Département fédéral de l'économie DFE Station de recherche Agroscope Changins-Wädenswil ACW Systèmes de grandes cultures 40 ans d essais de travail du sol Nouvelles perspectives par les couverts végétaux Raphaël Charles Station de recherche Agroscope Changins-Wädenswil ACW
Simplification des systèmes de grandes cultures Espèce Variété Site Techniques culturales Nutrition des plantes PI Rotation des cultures Fertilité des sols Protection des végétaux Economie, environnement, société Selon E.R. Keller 2
Essais de longue durée p29c: Culture sans labour en (1969) p24a: Amendements organiques et fumure azotée (1977) Espèce Variété Site Techniques culturales Couverts végétaux en TCS P24B: Efficacité des engrais de ferme (1995) Nutrition des plantes PI Rotation des cultures p20: Rotation des cultures (1967) p29b: Fumure PK en sol argileux (1970) Fertilité des sols Protection des végétaux p11a: Amendements organiques et fertilité des sols (1963) p32: MOSAIC Agroécosystème Economie, environnement, société Selon E.R. Keller 3
Effets à long terme de simplifications techniques P29c, synthèse P24a Effet des facteurs de production sur les maladies du blé Composantes de la variance en % P29c, 2003 P20, 2010 4
Essai de longue durée Culture sans labour - 1969 Revue Suisse Agriculture 36, 201-212, 2004 Revue Suisse Agriculture 38, 1-16, 2006 Revue Suisse Agriculture 38, 81-87, 2006 5
Etude des conséquences à long terme de différentes méthodes de culture sans labour, sur un sol argileux et sur un sol limoneux depuis 1969 à Changins. Labour (25-30cm) comparé au chisel (25-30cm), au cultivateur (10-15cm) et au travail minimal (herse rotative (5-10cm). Rotation: Blé d automne, colza d automne, blé d automne, maïs Charrue Chisel Cultivateur Herse rotative 6
Changins, altitude 420 m, précipitations 953 mm (mal réparties) Sol argileux: argile 51%, silt 22%, sable 27%, matière organique 5% Sol limoneux: argile 27%, silt 44%, sable 19%, matière organique 2.5% 7
Distribution de la matière organique Type de sol et profondeur Accumulation en surface avec effet protecteur contre les effets du climat favorable à la stabilité des agrégats propice à l activité biologique du sol Valeur en 1969 Argile : 4.8% Limon : 2.5% 8
Stratification des éléments nutritifs Phosphore méthode d extraction forte Concentration en surface des éléments nutritifs Situation équivalente pour le P de réserve et le P facilement disponible Différence nette selon le pouvoir tampon du sol Légère acidification de surface Différences significatives entre labour et travail minimum 9
Propriétés physiques Densité apparente, macroporosité, résistance Disposer d un état structural favorable à l enracinement des cultures, à la portance du sol, à l aération du sol, à l absorption et la rétention de l eau, en particulier en sol limoneux 10
Stabilité des agrégats Stabilité des agrégats, teneur en matière organique Obtenir une stabilité élevée favorable aux fonctions du sol propriétés mécanique-hydrodynamique (S) Propriétés physico-chimiques (K) Différences significatives entre labour et travail minimum 11 Différences significatives entre labour et travail minimum
Propriétés hydriques Porosité totale, macroporosité, capacité de rétention, perméabilité Obtenir un équilibre entre capacité d absorption, de rétention et perméabilité pour réduire les risques lors de manque ou d excès d eau 12
Activités biologiques Activité respiratoire, ATP - biomasse microbienne, vers de terre Favoriser la vie du sol pour. 13
Mauvaises herbes 14
Maladies et ravageurs Réduction de la présence de ravageurs ou maladies par enfouissement des résidus de récolte Rupture des cycles de développement Effet des facteurs «systèmes «sur les maladies sur blé. Composantes de la variance en %. Essai longue durée Rotation céréalière (1967) Cholley et Charles, 2010 15
Effet sur le rendement TCS selon le type de sol TCS selon la culture 16
Rendement : niveau et stabilité 17
Blé d automne selon le précédent 18
Techniques culturales simplifiées Techniques de conservation du sol Les pratiques en non labour sont performantes En réduisant l intensité de travail du sol, les améliorations suivantes sont constatées Propriétés physique du sol Protection contre aléas climatiques Vie du sol Performances économiques et énergétiques Mais pourquoi les agriculteurs ne pratiquent-ils pas plus systématiquement le non labour? 19
