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Histoire et agronomie

 | 
Paul Robin
, 
Jean-Paul Aeschlimann
, 
Christian Feller

Ruptures des savoirs en agronomie

Sol, humus et nutrition des plantes

De la chimie agricole à l’agrogéochimie (du 18e au 20e siècle)

Soil, humus and plant nutrition. From agricultural chemistry to agrogeochemistry (18th-20th centuries)

Georges Pédro

Resumen

La communication proposée, relative à l’alimentation des plantes cultivées, tente de retracer le parcours qui a amené les scientifiques entre le 18e et le 20e siècles à élargir progressivement leur objet d’étude, et à passer ainsi successivement de la plante à l’humus, de l’humus à la terre végétale, de la terre au sol, du type de sol à la couverture pédologique, enfin de la couverture pédologique au fonctionnement biogéochimique des agroécosystèmes.

Ce faisant, un tel parcours conduit aussi à suivre l’émergence des disciplines qui l’ont accompagné : de la chimie à la chimie agricole, puis de la chimie agricole à l’agrogéochimie en passant par la pédologie, la géochimie de surface, la pédobiologie et la biogéochimie.

Tout cela permet de montrer in fine que la résolution de tout problème scientifique en relation avec le milieu, qu’il soit naturel ou anthropisé, correspond généralement à une très lente gestation, qui demande toujours la participation d’un grand nombre d’hommes de science et l’intervention de disciplines très variées !

This communication deals with the nutrition of cultivated plants. It shows how scientific investigations on the topic gradually developed during the 18th and 19th centuries to encompass all aspects from plant to humus, from humus to earth, from earth to soil, from soil type to pedological cover and from pedological cover to the bioagrogeochemistry of the agrosystems. This course of events also led to the emergence of the many disciplines that are presently being associated with plant nutrition, i.e. chemistry, agricultural chemistry, agrogeochemistry, soil science, pedobiology and biogeochemistry.

The whole process demonstrates that finding solutions for any particular scientific problem in relation to either natural or man-influenced environments generally results from a very slow evolution involving many research scientists active in widely different disciplines.

Texto completo

Introduction

1Je souhaiterais dire en préambule de cette communication que celle-ci ne doit pas être considérée à proprement parler comme une note à caractère historique, qui devrait reposer sur le décryptage de nombreux textes de base. Il s’agit simplement de brosser une large fresque tendant à mettre en perspective les différentes étapes qui ont marqué le développement des connaissances scientifiques dans le domaine de l’alimentation des végétaux, et notamment de la nutrition des plantes cultivées ; ce dernier domaine étant considéré lui-même comme un sous-ensemble du fonctionnement chimique de la biosphère tout entière.

2Au cours du temps – comme nous le verrons – les choses se sont mises en place d’une manière très progressive et de façon non linéaire. À certains moments, le foisonnement des résultats et des idées a pris même les caractères d’un véritable chassé-croisé. En conséquence, l’exposé ci-après essaiera avant tout de faire ressortir l’enchaînement des découvertes, tel qu’il peut être envisagé aujourd’hui en prenant un certain recul. Par ailleurs, il est bon d’ajouter que l’approche proposée ici sera souvent de type binaire, donc quelquefois un tant soit peu simplificatrice.

Place et rôle de la nutrition des plantes dans la production agricole

3Aborder un tel problème revient en fait à tenter de répondre à trois questions.

4Première question : comment obtenir une production optimum des végétaux que l’homme a choisi de cultiver, qu’il s’agisse de plantes alimentaires, textiles, tinctoriales, etc. ?

5À cet effet, on sait aujourd’hui qu’on peut intervenir globalement à deux niveaux : (a) d’une part, en assurant l’expression maximum du potentiel génétique de la plante à cultiver ; (b) d’autre part, en promouvant une amélioration de ce potentiel génétique.

6Nous n’envisagerons pas ici ce second point qui ne fait pas partie du sujet, bien qu’il soit à notre époque tout à fait capital (50 % des performances viennent en effet de là). Par ailleurs, il n’a démarré – malgré tout ce qui a été réalisé en France par les Vilmorin – qu’à la suite des travaux de Mendel, travaux qui ont été réellement redécouverts après 1900 et dont le développement caractérise surtout le 20e siècle (cf. Feyt, p. 215).

