Mesurer la fertilité du sol directement sur le terrain

A l’aide de la spectroscopie, les caractéristiques du sol peuvent être mesurées directement sur la parcelle. Des chercheuses et chercheurs d’Agroscope ont testé des appareils mobiles sur le terrain et montrent comment procéder.

Actuellement, pour déterminer la fertilité du sol, les échantillons sont analysés en laboratoire, ce qui prend beaucoup de temps et d’argent. Il existe désormais une méthode spectroscopique prometteuse pour effectuer certaines de ces mesures directement sur le terrain. Elle est plus rapide et moins coûteuse, car différentes caractéristiques du sol peuvent être déduites des spectres en les associant à un modèle de prévision. Il est ainsi possible d’analyser un nombre beaucoup plus important d’échantillons et de mieux étudier la variabilité de la fertilité du sol dans l’espace de même que son évolution dans le temps.

Les appareils portables rendent les mesures sur le terrain attrayantes

La méthode est basée sur la spectroscopie dans le visible et le proche infrarouge (vis-NIR), qui est déjà à l’étude pour l’analyse chimique et physique des échantillons de sol depuis quelques années. Plus récemment, des appareils portables, d’un coût abordable, ont été mis au point permettant d’utiliser la méthode directement sur le terrain.

Les chercheuses et chercheurs d’Agroscope ont testé deux spectromètres portables différents: un appareil plus compact et moins cher (NeoSpectra Scanner, Si-Ware Systems) et un spectromètre professionnel plus cher et plus lourd conçu pour les besoins de la recherche (PSR-3500, Spectral Evolution). Différents sols et parcelles ont ainsi été analysés avec ces deux instruments. Les échantillons suivants ont été mesurés:

• surface latérale d’un échantillon de sol de 20 cm de profondeur, prélevé à l’aide d’une tarière Edelman,
• surface brute du sol,
• surface du sol nettoyée et lisse.

Au total, 134 points de mesure ont été analysés et comparés sur trois sites différents. Ils ont été caractérisés d’une part avec les deux spectromètres et d’autre part en laboratoire afin d’étalonner un modèle à même de pronostiquer les résultats de laboratoire à partir des données spectrales.

Contrairement à la méthode de laboratoire, où les échantillons de sol sont séchés avant d’être analysés, la mesure spectroscopique sur le terrain utilise des échantillons frais contenant différentes quantités d’eau. L’humidité du sol a toutefois un impact important sur les spectres mesurés. C’est pourquoi des modèles sont utilisés pour calculer l’influence de l’humidité du sol et en faire abstraction dans les données.

Mesurer efficacement la fertilité des sols

Les deux spectromètres ont réussi à déterminer des paramètres importants de la fertilité du sol tels que la teneur en argile, en sable, le pH, le carbone organique, la capacité d’échange cationique, l’azote total et le magnésium échangeable. En revanche, les appareils ne sont pas parvenus à mesurer de manière fiable le calcium total et le calcium disponible, le potassium, le phosphore et le magnésium total.

Le spectromètre le moins cher fournit des résultats valables

Bien que pour la plupart des paramètres, le spectromètre de recherche ait fourni les meilleurs résultats, les étalonnages effectués avec le spectromètre le moins cher ont néanmoins permis d’obtenir des prévisions satisfaisantes. Ce n’est que pour le pH que ce dernier a obtenu des résultats nettement moins bons que l’appareil professionnel.

La meilleure position pour effectuer les mesures se situait le long de la surface latérale des échantillons prélevés avec la tarière Edelman. Les auteurs recommandent en outre de répéter les mesures au moins cinq fois.