Sous-solage

Avec tous les passages de machinerie (pas toujours réalisés dans des conditions idéales) au cours de la saison, un passage de sous-soleuse peut être approprié pour décompacter en profondeur. Selon la profondeur de la compaction, on effectue le sous-solage à une profondeur variant de 30 cm à 45 cm. Il faut en général faire appel à un voisin qui possède un tracteur puissant, car le sous-solage demande beaucoup de traction. Il est essentiel que le sol soit suffisamment sec, sinon le travail sera inutile et pourra même empirer la situation. Le semis d’un engrais vert aidera par ailleurs à prolonger l’effet du sous-solage (voir le chapitre Engrais verts).

Plusieurs maraîcher·ères fabriquent leur propre sous-soleuse en modifiant une charrue ordinaire (Figure 1). Les versoirs sont alors remplacés par des dents. Un tel outil peut être tiré par un tracteur relativement petit.

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La compaction^[1] des sols agricoles est un problème important qui diminue, souvent de façon insidieuse, le rendement des cultures, ralentit l’égouttement des sols et augmente les risques de maladies. Dans plusieurs, cas, il est nécessaire de recourir au décompactage à l’aide de sous-soleuses afin de corriger le problème. Pour bien réussir une opération de sous-solage, il faut commencer par faire un diagnostic de la situation, afin de bien connaître les caractéristiques du champ concerné et de de déterminer le but recherché avec le sous-solage. Par la suite, une bonne compréhension des conditions de réussite reliées au sous-solage est nécessaire.

Diagnostic préalable

Le sous-solage est une opération coûteuse qui doit être bien planifiée. Une stratégie inadéquate peut amener plus de méfaits que de bienfaits. Dans certains cas, le but recherché peut être un ameublissement complet du profil de sol alors que dans d’autres, il peut être souhaitable de faire seulement un ameublissement partiel. Il est nécessaire de connaitre les caractéristiques du champ afin de bien cibler le but du sous-solage, de décider du moment du sous-solage, de sa profondeur ainsi que de sa direction par rapport à la pente du champ ou aux drains souterrains.

But recherché

Dans de nombreux cas, un ameublissement complet de la couche compacte est souhaitable car cela permet aux racines de se développer, à l’eau de percoler en profondeur et à la structure du sol de s’améliorer.

Dans d’autres cas, il peut être désirable de faire un sous-solage qui vise seulement à accélérer l’assèchement du champ au printemps sans nécessairement ameublir l’ensemble de la couche compacte. En effet, même lorsque le sol n’est pas très compact, il y a souvent une petite semelle de labour qui ralentit la percolation de l’eau.

Finalement, lorsque la perméabilité naturelle du sol est faible sur une grande profondeur, le sous-solage doit être adapté afin de ne pas créer une couche gorgée d’eau qui risque de s’assécher très lentement au printemps (voir section suivante sur la profondeur de la compaction).

Selon Spoor et al. (2003), la présence d’une zone compacte comme une semelle de labour peut protéger le sous-sol de la compaction en offrant une surface ferme qui absorbe et distribue la pression causée par la machinerie. Ces chercheurs recommandent de ne pas trop ameublir la couche compacte et de chercher plutôt à la fissurer ou la casser en blocs assez gros, de façon à laisser passer l’eau et les racines tout en maintenant une certaine protection du sous-sol.

Caractéristiques du champ

Afin de connaître les caractéristiques du champ, plusieurs examens de profil de sol doivent être faits, en particulier pour connaître la profondeur de la compaction (Weill, 2009; Ball, 2007). Des mesures au pénétromètre peuvent compléter ces examens afin d’évaluer la constance de la présence et de la profondeur de la zone compacte dans l’ensemble du champ; elles ne peuvent toutefois pas remplacer les examens du profil. Le plan de drainage devrait aussi être examiné ainsi que la topographie du terrain. Les caractéristiques du champ les plus importantes à considérer sont la texture, la rapidité du drainage, la profondeur de la compaction et la topographie.