7Deuxième question : comment obtenir une production optimum des variétés retenues par l’agriculteur ?

8Cela implique de faire en sorte que l’on se préoccupe de deux éléments, à savoir (a) tout d’abord, d’assurer une bonne alimentation des plantes au cours de la culture, (b) en second lieu, d’atteindre une protection maximum contre les attaques parasitaires et ce, à la fois pendant le cycle cultural et après la récolte.

9Il ne sera pas question ici de la deuxième condition qui n’entre pas à proprement parler dans le thème abordé ; indiquons cependant que la compréhension scientifique de la protection des plantes n’a démarré que très tard, et cela permet de faire un clin d’œil à Duhamel du Monceau (1700-1782), le grand agronome français du 18e siècle qui est le premier à avoir montré en 1727, à propos de la maladie du safran qui sévissait dans l’Orléanais, que cette maladie était d’origine parasitaire. Aujourd’hui, par la vision générale que Duhamel du Monceau a eue des problèmes parasitaires des peuplements végétaux, on peut dire qu’il a été le fondateur non seulement de la phytopathologie, mais aussi de l’épidémiologie.

10Troisième et dernière question : comment assurer une bonne nutrition des plantes cultivées ?

11C’est ce qui constitue le sujet essentiel de notre présentation. Il y a eu avant 1780, schématiquement, deux écoles :

  1. celle qui mettait l’accent sur la préparation de la terre mise en culture, notamment grâce aux travaux aratoires, ceux-ci améliorant l’alimentation en favorisant l’aération de la terre cultivée, ainsi que les contacts entre le sol et la plante par l’intermédiaire des racines. C’est la théorie de l’anglais Jethro Tull (1733) reprise en France par Duhamel du Monceau (1750-1756) et dont la formule condensée est : « un bon labour vaut mieux qu’un apport de fumier » ;
  2. la deuxième école insistait sur l’impérieuse nécessité de procéder à une restitution d’aliments au sol, notamment par un apport extérieur et en particulier du fumier de ferme dont les effets bénéfiques étaient connus depuis l’Antiquité, ce qui s’est traduit ultérieurement sous la forme lapidaire : « le fumier est le seul engrais valable ».

12En raccourci, on peut dire que la première théorie s’avère insuffisante, car elle ne prend en compte que le court terme ; elle ne se préoccupait pas en effet du niveau des stocks d’éléments nutritifs présents dans la terre mise en culture, mais s’intéressait uniquement à la meilleure façon de libérer ceux-ci afin de les mettre à la disposition de la graine, puis de la plante. La seconde en revanche, qui prenait en compte dans le même temps le court terme et le long terme, reposait sur une conception beaucoup plus générale de l’alimentation des plantes faisant intervenir à la fois les stocks et les flux d’éléments nutritifs, donc en promouvant une approche essentiellement chimique. Encore fallait-il que la chimie, en tant que science, soit suffisamment développée ; et c’est ce chemin commun à la chimie et à la nutrition des plantes que nous allons essayer de parcourir dans la suite de cet exposé. Nous distinguerons à cet effet deux grandes étapes :

  • de la naissance à l’apogée de la chimie agricole ;
  • de la chimie agricole à la biogéochimie et à l’agrogéochimie.

Naissance et apogée de la chimie agricole

13La réalisation de cette étape implique de mettre l’accent sur plusieurs aspects, parmi lesquels l’émergence de la chimie moderne et l’application et le développement de la chimie de la nutrition des plantes

Mise en place de la chimie moderne

14Le postulat de départ de cette approche est que la plante a besoin de substances nutritives pour assurer sa croissance. D’où ces aliments peuvent-ils venir à la surface de notre planète et quels sont-ils ? En observant la nature, on a été amené à constater qu’ils pouvaient provenir soit de l’air, soit de l’eau, soit de la terre végétale.

15Or quelle est la constitution de l’air, de l’eau, de la terre végétale et aussi des végétaux, une fois reconnu qu’il s’agit de constituants respectivement gazeux, liquides ou solides ? Cela a été le problème majeur du 18e siècle qui repose en fait d’une part sur la découverte de l’existence d’éléments chimiques, ce qui était absolument une condition nécessaire, mais non suffisante et d’autre part, sur la mise en place d’un système général d’interprétation de la chimie, coordonnant le tout. Et là il a fallu attendre l’œuvre de Lavoisier dans les années 1780 (Traité élémentaire de chimie, 1789).

