5.4Les processus d’érosion des sols par le vent et les dommages aux cultures
L’érosion par le vent diminue la qualité des cultures et de l’environnement en général en affectant négativement la productivité des sols, l’émergence et le rendement des plantes, et en augmentant les particules en suspension dans l’air. Les processus d’érosion par le vent ont été étudiés dès 1940 dans des tunnels construits par le United State Department of Agriculture (figure 5). Les conditions environnementales sont propices à l’érosion par le vent quand : 1) le sol est ameubli, sec et granulé, 2) la surface du sol est lisse et la végétation absente ou dispersée, et 3) les deux premières conditions sont réunies sur une grande surface. Ces conditions sont fréquentes dans les zones semi-arides et arides.
Au début du processus d’érosion, les particules de sol sont arrachées par le vent. C’est ce qu’on appelle la déflation. Une fois les particules arrachées, il peut alors y avoir transport aérien. La suspension réfère au transport vertical (et éventuellement horizontal) de petites particules de sol (100 µm ou moins, soit les sables fins et les limons), lesquelles peuvent se déplacer d’une ferme voisine à l’autre ou, encore, sur des dizaines, voire des centaines, de kilomètres (figure 6). Ce sont les particules que l’on observe à l’œil nu et qui se déplacent sous la forme de nuages de poussière. Avant la venue des haies brise-vent dans les années 30 et 40, les tempêtes de poussière étaient fréquentes dans le Midwest américain et dans les prairies canadiennes (région appelée Dust Bowl en anglais), et rendaient la vie des habitants de cette région très difficile.
Figure 5. Le Dr Chepil dans un tunnel à vent au Kansas, États-Unis.
La saltation implique le déplacement irrégulier de particules de sable ou de petits agrégats (100 à 500 µm) par l’entremise d’une série de petits sauts sous l’effet de la résistance de l’air et de la gravité (figure 6). Ces particules décollent de la surface du sol à un certain angle (ex. 45°), mais elles sont trop lourdes pour rester en suspension sous l’effet du vent.
Figure 6. Les trois processus de transport impliqués dans l’érosion par le vent : 1) charriage, 2) saltation et 3) suspension. Le 4) représente le sens du vent.
Source : Wikipédia.
Enfin, le charriage concerne les plus grosses particules de sable et les agrégats dépassant les 500 µm (figure 6). Ces particules sont trop lourdes pour être mises en suspension par le vent. Elles se déplacent plutôt lentement et de façon discontinue en roulant à la surface du sol sous l’effet du vent et des impacts entre les particules. Par exemple, le microrelief (sillons) de dunes est attribué au charriage (figure 7).
L’abrasion est un autre processus qui rend le sol plus susceptible à l’érosion. Dans les grands champs, le volume de sol qui peut être perdu par érosion est généralement plusieurs fois supérieur à celui initialement disponible. Cela s’explique par le fait que le sol en surface est généralement assez résistant à l’érosion et que sa perte expose du nouveau sol, lequel est beaucoup plus susceptible d’érosion. Conséquemment, les producteurs agricoles ont avantage à maintenir le plus de résistance possible des agrégats de sol en surface pour contrer les effets nuisibles de l’érosion.
Le phénomène d’érosion, par le vent et l’eau, est l’une des principales causes de la régression et de la dégradation des sols à travers le monde. L’érosion des sols est facilitée par le labour, le désherbage et le surpâturage qui laissent les sols nus trop longtemps. Ils sont ainsi appauvris en matière organique, ce qui déstabilise les agrégats organominéraux et rend les sols plus susceptibles à l’érosion. Les impacts de la dégradation du sol sont évidemment problématiques pour les agriculteurs. D’année en année, les agriculteurs aux prises avec ce problème voient le rendement de leurs cultures diminuer. Outre le rôle qu’elle peut jouer sur la qualité des sols et les cultures, l’érosion par le vent peut causer des dommages directs aux cultures. Par exemple, les graines qui sont semées superficiellement sont susceptibles de déterrement et de déplacement lors de vents très forts. Les graines en surface finissent par sécher et les échecs de germination deviennent alors élevés. Une deuxième campagne d’ensemencement fut nécessaire dans les prairies canadiennes en 1985, lorsque des vents de plus de 100 km à l’heure ont frappé pendant quelques jours. De façon similaire, les vents très forts peuvent exposer le système racinaire (déchaussement) et même déraciner les jeunes plants, occasionnant des pertes de rendement considérables. Enfin, les vents forts peuvent : 1) faire verser (coucher) les plants et 2) créer un effet de décapage au jet (ou sablage ou sandblasting en anglais) sur les feuilles en soulevant les particules de sables. Ces deux phénomènes ont pour effet de diminuer la capacité photosynthétique des plants en réduisant l’exposition et la surface spécifique des feuilles, ce qui se traduit souvent par une baisse de la qualité de la culture.
En plus de la construction de haies brise-vent pour limiter l’érosion par le vent, l’agriculteur a intérêt à diminuer le labour de son sol. En effet, en s’abstenant de faire le labour, la matière organique n’est pas brisée en petits morceaux. Cela a pour effet de diminuer l’efficacité des microorganismes à décomposer la matière organique, car les surfaces réactives sont moins accessibles pour la flore microbienne. Ainsi, le contenu en matière organique augmente dans le sol, ce qui favorise l’agrégation (et par le fait même la stabilisation) des particules. De plus, sans labour, l’agriculteur favorise la présence des vers de terre et l’accumulation de résidus de récolte à la surface du sol. Les vers de terre créent de petits tunnels qui favorisent l’infiltration de l’eau et améliorent la structure du sol, ce qui protège le sol contre l’érosion par l’eau et le vent. Les résidus à la surface du sol, quant à eux, protègent les sols contre l’érosion par le vent en période dormante en agissant comme bouclier. Cette couche de résidus peut également diminuer la température du sol – l’activité microbienne est conséquemment ralentie.