Evaluation de terreaux sans tourbe pour la production de plants de légumes biologiques

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1 Essai mis en place par le CREPA Résumé : Cet essai a été mené afin d évaluer différents terreaux sans tourbe pour la production de plants de légume biologiques. Suite à une première année d essai, en 2011, des résultats intéressants ont été obtenus avec différentes compositions de terreaux sans tourbe (fibres végétales, composts, sable) pour un élevage de plants de navet en minimottes. La composition de ces terreaux a été retravaillée en Les nouvelles modalités ainsi obtenues ont été évaluées pour l élevage de plants de navet en minimottes et de plants de courgette en mottes pressées. Pour les deux espèces végétales, plusieurs terreaux sans tourbe ont montré un taux de levée égal ou supérieur au terreau tourbeux du commerce utilisé comme témoin. La tenue des minimottes s est révélée bonne pour toutes les modalités évaluées. En revanche, la tenue des mottes pressées, quelque soit le terreau sans tourbe considéré, n est pas aussi bonne qu avec le terreau tourbeux du commerce. Lors de la prochaine année d étude, la pressabilité des terreaux sera donc améliorée par adjonction d auxiliaires technologiques. INTRODUCTION Dans les productions agrobiologiques de pépinière, les terreaux utilisés pour la production de plants de légumes sont majoritairement, voire uniquement, composés de tourbes. Cependant cette matière première, très faiblement renouvelable, est prélevée dans des milieux naturels fragiles et en forte régression dans les pays occidentaux. Elle est donc soumise aux lois relatives à la protection des zones humides et, ainsi, son extraction est limitée dans de nombreux pays européens (Allemagne, Angleterre, France ). De plus, les tourbières étant des puits à carbone, l extraction de tourbe libère de grandes quantités de CO 2 dans l atmosphère. Les terreaux tourbeux sont pourtant, à l heure actuelle, les seuls terreaux du commerce présentant les qualités physiques nécessaires à une production efficace de plants de légumes, condition sine qua non d une production agrobiologique de légumes de qualité [4 ; 5 ; 7]. Les professionnels de l agriculture, d autant plus de l agriculture biologique (AB), sont donc très demandeurs de références sur des terreaux plus respectueux de l environnement. Le CREPA 1 a donc décidé de mettre en place une expérimentation dont le but est d'évaluer différents terreaux, pour le semis et l'élevage de légumes en pépinière, exempts de tourbes. Lors d une première année d étude, menée en 2011, les tourbes ont été remplacées par des matières premières renouvelables issues de filières bretonnes (composts, fibres de bois, fibres de chanvre et écorces). Les différents terreaux sans tourbe ainsi obtenus ont été évalués pour la production de plants de navets en minimottes. Plusieurs de ces terreaux se sont révélés intéressants, bien qu aucun n ait montré de résultats aussi bons qu avec les terreaux tourbeux du commerce. Au cours de cette deuxième année d étude, la composition des terreaux qui se sont montrés intéressants en 2011 a été retravaillée afin d améliorer leurs caractéristiques physico-chimiques. Les terreaux sans tourbe ainsi 1 Complexe Régional des Etablissements Publics Agricoles. Ce complexe rassemble tous les établissements publics d enseignement agricole bretons. 1

2 obtenus ont de nouveau été évalués pour l élevage de plants de navet en minimottes. Ils ont de plus été évalués pour l élevage de plants de courgette en mottes pressées. MATERIEL ET METHODES Terreaux Terreaux sans tourbe Deux types de fibres végétales ont été utilisés pour la confection des terreaux sans tourbe évalués dans cet essai : - fibres de bois Hortifibre (Florentaise Pro) sans traitement chimique ; - écorces de pin compostées (Terreaux Armoricains) sans traitement chimique. Deux types de compost ont été utilisés pour la confection des terreaux sans tourbe : - compost de déchets verts ; - compost de fientes de volaille. Ces différents éléments ont été mélangés, avec du sable de carrière, selon les proportions volumiques présentées dans le tableau 1, afin d obtenir huit modalités de terreaux sans tourbe. Tableau 1- Composition des différents terreaux sans tourbe évalués (pourcentage volumique) Compost Compost de Fibre Ecorces Modalité de déchets fientes de Sable bois compostées verts volaille M1 70% 15% 15% M2 55% 30% 15% M3 70% 15% 15% M4 55% 30% 15% M5 70% 7.5% 7.5% 15% M6 55% 15% 15% 15% M7 100% M8 100% Terreau tourbeux du commerce Un terreau tourbeux du commerce utilisable en agriculture biologique (EKO3, fournisseur : TREF), a été utilisé comme témoin pour cet essai. Les caractéristiques physico-chimiques de ces différents terreaux sont présentées dans le tableau 2. 2