Texture du sol et humidité

La texture du sol a une grande influence sur la vulnérabilité du sol à la compaction. De plus, l’importance du taux d’humidité sur le succès de l’opération de décompactage varie avec la texture.

Sols légers
Les sols légers peuvent être très massifs et compacts, en particulier lorsque le pourcentage de sable fin ou de limon est important. Les grains de sable fin ou de limon s’encastrent les uns dans les autres, ce qui réduit la porosité de façon drastique et peut complètement bloquer le passage des racines et de l’eau. Les sols légers sont très facilement compactés lorsqu’ils sont humides et, dans une moindre mesure, lorsqu’ils sont secs. À cause de leur faible taux d’argile, ils sont peu structurés et, de plus, leur structure n’est ni stable ni résistante aux forces de compression. Pour cette raison, il est parfois préférable d’ameublir le sol avec un sous-solage juste avant le semis ou peu après. Une telle technique peut être envisagée en sols sableux uniquement, car ils sont moins à risque que les argiles d’être compactés en profondeur par les dents de sous-soleuses lorsqu’humides. Certains producteurs équipés d’un GPS s’assurent que les dents de la sous-soleuse passent exactement sur le rang à semer ou parfois juste un peu à côté. Une telle technique doit être essayée au préalable sur une petite superficie car, dans certains types de sol, elle peut affecter la régularité de la profondeur de semis et de la levée.

Sols lourds
Les sols lourds sont sensibles à la compaction lorsqu’humides mais très résistants à la compaction lorsque secs. De façon générale, ils résistent mieux à la compaction que les sols légers, grâce à leur structure en agrégats solides. Le sous-solage de ces sols doit toujours être fait lorsqu’ils sont secs, soit le plus souvent en été ou au début de l’automne. Le printemps n’est jamais une bonne période pour sous-soler un sol argileux au Québec puisqu’il est toujours humide en profondeur. De plus, si le sous-solage entraîne la formation de gros blocs en surface, il est important que les cycles de gel et de dégel de l’hiver puissent ameublir ces derniers afin de faciliter la préparation du lit de semence au printemps. Compte tenu de la difficulté de réussir un sous-solage en profondeur dans un sol souvent insuffisamment sec, ainsi que du coût élevé de cette opération, il faut bien évaluer la situation avant de passer à l’action. En effet, les sols lourds, même compactés, sont souvent fissurés, ce qui permet à une petite proportion de racines de descendre en profondeur. Lorsque des fissures sont présentes dans l’ensemble du profil, il est probable que l’eau circule et que le sous-solage ne soit pas vraiment nécessaire.

Sols d’origine glaciaire (tills)
Au Québec, de nombreux sols sont d’origine glaciaire, aussi appelés tills. Ce sont des sols que l’on retrouve surtout dans les zones montagneuses (Appalaches, Laurentides et contreforts de ces chaînes de montagnes). Ces sols, en général loameux, sont souvent rocheux et massifs sur une grande profondeur. Comme pour les sols légers compacts, les racines et parfois l’eau peuvent être bloquées à la base de la zone de sol travaillée. Dans ces sols, un des buts importants du sous-solage est d’augmenter la profondeur d’enracinement.

Rapidité du drainage

Vu l’important rôle que l’humidité d’un sol joue sur sa vulnérabilité à la compaction, en particulier pour les sols lourds, il est primordial de s’assurer d’un égouttement rapide, ce qui implique de vérifier la qualité du drainage de surface et sous-terrain. Lorsque le drainage est lent, les opérations culturales sont souvent faites en conditions humides, ce qui non seulement entraîne des risques importants de compaction mais compromet le succès d’une opération de sous-solage. Lorsque le sol est mal drainé, le sous-sol reste souvent trop humide pour faire du sous-solage. Même s’il est sous-solé en bonnes conditions, il est en général compacté à nouveau dans les mois qui suivent, car les travaux de champ sont souvent faits en conditions humides. L’amélioration du drainage doit donc être faite avant tout sous-solage.