16La découverte des éléments chimiques a été une quête longue et assez confuse ; on s’en rend très bien compte au cours de ses différentes étapes et à travers les dénominations proposées : air vital, air inflammable, air fixe… L’air vital est en fait l’oxygène découvert par Priestley (1774), mais que celui-ci incorporait à une théorie sans issue, qui était encore la théorie du phlogistique. L’air inflammable est l’hydrogène découvert par Cavendish (1766), tandis que l’air fixe, découvert par Black (1803), est déjà une combinaison, puisqu’il s’agit du gaz carbonique CO2.

17Par ailleurs, il a fallu du temps pour montrer que l’eau n’était pas un élément, mais une véritable combinaison à base d’oxygène et d’hydrogène (H2O), que l’air était avant tout un mélange composé d’oxygène et d’azote auquel était associée une petite quantité de CO2 et de vapeur d’eau.

18Ainsi en est-on arrivé progressivement à la définition de l’élément chimique : il s’agit du terme ultime de l’analyse chimique, terme qu’on ne peut pas décomposer en matière plus simple ; et c’est ce qui a permis à Lavoisier d’éliminer la théorie du phlogistique et de rénover la chimie. À partir de là, il devenait possible d’avancer dans les connaissances de manière beaucoup plus rationnelle.

Développement de la chimie appliquée à l’agriculture

19Les nombreuses analyses chimiques de végétaux effectuées en s’appuyant sur les conceptions de Lavoisier ont montré que ceux-ci étaient constitués d’un certain nombre d’éléments chimiques majeurs, qui étaient donc indispensables à leur développement ; il s’agit de : C, O, H, N, P, K, S, Ca, Mg. Ceci étant admis, on a eu à répondre à deux nouvelles questions, et tout d’abord d’où proviennent les éléments nécessaires à la croissance des plantes et ensuite, sous quelle forme ou dans quel état se produit l’assimilation de l’élément par le végétal ?

20En réalité au début du 18e siècle, un tel problème ne se posait pas exactement dans des termes aussi nets en sorte que, dans les différents travaux réalisés, les deux aspects ont souvent été mélangés ou confondus, ce qui a contribué à retarder la résolution définitive des problèmes.

Origine des éléments chimiques nécessaires à la croissance des plantes

21L’origine de l’oxygène et l’hydrogène n’a jamais prêté à discussion ; un consensus s’est établi rapidement pour les faire venir de l’air et de l’eau. Il n’en a pas été de même pour le carbone, l’azote et les éléments minéraux ; et c’est ce qui a contribué à la multiplication des hypothèses et théories relatives à la nutrition carbonée, à la nutrition azotée et à la nutrition minérale, trois points que nous allons voir maintenant.

22L’origine du carbone intervenant dans la nutrition carbonée a fait l’objet des plus grandes divergences. En bref, la question était la suivante : le carbone des plantes vient-il de l’air ou bien du sol par l’intermédiaire de l’humus issu de la décomposition des résidus végétaux ? Les travaux expérimentaux de Ingenhousz (1779), de Virey (1803), puis surtout de Senebier (1782) et de de Saussure (1804) font apparaître nettement que le carbone vient de l’air, et que cela résulte de la fixation du CO2 en relation avec le processus de photosynthèse.

23En revanche, pour Wallerius (1761), Hassenfratz (1792), puis Patrin (1803), la source du carbone des plantes se trouve avant tout dans l’humus, c’est-à-dire dans la fraction organique de la terre végétale. Cette vision s’insère dans ce qu’on a appelé « la théorie de l’humus » qui fait venir du sol (humus) l’alimentation carbonée des plantes ; c’est d’ailleurs la vision générale reprise et développée par le grand agronome allemand Thaer (1811-1816, édition en français) qui perdurera plus ou moins dans beaucoup d’esprits jusqu’en 1840. Le carbone proviendrait pour ces différents auteurs de la dissolution du charbon de la matière végétale du sol aboutissant à des solutions nutritives contenant du carbone soluble.