3 Tableau 2 - Caractéristiques physico-chimiques des terreaux sans tourbe évalués M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 EKO3 Densité g/l ph 9,9 7,3 8,3 7,6 6,6 6,3 7,9 5,4 6,6 Conductivité à 25 C ms/cm 0,25 0,51 0,2 0,59 0,55 0,13 0,18 0,11 0,2 Capacité de rétention sur le sec % 141,8 135,32 191,48 169,27 122,6 143,4 216,63 245,76 531,42 Matière sèche % 85,1 86,6 94,8 78,1 77,3 73,7 75,2 74,6 39 Matière organique totale g/kg 317,4 309,9 334,6 159, ,3 358,3 641,9 334 Carbone organique g/kg 174,4 169,7 174,8 86,5 157,3 133,7 190,2 354,6 184,6 Azote total g/kg 4,39 6,36 5,83 5,83 4,01 5,37 20,36 4,8 4,9 Rapport C/N 39,7 26, ,8 39,2 24,9 9,3 73,8 37,7 Azote ammoniacal mg/l 3,46 14,99 2,69 0,62 4,9 4,37 80,52 1,54 1,38 Azote nitrique mg/l 1,93 16,39 0,26 37,21 23,75 100,5 75,76 0,05 0,05 Phosphore mg/l 4,02 3,7 3,13 2,13 11,71 20,14 12,4 4,57 4,09 Potassium mg/l 55,17 98,51 40,5 103,48 108,26 217,95 206,35 25,68 16,5 Calcium mg/l 5,28 9,8 3,67 23,12 11,06 49,22 22,49 1,6 7,87 Magnésium mg/l 1,24 2,15 0,67 5,96 3,35 17,77 3,81 0,32 3,95 Matériel végétal Comme en 2011, le choix a été fait d utiliser une espèce rustique pour l évaluation des terreaux. On peut ainsi estimer que les terreaux ne donnant pas de bons résultats avec une telle espèce végétale ne possèdent pas les qualités nécessaires à l élevage de plants de légumes. Le choix s est donc porté sur le navet (variété «Rose à forcer de Milan», Essem bio), conduit en production d hiver sous abri. Les différents terreaux ayant donné de bons résultats pour l élevage de plants de navet ont également été évalués sur une espèce plus sensible, afin d affiner leur sélection. Le choix s est porté sur la courgette (variété Dunja, Vitalis) pour une production précoce en plein champ. Dispositif expérimental Plants de navet L élevage des plants a été réalisé sur deux exploitations de lycées agricoles différentes : celles de St Jean Brévelay et de Châteaulin (serres en verre chauffées). Sur chacun de ces sites, les huit modalités de terreaux sans tourbe ont été évaluées, avec à chaque fois le terreau tourbeux témoin. L élevage des plants de navet a été réalisé en plaques alvéolées de 104 minimottes, à raison de trois graines par minimotte. Le semis a été réalisé le 6 janvier Le dispositif comporte trois répétitions, une répétition correspondant à une plaque alvéolée. Les répétitions sont distribuées de façon aléatoire. Les plants de navet plantables ont ensuite été plantés sur l exploitation du lycée agricole de Morlaix, le 16 mars La plantation a été faite sous bi-tunnel, à une densité de 16 plants/m². Le dispositif comporte trois répétitions de 32 plants, réparties en trois blocs. Plants de courgette L élevage des plants a été réalisé sur l exploitation du lycée agricole de Morlaix (abri froid), en mottes pressées de 7. Le semis a été fait le 08/03/2012. Le dispositif comporte trois répétitions de 16 plants distribuées de façon aléatoire. Les plants de courgette plantables ont ensuite été plantés sur paillage en polyéthylène sur la même exploitation, le 02/04/2012, à une densité de 1 plant/m². Le dispositif comporte trois répétitions, chacune comportant entre 10 et 15 plants, répartis en trois blocs. 3

