Rotation des cultures

La rotation des cultures change d'une année à l'autre ce qui pousse sur un champ, et s'appuie sur la jachère, le fumier et les légumineuses pour rendre à la terre ce que les récoltes lui prennent. Elle garde le sol fertile et affame les parasites de chaque culture ; en Europe, elle est passée d'une année de repos sur deux à des assolements sans aucune jachère.

Ce que c’est

Semé chaque année de la même plante, un champ tend à donner moins si l’on ne lui rend pas ce qu’il a perdu. Les racines puisent les mêmes éléments dans la même terre, et les parasites de cette culture retrouvent leur hôte à chaque printemps. La rotation des cultures change ce qui pousse sur chaque parcelle d’une année à l’autre, selon un cycle fixé à l’avance.

Elle va de pair avec la jachère, une saison sans culture ; avec le fumier et le compost, qui rendent au sol les déjections et les déchets végétaux ; et avec les légumineuses, comme la fève, le pois ou le trèfle, qui apportent de l’azote tiré de l’air. La planche montre une ferme à trois soles et son tas de fumier. À droite, une racine de fève est dessinée à côté d’une racine de blé, au-dessus d’un tas de compost ouvert.

Comment ça marche

Outre l’eau et l’air, une plante a besoin d’éléments minéraux tirés du sol, dont trois en grande quantité. L’azote sert à fabriquer les protéines et les feuilles ; une céréale qui en manque jaunit. Le phosphore nourrit les racines et les graines. Le potassium retient l’eau dans les cellules et tient les tiges droites. Chaque sac de grain qui quitte la ferme en emporte une part.

Nodosités sur une racine de pois. Une nodosité active est rose ou rouge à l’intérieur.

L’azote est le premier à manquer, alors que l’air en contient près de quatre cinquièmes sous forme de gaz : les plantes ne savent pas utiliser ce gaz. Les légumineuses y parviennent grâce à des bactéries du sol, les rhizobiums. Celles-ci s’installent dans de petits renflements des racines, les nodosités, et transforment l’azote de l’air en ammoniac ; la plante en tire ses protéines et nourrit en retour les bactéries avec des sucres. Quand les racines et les tiges pourrissent, ou quand on enfouit la culture en vert, une bonne part de cet azote profite à la culture suivante. Un trèfle violet ou blanc bien installé peut fixer environ 85 à 225 kg d’azote par hectare et par an, une culture courte ou chétive beaucoup moins.

Le phosphore et le potassium ne viennent pas de l’air ; ils reviennent avec le fumier, le compost, l’urine et les cendres.

Changer de culture freine aussi les maladies et les ravageurs propres à une famille de plantes : privés de leur hôte quelques années, la plupart reculent. Certains durent bien plus longtemps. Les spores de la hernie des crucifères, qui touche choux et navets, peuvent rester jusqu’à 20 ans dans le sol, et la pourriture blanche de l’oignon au moins 15 ans : mieux vaut alors ne plus y cultiver leurs hôtes. La jachère n’apporte pas d’azote, mais elle permet de labourer les mauvaises herbes et sert de pâture.

Comment s’y prendre

Outils : une bêche ou une charrue, une fourche et des planches pour un bac.

Partager le terrain. Tracer quatre parcelles de même taille et répartir les légumes en quatre groupes, en gardant ensemble les plantes apparentées : légumineuses (pois, fèves, haricots) ; choux, chou frisé, navets et radis ; pommes de terre et tomates ; oignons et racines (poireaux, carottes, betteraves, panais).

Avancer chaque groupe d’une parcelle par an. Un ordre courant : légumineuses, choux, pommes de terre, puis oignons et racines. Les choux suivent les légumineuses pour profiter de l’azote laissé dans le sol.

Semer un engrais vert sur la terre nue. Après une récolte précoce, semer un engrais vert et l’enfouir encore tendre, quelques semaines avant la culture suivante. Le trèfle, la vesce et la féverole sont des légumineuses : les semer là où viendront les choux, pas là où sont prévus pois et fèves.

Un tas qui travaille bien fume par un matin froid.