Profondeur de la compaction

La gestion du sous-solage doit se faire en fonction de la profondeur de la couche compacte et de la profondeur possible de sous-solage.

Couche compacte peu profonde (base de la couche en général moins de 40 cm)
Lorsque la couche compacte est inférieure à 40 cm environ, il est possible de décompacter l’ensemble de la couche. Il est alors très important de décompacter toute l’épaisseur de cette couche imperméable sinon le problème relié à la compaction est aggravé. En effet, grâce à l’ameublissement créé par le sous-solage, l’eau entre en plus grande quantité dans le sol au lieu de ruisseler à la surface ou de s’écouler à la base du labour. Elle s’accumule dans la partie ameublie (effet « éponge »), car elle est bloquée par la base de la couche compacte non sous-solée qui est peu perméable. Le sol est alors gorgé d’eau pendant une plus longue période au printemps et après une pluie, ce qui peut retarder la rentrée au champ et asphyxier les cultures. De plus, lorsque l’eau stagne, elle augmente l’effet d’anaérobiose et empêche le sol de se restructurer.

Couche compacte profonde (base de la couche en général plus de 40 cm)
Dans cette situation, la profondeur de travail possible par la sous-soleuse ne permet pas de décompacter toute la zone compacte. Si le sous-sol n’est pas trop imperméable, il peut quand même être intéressant de faire un sous-solage afin d’augmenter la profondeur d’enracinement. Il faut toutefois être prudent car le sous-solage peut causer plusieurs problèmes :

Compactage du sol en profondeur : comme le sol est souvent plus humide en profondeur, le risque de lissage et de compaction en profondeur lors du passage des dents de sous-soleuse dans le sol humide est élevé;
Accumulation d’un volume d’eau important dans la zone sous-solée : comme dans le cas précédent, lorsque la profondeur du sous-solage est plus faible que la profondeur de la couche compacte et que le sous-sol est très peu perméable, l’ameublissement d’une couche importante de sol risque d’entraîner un effet « éponge », tel que décrit précédemment, et d’augmenter les risques de nappe perchée. En sol argileux, le drainage taupe (qui crée des canaux d’écoulement souterrain vers un fossé) peut alors être plus approprié que le sous-solage.

Topographie du champ

La direction du sous-solage doit être planifiée en fonction de la topographie du champ et aussi en fonction de la direction des drains souterrains lorsque ces derniers sont présents. Comme les galeries créées par le sous-solage permettent à l’eau d’y circuler, il faut choisir la direction du sous-solage afin d’évacuer l’eau. Il faut préférer un angle oblique avec la direction des drains (Figure 1). Il faut aussi éviter de diriger l’eau vers des baissières (si elles ne sont pas drainées).

Fichier:Direction sous-solage transversale drains.jpg

Choix et types de sous-soleuses

De façon générale, le choix de la sous-soleuse doit se faire selon l’objectif recherché et les caractéristiques du champ. Les critères suivants doivent être pris en compte :

Le degré de bouleversement de la surface du sol tolérable après l’opération : dans certains cas, il peut être souhaitable de ne pas bouleverser la surface du sol (semis direct, pâturages, engrais verts ou culture implantés avant le sous-solage);
Le degré d’ameublissement recherché dans l’ensemble du profil : selon l’objectif poursuivi, on veut soit ameublir l’ensemble du profil, soit seulement créer des passages pour l’infiltration de l’eau;
La gravité de la compaction et la profondeur de la zone compacte.

Les trois principales composantes d’une sous-soleuse sont le bâti, les étançons et les socs. L’ensemble soc-étançon forme la dent (CPVQ, 2000). Certaines sous-soleuses peuvent aussi avoir des disques en avant des dents et un rouleau compacteur en arrière qui sert aussi à stabiliser la profondeur de travail. L’espacement entre les dents varie et doit être adapté aux besoins (voir section 3). Au Québec, il est souvent de 76 cm (30 po), ce qui correspond à l’espacement des grandes cultures sarclées (maïs et soya).