4 Observations Le taux de levée et le stade foliaire sont estimés par observation de la levée sur 30 minimottes par répétition pour le navet et 16 mottes par répétition pour la courgette. Avant plantation, la qualité de la tenue des mottes est appréciée. A la récolte, les rendements brut et commercialisable sont évalués. Analyse des données L analyse des données a été réalisée grâce au logiciel R (version ). Les différentes variables évaluées ont été comparées, avec un niveau de probabilité de 5%, avec une ANOVA suivie, si besoin, d un test post-hoc de Student Newman-Keuls. RESULTATS CONCERNANT LES PLANTS DE NAVET Le taux de germination initial du lot de semences est de 95%. Elevage des plants à Châteaulin Les taux de levée observés avant la plantation pour chaque modalité, ainsi que les différents stades foliaires observés, sont présentés dans la figure 1. Figure 1 - Taux de levée avant plantation et répartition des stades foliaires à Châteaulin On remarque tout d abord que le terreau tourbeux montre un taux de levée relativement faible, de 65%. On constate que les terreaux sans tourbe M3, M8 et M4 ont des taux de levée élevés significativement supérieurs à celui du témoin tourbeux. Les terreaux M2 et M1 possèdent des taux de levée plus faibles, mais légèrement statistiquement supérieurs à celui du témoin. Le terreau M5 possède un taux de levée non statistiquement différent de celui du témoin. Les terreaux M6 et M7 possèdent quant à eux des taux de levée faibles et significativement inférieurs aux autres. Lorsqu on s intéresse aux stades foliaires, on constate que les plants de navet élevés sur les terreaux M4, M2, M5 et sur le témoin sont bien développés, avec une majorité de stades foliaires F4 et F5. 4

5 Les plants élevés sur le terreau M1 sont légèrement moins développés, avec une plus grande proportion de stades F3. En revanche, les plants élevés sur les terreaux M3 et M8, bien qu ayant un bon taux de levée, sont bien moins développés, avec une majorité de stades F2 et F3. Le terreau M7 présente quant à lui des plants rachitiques. Hormis avec la modalité M7, les minimottes obtenues avec les différents terreaux ont une bonne tenue et sont donc facile de manipulation. La mauvaise tenue des mottes obtenues avec le terreau M7 peut s expliquer par le fait que les plants, et donc les racines, ne sont pas assez développés. Lorsqu on s intéresse aux corrélations entre la levée et les caractéristiques physico-chimiques des terreaux, on constate un coefficient de corrélation de -0,79 entre la concentration en azote total des terreaux et le taux de levée. Elevage des plants à Saint Jean Brévelay Les taux de levée observés avant la plantation pour chaque modalité, ainsi que les différents stades foliaires observés, sont présentés dans la figure 2. Figure 2 - Taux de levée avant plantation et répartition des stades foliaires à St Jean Brévelay On constate que les terreaux M5, M2, M3 et M6 possèdent des taux de levée moyens à très bons, non significativement différents de celui du témoin tourbeux. Les terreaux M8 et M4 ont des taux de levée légèrement significativement supérieurs à ceux du témoin, tandis que le terreau M1 possède un taux de levée faiblement significativement inférieur à celui du témoin. Le terreau M7 présente quant à lui un taux de levée nul. Lorsqu on s intéresse aux stades foliaires, on constate que les plants de navet élevés sur les terreaux M4, M5, M2, M6 et sur le témoin tourbeux sont bien développés, avec une majorité de stades foliaires F4 et F5 Les plants élevés sur les terreaux M8 et M3 sont moins développés, avec une grande proportion de stades F2. Le terreau M1 présente quant à lui des plants avec un développement intermédiaire. Quelque soit le terreau considéré, les minimottes obtenues ont une bonne tenue et sont donc facile de manipulation. 5

