opérations. Pour Lucien Séguy il est essentiel d’appuyer les équipes guadeloupéennes par
des spécialistes SCV et ainsi éviter perte de temps, tâtonnements inutiles et échecs. Une
analyse des compétences « ciradiennes » en la matière devra être établie afin de former des
techniciens en Guadeloupe aussi rapidement que possible (Lucien Séguy, Roger Michellon,
Serge Bouzinac, Patrick Técher … ?).
Enfin, lors d’une discussion avec la Présidente du Centre INRA Antilles Guyane, Danielle
Célestine-Myrtil-Marlin, l’intérêt pour les SCV de la communauté scientifique agronomique
guadeloupéenne qu’elle représente, s’est exprimé clairement.
L’INRA locale est demandeur d’une collaboration soutenue avec le CIRAD sur les SCV.
En effet nos deux organismes sont soucieux d’apporter à l’agriculture guadeloupéenne des
réponses au défi posé par son développement, à savoir couvrir la plus grande part possible des
besoins alimentaires de la population par des productions locales de haute qualité sanitaire et
nutritive, comme le souhaitent le Conseil Régional et les pouvoirs publics. L’exemple de la
production de jus de canne biologique évoqué par Danielle Célestine est une illustration
récente de cette demande de la société.
Le Directeur Régional du CIRAD, Philippe Godon, rappelle que sa lettre de mission, cosignée
par les DG INRA et CIRAD, lui donne mandat de développer le partenariat entre nos deux
institutions, ce qui permettra de renforcer la collaboration engagée de longue date.
Les bases de réflexion sont les suivantes :
− Les dispositifs SCV sont élaborés et mis en place par le CIRAD pour comparer une
large diversité de systèmes fondés sur des associations de plantes de couverture et de
culture variées, en première approche sur banane et canne.
− Les dispositifs installés en station sur les sites du CIRAD et/ou de l’INRA (par
exemple domaine INRA de Godet en canne où un protocole est signé depuis plusieurs
années) mais également chez des agriculteurs à qui on pourrait louer des parcelles,
seront des terrains maîtrisés qui allient recherche action et recherche scientifique plus
fondamentale. Les sujets ne manquent pas sur lesquels des équipes pluridisciplinaires
et pluri organismes pourront œuvrer dans des projets construits en commun. Flux
d’eau et d’oxygène, bilan carbone et azote, biologie du sol, suivi des xénobiotiques,
compréhension du rôle des communautés de plantes (« démontage » du réacteur
biologique), adventices, impact sur les populations de ravageurs et sur les maladies…
On propose ainsi des solutions aux questions posées par le développement de l’agriculture
guadeloupéenne dont la mise au point est éligible sur les financements régionaux et européens
(FEADER). On crée par là même des terrains expérimentaux où des travaux de recherche sont
éligibles aux financements ANR et PCRDT en partenariat avec INRA, IDR et autres.
Par ailleurs, ces travaux sur les SCV menés en Guadeloupe pourront être valorisés dans
l’ensemble de la zone caraïbe où nombre de petites îles indépendantes sont contraintes
aujourd’hui d’importer quasiment tous leurs aliments de la zone d’influence des États Unis,
sans parler du cas d’Haïti qui doit faire face à des problèmes plus difficiles encore. Des
partenariats en recherche pourraient en outre être noués avec l’université des West Indies (Trinidad).

Montpellier, le 02 juin 2008
Patrice Guillaume

24 novembre 202327 décembre 2024

Hubert Charpentier

HUBERT-Presentation-Télécharger

SCV avec Hubert Charpentier ….!!

13 novembre 2023

Contrôle naturelle des adventices ….!

L’objectif est le désherbage du blé d’hiver …..J’ai semé (en Semis Nature) un mélange sarrasin+blé avant la chute des feuilles du soja …..Cette photo est prise avant le passage de la batteuse pour récolter le soja …De ce fait, la culture de blé est déjà en place (à peu de frais) ….Lucien m’a fait comprendre que dès que la lumière traversait le feuillage des cultures pour pouvoir parvenir au sol , la nature s’activait pour remettre en place des plantes (que nous humains on appelle adventices ou mauvaises herbes ) pour assurer à nouveau une protection du sol et un captage de soleil pour un nouveau cycle de fabrication de photosynthèse (la Nature ne s’arrête jamais) ….Donc, d’après Lucien, il faut être le premier à choisir, les graines, les plantes que l’on veut pour reproduire cette action avant que la Nature ai réagi et développe les siennes …..Dans ce cas précis, dès que le blé avance en stade et que le gel arrive, le sarrasin disparaît en laissant la parcelle relativement propre suivant la dose de sarrasin (le choix du sarrasin est du à sa fonction allélophatique; la plante secrète des molécules chimiques capables de limiter le développement des adventices )…. Il y a quand même des conditions de propreté préalable nécessaire lors de la mise en place de cette technique, d’humidité, chaleur qui entre en jeu ….L’absence de travail de sol est aussi très importante (semis Nature)