Ecart entre recherche et pratique Agriculteur Vision globale Agronome Regard approfondi Relations entre plante, sol, animal, météo, Analyses de plante, sol, animal, climat, Conditions variables Conditions contrôlées Actions Observations Tiré de Patricia Fry, 2009 et 2001 20
Développements des TCS : couverts végétaux dans les essais on farm Priorité des objectifs 21 essais Protection des sols contre l'érosion 0 Réduction du lessivage de nitrates 1 Fixation biologique d'azote atmosphérique 11 Maîtrise des adventices 15 Réduction (-suppression) des herbicides totaux 6 Maîtrise maladies (biofumigation) ou ravageurs 3 Amélioration de la structure du sol 3 Entretien de la matière organique du sol 0 Augmentation de l'activité biologique du sol 0 Double (deuxième) culture 3 Biodiversité, pollinisation 1 Rentabilité économique 0 A. Chassot, AGRIDEA, 2010 21
Nouveaux services par les couverts végétaux 22
Intérêt des couverts végétaux dans les systèmes de culture simplifiés Ferme sans bétail, matière organique, cycle de l azote, disponibilité du phosphore Travail RTR de Dijon conservation 2010 40 ans sans labour du sol, matière organique, alternative au labour, solution au glyphosate 23
Trouver des solutions aux contraintes de désherbage et de nutrition des plantes par l intermédiaire de couverts végétaux en association, pour des techniques de conservation du sol Caractériser différentes espèces: croissance, valeur agronomique, propriétés allélopathiques Comprendre le fonctionnement des peuplements végétaux servant de couvert Elaborer des associations d espèces remplissant les différents services attendus Développer des systèmes de culture cohérents Association d espèces Allélopathie Production de biomasse Cycle des éléments nutritifs Compétition pour les ressources Sans oublier les autres facteurs Fixation N N, P, K, Mg 24
Caractérisation des couverts végétaux sarrasin phacélie moha avoine niger ray-grass d Italiecrucifères tournesol Journée semis direct 2010 Maîtrise des adventices par les couverts végétaux gesse fourragère Vesce fenugrec pois fourrager nombreux trèfles 25
Association d espèces Kirwan et al., 2007 Kirwan et al., 2009 Nyfeler et al., 2009 26
Colza en association de culture Aire-la-Ville, Courtois Nicolas http://picasaweb.google.com/agrigenevevulgarisation 27
Principe des cultures associées Lentilles Gesse Fenugrec Niger Trèfle souterrain COLZA août février mai Faible concurrence sur les éléments nutritifs Ombrage aux adventices Rapidité de développement Hauteur réduite (concurrence au colza) Essai en 2010 (coordination SPP) Agrilogie Grange-Verney 2 exploitations vaudoises (Bournens, Villars s/yens) 2 exploitations jurassiennes en collaboration avec la FRI Station de protection des plantes Département de l'économie - Service de l'agriculture André Zimmermann, 2010 30
Disposition de l essai Nom Espèces / herbicide 1 Témoin - 2 Lentilles Lentilles + niger 3 Mélange 4 Trèfle gesse +fenugrec +lentille +niger trèfle souterrain + niger dose (l, kg/ha) 25 kg + 3 kg 15 +10 +10 +3 25 kg + 3 kg 5 Herbicide Devrinol Top 3 l/ha Semis des espèces associées à la volée avant le semis de colza à la volée avant le semis de colza à la volée avec roulage après semis colza Station de protection des plantes Département de l'économie - Service de l'agriculture André Zimmermann, 2010 31
Couverture du sol Evaluation visuelle sur 3 parcelles, 1-10 octobre 2010 Station de protection des plantes Département de l'économie - Service de l'agriculture André Zimmermann, 2010 32
Biomasse des différentes parts de végétation Récolte du 1 17.11.2010, 3 parcelles Station de protection des plantes Département de l'économie - Service de l'agriculture André Zimmermann, 2010 33
Nécessité d une approche système De l idée du non-labour au développement des techniques culturales simplifiées Non-labour Economie de carburant et de mécanisation Préservation des sols Vers de terre Contrainte des couverts végétaux Notion de durabilité Faims d azote (cycle et minéralisation) Contrainte de désherbage (glyphosate) Approche très céréalières Interventions plus précises et ciblées Systèmes de production moins énergivore Impact environnemental plus global Biodiversité fonctionnelle Outils agronomiques performants Agriculture écologiquement intensive Développement de l auto-fertilité Construction de rotations performantes Systèmes plus performants avec élevage D une approche un peu simpliste à un fourmillement d idées et d innovations La revue TCS a 10 ans - TCS N 51 2009 34
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Agriculture durable 36