24L’origine de l’azote participant à la nutrition azotée a aussi été l’objet de nombreuses controverses. L’azote provient-il de l’air ou du sol. Etant donnée la composition de l’atmosphère, il était tentant de faire venir cet élément de l’air. Liebig lui-même s’accrocha longtemps à cette idée ; pourtant de Saussure, encore lui, avait montré dès 1804, en s’appuyant sur des expériences très minutieuses, qu’il n’en était pas ainsi et que l’azote provenait en réalité des constituants organiques du sol ; naturellement via l’air lors de l’émergence de la biosphère il y a 3,5 milliards années (par l’intermédiaire des microorganismes autotrophes ou mieux diazotrophes). Notons ici qu’on montrera plus tard que, dans le cas des légumineuses, l’azote atmosphérique participe directement à la nutrition.

  • 1 Notons ici qu’à l’époque de B. Palissy, le mot « sels » recouvrait bien d’autres choses que les se (...)

25L’importance des éléments minéraux, si l’on en croit de nombreux historiens de la science du sol, semble avoir été bien évoquée il y a déjà trois siècles, par Palissy (cf. édition de 1880) dans sa « théorie des sels »1, puis, ceux-ci (les éléments minéraux) avaient été complètement délaissés. Rappelons que Dumas et Boussingault dans leur magistrale étude : « Essai de statique des êtres organisés » (1844) n’avaient mis l’accent que sur les éléments organiques C, H, O et N et non les nutriments minéraux.

26En fait, c’est à travers la question des cendres végétales que Liebig a pressenti à la même époque leur importance et qu’il a proposé sa théorie de la nutrition minérale des plantes (1840 pour la version allemande, 1841 pour la traduction française). Mais ce faisant, ce n’est plus à proprement parler de l’origine des éléments minéraux dont il est alors question, mais bien de la forme d’assimilation des éléments du sol par les végétaux, et ce, quelle que soit leur provenance (lithologique ou organique).

Forme d’assimilation

27Cet aspect du problème est bien entendu en relation avec la nature des réservoirs en éléments nutritifs, dont nous venons de parler mais se situe à un autre niveau. En fait on a assisté, là encore, à la confrontation de deux grandes conceptions théoriques.

28La première est contenue dans la théorie de l’humus qui veut que la plus grande partie de la nourriture nécessaire à la plante arrive directement au végétal en solution organique (notion de sucs nourriciers). Elle fut développée ou soutenue par différents auteurs, notamment par Thaer (1811-1816) et Davy (1813). C’est ce qui a été rassemblé par Bourguet (1678-1742) dans la formule : « l’organique produit l’organique » et qui reprend, en quelque sorte l’aphorisme latin similia similibus curantur (un organisme se nourrit de préférence de ses semblables).

  • 2 Notons ici la formulation de la question posée en 1840 par l’Académie royale de Goettingen : « Les (...)

29La seconde dérive de la théorie de la nutrition minérale des plantes, émise par Liebig, bien qu’il y avait déjà eu au moins un précurseur en la personne de Sprengel (1826, 1828, in Ploeg et al., 1999). Liebig avait en effet constaté que le fumier n’agissait pas directement, mais qu’il intervenait indirectement par l’intermédiaire des produits minéraux qu’il contenait et qui étaient libérés progressivement au cours de sa décomposition. C’est ce qui le conduira plus tard à généraliser ce résultat et à proposer que la plupart des éléments, et notamment N, P, S, K, Na, Ca, sont assimilés par la plante sous une forme inorganique, que ceux-ci aient une origine lithologique (fraction minérale des sols) ou qu’ils proviennent de la constitution des résidus végétaux (cas de l’azote en particulier) ; ceci explique alors parfaitement l’intérêt de l’apport de fumier2.

30Certes Liebig n’a pas toujours été à même de préciser la voie utilisée par la nature pour engendrer une forme minérale, notamment pour l’azote. Il a donc fallu effectuer bien d’autres travaux de recherche au cours de la seconde moitié du 19e siècle, après qu’on ait pu découvrir que la terre végétale était avant tout un milieu vivant contenant notamment une microflore abondante susceptible de développer une activité chimique qui lui est propre. C’est alors seulement qu’on a été amené à montrer le rôle joué par les micro-organismes du sol lors de la transformation de l’azote organique en azote minéral (NO3-), et donc la nécessité de coupler dans le sol chimie et microbiologie. Il s’agit de toutes les études ultérieures sur la nitrification où se sont distingués, entre autres, Schloesing et Muntz (1877), Berthelot (1886) et Winogradsky (1890-1891).