6 Lorsqu on s intéresse aux corrélations entre la levée et les caractéristiques physico-chimiques des terreaux, on constate un coefficient de corrélation de -0,95 entre la concentration en azote total des terreaux et le taux de levée. Culture en pleine terre Les plants plantables issus des exploitations de Châteaulin et de St Jean Brévelay ont été plantés sous abri froid sur l exploitation de Morlaix. Suite à des conditions météorologiques défavorables et surement à un choix de variété non adaptée à la période de culture, les plants sont montés très rapidement à graine, quelles que soient les modalités et les répétitions considérées. Aucune observation concernant les rendements n a de fait pu être réalisée. RESULTATS CONCERNANT L ELEVAGE DES PLANTS DE COURGETTE Pressage des mottes Le pressage des mottes a été réalisé avec une motteuse électrique. Une fois le bon taux d humidité trouvé, l ensemble des modalités se sont bien comportées au pressage. Elevage des plants Le taux de germination initial du lot de semences est de 95%. Les taux de levée observés avant la plantation pour chaque modalité, ainsi que les différents stades foliaires observés, sont présentés dans la figure 3. Il est à noter que les terreaux M7 et M8, ayant donné des résultats peu concluants pour l élevage de plants de navets, n ont pas été testés sur la courgette. Figure 3 Taux de levée avant plantation et répartition des stades foliaires pour les plants de courgette 6

7 On constate que les terreaux M1, M2 et M5 présentent de bons taux de levée, non significativement différents de celui obtenu avec le témoin tourbeux. La modalité M6 possède un taux de levée légèrement significativement supérieur à celui du témoin, tandis que le terreau M4 a un taux de levée faiblement significativement inférieur à celui du témoin. Le terreau M3 présente quant à lui un taux de levée faible, significativement inférieur à celui des autres modalités. On constate que les plants élevés sur les terreaux M2 et M5 sont plus développés que les autres, avec une majorité de stades foliaires F4 et une grande proportion de stades F5. Les plants élevés sur les terreaux M1, M6, M4 et sur le témoin sont plus faiblement développés, avec tout de même une majorité de stades F4 et F5. Les plants élevés sur le terreau M3 présentent quant à eux un faible développement. Il est à noter une corrélation positive (coefficient de corrélation de 0.73) entre le taux de levée et la densité des terreaux. Tenue des mottes Lors de la plantation des plants en pleine terre, la tenue des mottes, et donc la facilité de plantation, a pu être évaluée (cf. tableau 3). Tableau 3 Tenue des mottes à la plantation Modalité Tenue des mottes à la plantation EKO3 M4 M3 M2 M1 M5 M6 Très bonne Bonne Bonne Moyenne Mauvaise Très mauvaise Très mauvaise Aucun des terreaux sans tourbe ne présente une tenue aussi bonne que le terreau tourbeux, et seulement deux possèdent une bonne tenue. Culture en pleine terre Les récoltes de courgette se sont étalées du 14/06/2012 au 07/09/2012. Les productions étant commercialisées en circuit long sur le site de Suscinio, les courgettes ont été calibrées et donc récoltées lorsqu elles mesuraient entre 14 et 21cm de longueur (calibre le plus couramment commercialisé). Les rendements commercialisables sont présentés dans la figure 4. 7

8 Figure 4 Rendement commercialisable et poids moyen des fruits (les barres d erreur représentent l erreur type) On ne constate aucune différence statistiquement significative entre les différentes modalités concernant le rendement commercialisable et le poids moyen des fruits. COUT DES TERREAUX Le coût des matières premières entrant dans la composition des terreaux sans tourbe est présenté dans le tableau 4. Tableau 4 - Coût des matières premières Format Prix TTC ( ) Ecorces de pin compostées sac 50l 4,22 Fibres de bois sac 30l 2,11 Compost de déchets verts m 3 12,66 Compost de fientes de volaille m 3 16,66 Sable 100l 6,5 En fonction du coût de ces matières premières, les coûts de revient, hors coût de la main d œuvre, des terreaux sans tourbe ont été évalués. Dans le tableau 5, ces coûts de revient sont présentés pour 70 litres de terreau (format le plus courant des terreaux du commerce) et comparés au prix de vente des terreaux tourbeux témoins. 8