Les bâtis

Les bâtis de sous-soleuses peuvent être en V ou droits (Figure 2). La puissance requise est moindre avec un bâti en V ou un bâti droit comportant 2 rangées dont les dents sont alternées, que pour un bâti droit ayant une seule rangée de dents.

Bâti en V. (Photo : D. La France)

Bâti droit avec une seule rangée de dents.

Figure 2. Bâti en V et bâti droit de deux sous-soleuses.

Les étançons

Il y a trois principaux types d’étançons : droits, incurvés et paraboliques. Leur action et la puissance requise sont reliées à l’angle qu’ils font avec l’horizontale (angle d’attaque). De façon générale, plus l’étançon est large, plus il contribue localement à l’ameublissement du sol, en particulier lorsque la profondeur de travail est supérieure à la profondeur critique (voir section 3 pour l’explication de la profondeur critique).

Étançon droit
L’étançon droit (Figure 3a) ayant un angle d’attaque de 90o ne fait pas remonter la terre, permet de limiter le bouleversement du sol mais requiert plus de puissance que les autres types d’étançons. Toutefois, lorsqu’il est un peu incliné (angle d’attaque inférieur à 900), la puissance requise diminue et est assez similaire à celle requise par les autres types d’étançons (Raper, 2005).

Étançon incurvé
La partie inférieure de l’étançon incurvé a un angle d’attaque de moins de 90o, ce qui force la terre à remonter vers le haut et bouleverse souvent de façon importante les sols argileux. La partie supérieure de l’étançon peut être verticale ou pencher vers l’avant, créant ainsi un angle d’attaque de plus de 90o (Figure 3b et c). Tel qu’illustré à la Figure 4, lorsqu’elle penche vers l’avant et que la profondeur de travail est trop importante, la dent peut pousser le sol vers le bas et augmenter la puissance requise (Raper and Bergtold, 2006). Dans une telle situation, de bons résultats sont donc obtenus seulement pour une profondeur prédéterminée.

Étançon parabolique (dent Michel, Paraplow)
L’étançon parabolique est incliné latéralement, ce qui permet de ne pas remonter de terre, de ne pas bouleverser le sol et requiert un peu moins de puissance que les deux autres types (Figure 3d). La proportion de sol ameubli est aussi supérieure aux autres sous-soleuses (Raper, 2006, 2007). Ce type d’étançon est intéressant pour sous-soler en semis direct ou encore dans une prairie lorsque la surface du sol ne doit pas être bouleversée.

Étançon droit. (a)

Étançon incurvé. (b)

Étançon dont la partie supérieure penche vers l’avant. (c)

Étançon parabolique (dent Michel). (d)

Figure 3. Étançons de différentes formes.

À gauche : Profondeur trop importante qui augmente la compaction et la puissance requise.

À droite : Profondeur adéquate.

Les socs (ou pointes)

Les socs se distinguent par leur largeur, leur hauteur de soulèvement des ailettes (wing lift height), leur angle d’attaque et leur longueur. Le degré d’ameublissement du sol est fortement dépendant de leur géométrie.

Largeur des socs
Les socs sont soit étroits, soit larges grâce à la présence d’ailettes (Figure 5). La largeur d’un soc étroit peut varier de 2,5 à 12,5 cm (1 à 5 po.). En ce qui concerne les socs avec ailettes, ces dernières sont fixées directement sur le soc ou, plus rarement, sur l’étançon (Figure 5b). La largeur totale du soc avec ailette varie de 15 à 30 cm (6 à 12 po). Lors du sous-solage, les ailettes permettent de :

ameublir une proportion beaucoup plus importante de sol;
diminuer la puissance requise par unité de volume ameublie;
augmenter la profondeur critique (voir section 3 pour l’explication de la profondeur critique).

Bien qu’une dent avec ailettes augmente la puissance requise de 10 à 20 %, l’augmentation du volume de sol ameubli permet d’augmenter l’espacement entre les dents de 30 % et donc de diminuer le nombre de dents requis pour une largeur donnée d’ameublissement (Spoor and Godwin, 1978).