Monter le tas de compost. Sur la terre nue, à mi-ombre, installer un bac d’environ un mètre de côté. Alterner des couches d’une quinzaine de centimètres de matières vertes et tendres (herbe, épluchures, fumier frais d’herbivores) et de matières brunes et sèches (paille, feuilles mortes, carton), avec au moins autant de brun que de vert. Ajouter de temps en temps un peu de terre ; garder le tas humide comme une éponge essorée.

Retourner et surveiller la chaleur. Enfoncer un long thermomètre au cœur du tas. Un tas qui tient 55 °C ou plus pendant plusieurs jours tue bien des germes et des graines de mauvaises herbes, mais seul le cœur chauffe autant : à chaque refroidissement, ramener à la fourche l’extérieur vers le centre et laisser le tas se réchauffer. Le compost est mûr quand il est sombre, grumeleux et sent le sous-bois, au bout de quelques mois à plus d’un an.

Manier le fumier avec soin. Épandre le fumier de bovins, de chevaux, de moutons, de chèvres ou de volailles à l’automne et l’enfouir, jamais sur des plantes en place.

Sécurité. Le fumier frais porte des germes comme E. coli et les salmonelles. Un fumier qui a l’air bien décomposé, et le compost de jardin qui en contient, peuvent encore en porter, car un tas domestique ne chauffe jamais de façon égale : les traiter tous deux comme du fumier frais. Les épandre au moins 120 jours avant de récolter les plantes dont la partie mangée touche le sol ou peut recevoir des éclaboussures de terre par la pluie ou l’arrosage, comme la salade, les carottes ou les fraises, et au moins 90 jours avant les autres récoltes. Ne jamais mettre d’excréments de chien, de chat, de porc ou humains sur un potager ni dans son compost. Se laver les mains au savon après avoir manié fumier ou compost et avant de toucher les aliments, et laver les légumes à l’eau potable. Femmes enceintes, jeunes enfants, personnes âgées et personnes immunodéprimées ne devraient pas manger crus les légumes d’un sol fumé.

Histoire et évolutions

Les isotopes de l’azote mesurés dans des grains carbonisés de 13 sites néolithiques, de la Grèce à la Grande-Bretagne, montrent que les cultures étaient fumées dès 6000 av. J.-C. environ.

Le conseil d’Hésiode sur la jachère, vers 700 av. J.-C., compte parmi les plus anciens textes conservés sur le sujet et donne sa date à cette planche. Varron, en 37 av. J.-C., décrit des lupins ou des fèves semés sur sol maigre et enfouis au début de la formation des gousses, à la place du fumier. Un siècle plus tard, Columelle juge le lupin enfoui aussi bon que le meilleur fumier, mais doute que la fève récoltée pour ses graines enrichisse la terre.

En Chine, le Qimin Yaoshu, un manuel d’agriculture achevé vers 544 par Jia Sixie, veut qu’on change chaque année la culture des champs de millet et désigne le haricot mungo et le haricot adzuki comme les meilleurs précédents du millet.

Entre la Loire et le Rhin, de nombreux domaines francs passent à la fin du VIIIe et au IXe siècle de deux soles, la moitié des terres au repos chaque année, à trois : blé ou seigle d’hiver, puis avoine, orge, pois et fèves semés au printemps, puis jachère. Les semis de printemps demandent des pluies d’été, si bien que le système reste au nord des Alpes.

Parqués sur les navets, les moutons mangent la récolte sur place et fument la terre pour l’orge qui suit.

Les plantes fourragères remplacent ensuite la jachère. L’assolement quadriennal du Norfolk, au XVIIIe siècle, associé à Charles Townshend, fait se succéder blé, navets, orge et trèfle. L’historien de l’économie Robert Allen attribue aux plantes fixatrices d’azote environ la moitié de la hausse des rendements en grain anglais entre le Moyen Âge et la révolution industrielle.

En 1838, Jean-Baptiste Boussingault constate que le trèfle et le pois gagnent de l’azote dans un sol sans matière organique, contrairement au blé et à l’avoine. En 1886, Hermann Hellriegel et Hermann Wilfarth relient ce gain aux nodosités et à leurs microbes, et en 1888 Martinus Beijerinck isole la bactérie.