9 Tableau 5 - Coût de revient TTC pour 70 litres de terreau ( ) Coût de revient hors main d'œuvre Prix de vente M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 EKO3 4,95 4,20 4,26 3,65 4,97 4,24 0,87 5, Il semble difficile de conclure quant à l intérêt économique des terreaux sans tourbe par rapport aux terreaux du commerce. En effet le prix de vente de ces derniers prend en compte diverses charges (main d œuvre, emballage, commercialisation, ) non évaluées pour les terreaux sans tourbe lors de l essai. Cependant le coût des matières premières des terreaux sans tourbe M2, M3, M5, M6, M8 et M9 semble raisonnable. Le coût de revient de la modalité M7 est très faible, cela est du au fait que cette modalité est composée uniquement de compost de déchets verts. RESULTATS SYNTHESE Le tableau 6 synthétise les principaux résultats de cette étude pour les modalités qui se sont montrées intéressantes. Tableau 6 - Synthèse des principaux résultats Levée (navet) Levée (courgettes) Développement des plants de navet Développement des plants de courgette Tenue des mottes pressées EKO Très bonne M Mauvaise M Moyenne M Bonne M Très mauvaise M Très mauvaise 9

10 DISCUSSION Cette deuxième année d essai a permis d identifier plusieurs terreaux sans tourbe présentant des taux de levée et un développement des plants aussi bons voire meilleurs que ceux du terreau tourbeux témoin, que ce soit pour l élevage de plants de navet en minimottes ou bien de courgettes en mottes pressées. Ainsi, pour l élevage de plants de navets, on obtient des taux de levée au moins aussi bons qu avec le témoin, ainsi qu un bon développement des plants, pour les modalités M2, M4 et M5 quelque soit le site d étude. Les terreaux M1 et M6 présentent également de tels résultats, mais seulement sur un des deux sites d étude. Quelle que soit la modalité considérée, la tenue des minimottes est bonne et la manipulation de celles-ci, notamment à la plantation, est donc aisée. Les plants de courgettes élevés sur les modalités M1, M2, M5 et M6 présentent quant à eux un taux de levée ainsi qu un développement au moins aussi bons que ceux élevés sur le témoin tourbeux. La tenue des mottes pressées est très variable selon les modalités, et jamais aussi bonne que pour le témoin tourbeux. Cette tenue est liée à la richesse en fibre des terreaux [5 ; 7]. Ainsi les modalités M3 et M4 présentent une bonne tenue car ce sont les seules à posséder des fibres de bois. La modalité M2 possède une tenue moyenne car elle comporte un fort taux de compost de déchets verts mais pas de fibres de bois. Les modalités M1, M5 et M6 présentent quant à elle une mauvaise tenue car elles ne possèdent pas de fibres de bois et comportent peu de compost de déchets verts. Contrairement à la première année d essai, on ne constate pas de phytotoxicité liée à la conductivité des terreaux. En effet cette année les terreaux sans tourbe ne comportaient pas de fibres de chanvre et moins de compost de fientes de volailles, composants présentant une forte conductivité. Ainsi, quelle que soit la modalité, la conductivité reste inférieure à 0.6 ms.cm -1, en dessous du seuil de tolérance de la courgette et du navet [3 ; 8]. Si l on considère les deux espèces de légumes sur lesquelles portait l essai, quatre modalités de terreaux sans tourbe se sont donc montrées intéressantes cette année : les modalités M2, M4, M5 et M6. La prochaine année d essai va permettre d améliorer ces terreaux sans tourbe, notamment en travaillant sur leur structure et donc leur pressabilité par l ajout d auxiliaires technologiques, tels que des argiles. Contact Xavier Dumas Lycée agricole de Suscinio MORLAIX xavier.dumas01@educagri.fr 10

11 BIBLIOGRAPHIE 1. AFNOR NFU , Supports de culture. Dénomination, spécifications, marquage, FIBL Production et utilisation des plants maraîchers biologiques, Maas E.V. Relative Salt Tolerance of Herbaceous Crops, McGrath C.J. Evaluation of optimal substrates and fertilizers for organic vegetable transplant production in Alabama, Thèse, Morel Ph., L. Poncet, L.M. Rivière Les supports de culture horticoles INRA Editions, Morel Ph. Substrats de culture alternatifs à la tourbe Colloque «Tourbes et tourbière» Lamoura, Schrader W.L. Using transplants in vegetable production Shannon M. C. and Grieve C.M. Tolerance of vegetable crops to salinity Scientia Horticulturae Volume 78, Issues 1-4,