31Au demeurant, cette décomposition biologique s’est aussi avérée féconde pour bien d’autres éléments contenus dans les tissus végétaux, notamment P et S, dont l’assimilation par les plantes se fait sous forme de PO43- et SO42-.

32En définitive, c’est la théorie de la nutrition minérale basée sur le fait qu’en dehors du carbone, les végétaux ne peuvent absorber que des éléments dissous dans l’eau, qui a prévalu à partir de 1840 ; et c’est ce qui a conduit à proposer de compenser les exportations des cultures par un emploi systématique d’engrais minéraux ayant une certaine solubilité. C’est donc cette théorie qui est à la base du grand développement de la chimie agricole au cours de la seconde moitié du 19e siècle, discipline qui est devenue alors sans conteste la science de base de l’agronomie (au point de gommer toutes les autres disciplines-clés de ce secteur, même la génétique comme l’a si bien fait remarquer E. Schribaux).

33Certes, depuis cette époque la chimie agricole, issue des écrits de Liebig et surtout de Boussingault (1843-1844), a fait faire de grands progrès à l’agronomie en se basant sur une analyse systématique des terres arables, puis en s’appuyant dès l’après-guerre sur les méthodes de la radiochimie (Barbier et al., 1954, en France).

34Mais en même temps, elle limitait le problème des relations sol-plante à la seule terre végétale et à l’étude des seuls transferts d’éléments entre le sol et la plante, sans prendre en compte la circulation des éléments entre les trois règnes de la biogéosphère, telle que celle-ci avait été entrevue par Lavoisier, et qui est à base de ce qui est devenu la biogéochimie, et qui avait donné lieu à une proposition d’un prix par l’Académie des Sciences pour l’année 1794, rédigée de la main de Lavoisier, et connue sous le titre « Prix sur la nutrition ». C’est un placard de 4 pages, publié par Dupont en 1792 dans les Mémoires de l’Académie. Ce prix n’a pas eu de suite puisque les Académies ont été supprimées le 8 août 1793 et que Lavoisier a été guillotiné le 8 mai 1794. Des extraits de ce texte ont été publiés par Boulaine (1989).

35Or il est apparu assez vite à un certain nombre de naturalistes s’intéressant à la biosphère que cette manière de voir essentiellement chimique était bien trop restrictive, dans la mesure où d’abord elle effaçait complètement le rôle de la faune (Darwin, 1838, 1881, par exemple) ; par ailleurs, il devenait clair que la terre végétale ne constituait pas à elle seule tout le sol sur lequel se développent les plantes – et ceci est particulièrement vrai pour leur alimentation hydrique – sans parler des transferts latéraux susceptibles de se manifester au sein du manteau meuble, qui recouvre en général la surface des continents.

36Il s’est donc avéré nécessaire d’élargir le champ des investigations, et c’est ce qui va conduire ultérieurement à faire intervenir tout l’épiderme fonctionnel de la biosphère avec ses aspects physique, chimique et biologique et à envisager alors une gestion biogéochimique des agrosystèmes.

De la chimie agricole à la biogéochimie et à l’agrogéochimie

37Cet élargissement a fait l’objet d’une série de nouvelles approches qui se situent à deux niveaux.

Émergence de la pédologie et développement de la géochimie de surface

38La chimie agricole reposait essentiellement sur la connaissance de l’état et du fonctionnement chimique d’une sorte de système clos : plante cultivée ↔ terre végétale, en sorte que la fertilisation des terres au champ servait avant tout à assurer la compensation des exportations par les récoltes et permettait ainsi de garantir une certaine stabilité du couple plante-terre de l’écosystème lors de la mise en culture.

39En réalité, en aucun cas, on n’a affaire dans le milieu naturel à un système clos, puisqu’au cours du temps il peut se manifester souvent des entraînements d’éléments chimiques (on parle de lixiviation et de lessivage), qu’ils soient d’origine lithologique ou bien venant des engrais, entraînements qui sont susceptibles de se faire vers les horizons inférieurs du sol, vers les matériaux rocheux de sub-surface et enfin vers les nappes ; tout ceci se déversant in fine dans le réseau hydrologique général.

40Le problème ultérieur a donc été de faire intervenir tous ces processus dans le fonctionnement des terres, qu’elles soient cultivées ou non. C’est ce qui est à la base de l’émergence de la pédologie, qui avait été pressentie déjà par Buffon (Feller et Blanchart, 2004) à la fin du 18e, mais qui s’est réalisée dans la deuxième moitié du 19e siècle ; ce terme ayant été créé auparavant par Fallou (1862) et les premiers éléments mis en place par plusieurs auteurs, dont Darwin (1838), Sprengel (1837) et Muller (1879, 1884, 1887 et 1889 pour les traductions allemande et française) au milieu du 19e siècle. Mais c’est Dokouchaev (1883) qui a finalement conceptualisé cette manière de voir, à savoir, le sol est un ensemble caractéristique des surfaces continentales ; il constitue par lui-même un « objet naturel » en interaction chimique permanente, avec la faune, la rhizosphère et l’eau qu’il contient en son sein, avec les roches qui se situent en dessous, et enfin avec l’atmosphère (qui règle les conditions climatiques) et la végétation aérienne qui se trouvent au-dessus.

41Cette approche pédologique a surtout été connue par ses digressions autour des problèmes de classification et de nomenclature ; elle a permis cependant de proposer à la chimie agricole un système général d’interprétation, et de faire de la pédologie un sous-ensemble de ce qui deviendra la biogéochimie.

42Il est possible aujourd’hui de distinguer deux étapes dans le cours de l’évolution de la pédologie

43Dans la première, la terre végétale est incorporée au sein d’un niveau meuble de surface plus épais, qui constitue le profil de sol. C’est celle de l’Ecole de Dokouchaev développée en France par Aubert et Duchaufour (1956) et qui s’en tient à une vision essentiellement verticaliste. Elle a pu montrer, entre autres, que la terre végétale ne constituait que l’horizon superficiel (epipedon) et qu’elle était associée par des liens congénitaux aux niveaux sous-jacents. Elle a permis aussi de relier les comportements des éléments nutritifs de la chimie agricole à tous les autres éléments de la biogéosphère, donc à donner à celle-ci une assise géochimique, dont une des applications par exemple a été la réalisation d’une carte pédogéochimique de la France par Pédro et Scherer (1974), puis de celle du Brésil par Melfi et Pédro (1978).

44Une telle conception a été une grande avancée dans la compréhension des types de sols développés sur les surfaces continentales des diverses zones climatiques, mais en particulier sur celles des zones tempérées (surtout quand ces dernières avaient été auparavant rabotées par les glaciations quaternaires).

45Dans une seconde étape, la terre végétale est à incorporer à tout l’ensemble fonctionnel de la géosphère terrestre, ce qui implique de mettre en œuvre une épaisseur bien plus grande que la zone pédologique comme lieu des interactions chimiques et biologiques. Il peut s’agir ici :

  • soit des horizons meubles profonds formés par altération (altérites), surtout dans les régions tropicales. Ces horizons sont épais et incorporent souvent une nappe phréatique. Ils ont fait l’objet en particulier en France des travaux de A. Lacroix (1913) et de Millot (1963) et sont à l’origine de l’émergence de la « géochimie de surface » ;
  • soit des niveaux sous-jacents de roches poreuses ou fissurées, sièges de transferts hydriques non négligeables et qui sont susceptibles d’intervenir dans l’alimentation hydrique des plantes.

46Il convient par ailleurs d’apporter une dimension latérale aux phénomènes, en reliant génétiquement et donc hydrochimiquement les processus de l’amont aux processus de l’aval au sein d’un inter-fleuve ou d’un bassin versant. La notion première de type de sol s’efface quelque peu dans ce cas, au point qu’on a été amené à parler d’abord de chaînes de sol, la catena de Milne (1935a, b), puis de couverture pédologique continue. Ceci nous conduit au terme de notre parcours commencé au 18e siècle, parcours qui en définitive nous a fait aller de la plante à l’humus, de l’humus à la terre végétale, de la terre au type de sol, du type de sol à la couverture pédologique, enfin de la couverture pédologique au fonctionnement biogéochimique du bassin versant.

Introduction de la biogéochimie et mise en place de l’agrogéochimie

47À partir de là, si l’on fait un retour vers les problèmes de la nutrition des plantes, on est conduit in fine à faire ressortir deux aspects principaux.

  1. La première constatation importante est que la gestion des agrosystèmes doit s’appuyer dorénavant sur les conceptions biogéochimiques du grand savant russe Vernadsky (1924, 1929), mettant un accent majeur sur la circulation de l’énergie et de la matière (donc des éléments chimiques et de l’eau) au sein de la biosphère. Pour ce qui concerne le problème de ce jour, cela signifie qu’il faut dorénavant faire intervenir dans nos raisonnements agronomiques un grand nombre de paramètres qui avaient été délaissés dans l’optique de la seule chimie agricole, et par exemple le fonctionnement biochimique des plantes au cours de leur cycle cultural, le rôle de la macrofaune et de la structuration « naturelle » des horizons du sol, la décomposition microbienne des racines et des résidus végétaux et animaux, les apports atmosphériques, les remontées minérales – par les racines et la faune – depuis les zones profondes du sol, les apports latéraux en provenance de l’amont du bassin à la fois par voie superficielle (ruissellement, érosion) et par voie hydrique sub-superficielle (lessivage oblique). Depuis l’apparition de la chimie agricole, l’échelle d’analyse des relations sol-plante a bien changé et s’est grandement élargie.
  2. Le second aspect est que la nutrition des végétaux doit reposer à notre époque, non seulement sur la connaissance des différents processus hydrogéochimiques au niveau du bassin versant, mais surtout sur leur couplage ; ce qui implique de faire intervenir simultanément durant la période culturale le cycle biogéochimique des éléments nutritifs et le cycle hydropédologique. C’est à ce titre seulement que la chimie agricole d’hier peut prendre une assise écologique (écologie des sols) et qu’elle deviendra une véritable agrogéochimie. Cette manière de voir semble en effet la meilleure pour appréhender le fonctionnement réel du sol et, par là même, pour piloter une fertilisation plus adaptée des cultures, c’est-à-dire évitant au maximum les pertes tout en assurant à la fois une économie d’intrants et une protection de l’environnement (Hénin, 1980). L’agrogéochimie constitue donc bien désormais le socle scientifique sur lequel devrait s’appuyer dans le futur tout système d’agriculture qui se veut à la fois moderne et durable.

Conclusion

48De cette brève évocation des étapes successives qui ont caractérisé l’avancement des connaissances dans le domaine des relations « sol-plante » au plan chimique, il est permis de conclure en proposant trois remarques d’ordre général.

  1. La science, qui est une longue patience, avance toujours pas à pas. Elle doit dans tous les domaines s’appuyer sur de nombreuses observations, expérimentations au champ, essais de longue durée, expériences de laboratoire, modélisations, etc., toutes choses qui s’étalent très souvent sur plusieurs siècles.
  2. La science a déjà bien servi l’humanité. Ainsi, dans notre cas, il est bon d’insister sur le rôle majeur qu’a joué à partir du milieu du 19e siècle, grâce à la chimie agricole, la fertilisation en vue d’une augmentation de la production alimentaire de la planète. C’est elle qui, entre autres, a contribué à la disparition de certaines disettes ou famines qui se manifestaient il n’y a pas si longtemps dans nos propres contrées.
  3. En conséquence, l’investissement scientifique (intellectuel et matériel) doit être poursuivi. Mais il doit aussi être soutenu, et ce d’autant plus que de nos jours, la science a tendance à faire peur et que, ainsi que l’écrivait déjà en 1979 Jean Hamburger dans son livre « Demain les autres » : « l’antiscience est encore bien vivante ».

49N’oublions donc pas aujourd’hui – comme l’histoire nous le montre – que la science a beaucoup apporté à l’agronomie, même si dans l’avenir il nous reste encore de nombreux points à éclaircir !

Références3

Bibliografía

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Notas

1 Notons ici qu’à l’époque de B. Palissy, le mot « sels » recouvrait bien d’autres choses que les sels minéraux tels qu’on les conçoit à notre époque. Voir à ce sujet l’article de C. Feller, p. 181.

2 Notons ici la formulation de la question posée en 1840 par l’Académie royale de Goettingen : « Les éléments inorganiques des végétaux sont-ils utiles au développement de la plante ? ».

3 Un certain nombre de références anciennes, signalées par *, sont tirées de Browne (1944).

Autor

Georges Pédro, Académie d’agriculture de France, 18 rue de Bellechasse, 75007 Paris

© IRD Éditions, 2007

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