Synthèse Essai Services écosystémiques et couverts végétaux

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  • 7/24/2019 Synthse Essai Services cosystmiques et couverts vgtaux

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    Services Ecosystmiques et Couverts Vgtaux :Profiter de lInterculture pour la Gestion de la

    Flore Adventice en Grandes Cultures

    Avec la collaboration :

    Rmy Kulagowski Florian Carlet Guillaume JoubertChambre dAgriculture 04 Stagiaire CA 04 Agriculteur

    Av Charles Richaud Av Charles Richaud Ferme de Pbre

    04700 Oraison 04700 Oraison 83560 Vinon sur Verdon

    [email protected]

    Travaux raliss dans le cadre du Rseau DEPHY

    Grandes Cultures irrigues Val de Durance.

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    Lidentification de leviers agronomiquesqui amlioreraient la fourniture de services cosystmiques,comme la rgulation naturelle des bioagresseurs, dont les adventices, est devenue un enjeu crucial pour

    diminuer le recours aux intrants en agriculture. Les objectifs du plan Ecophyto appellent repenser la

    gestion de la protection des cultures en co-concevant des systmes de production moins dpendants des

    mthodes de lutte chimique. Cela passe par llargissement de la gamme de leviers dintervention sur les

    bioagresseurs. En effet, le contrle des populations et du dveloppement des adventices par des leviers

    agronomiques est souvent cit comme un service important qui pourrait permettre de rduire lutilisation

    des herbicides. Dans ce cadre et en rponse ces enjeux, la gestion des adventices, ds limplantation de couverts vgtaux (CV) en interculture, peut reprsenter une alternative lutilisation dherbicides engrandes cultures.

    De nombreux agriculteurs implantent dj des mlanges despces en interculture, mais les objectifs de

    rgulation des adventices ne sont que trs rarement pris en compte, lune des principales raisons tant que

    lon maitrise mal lefficacit de ces CV sur la rgulation des adventices, et notamment sa constance en

    intensit et dans la dure, ainsi que leur rle dans la rduction des impacts ngatifs sur la culture

    (comptition, pertes de rendement, entretien du stock semencier,).

    Parmi les systmes de culture innovants possibles, le semis direct sous couvert vgtal (SCV)

    apparat comme un option intressante. Les caractristiques de ce systme sont : la rduction voire lasuppression du travail du sol, la prsence dun couvert vgtal permanent la surface du sol et un

    allongement et une diversification de la rotation. Dans un systme de culture en SCV, la culture est

    directement seme dans un couvert de plantes dinterculture qui peut tre vivant ou mort. Cette

    particularit apparait comme une opportunit de grer les adventices via la comptition pour lesressources nutritives(entre le CV et les adventices) et un effet paillage (barrire physique gnant lagermination et le dveloppement des adventices).

    Afin dvaluer lintrt de 2 types de CV, le seigleet lassociation orge + avoine, nous avons :

    i) mis en place un essaiau champpour mesurer leur impact sur la dynamique des populationsdadventiceset sur la culturesuivante en SCV,

    ii) men des exprimentations enlaboratoireafin dapprcier les potentiels effets alllopathiquesde ces 2 types de CV sur la germination et le dveloppement de certaines adventices.

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    Prsentation de lexprimentation

    Ltude est ralise chez Guillaume Joubert, membre du Rseau Dephy Grandes Cultures Val de

    Durance, agriculteur sur la commune de Vinon-sur-Verdon (83).

    Le sol est de type sable argilo-limoneux (Argiles 18,9 %, Limons 30,7 %, Sables 17,6 % ; Matire

    Organique = 2.9 % ; pH = 8,4).

    Lexprimentation prsente 3 modalits, de 3 rptitions (6 m*100 m) chacune, sur 3 blocs.

    La parcelle est implante en soja (Sphera), en semis direct (absence de travail du sol).

    Protocole exprimental

    Lessai est compos de 3 modalits, comportant chacune 3 rptitions, sur 3 blocs.

    Les 3 modalits diffrent par linterculture :

    T1CV Orge + Avoine: prsence dun CV dorge (Orostar (75%)) et davoine (Fringante (25%))

    T2CV Seigle: prsence dun CV de seigle (Protector)T3Tmoin Sol nu: absence de CV pendant linterculture

    Itinraire technique de la parcelle :

    08-nov 16-mars 23-mai 24-mai 22-octT1 et T2

    CV Semis CV Fertilisation Destruction CV

    Ammonitrates Rouleau Cambridge

    50 UN (150 Kg/ha)

    T1, T2 et T3 Molluscicide Semis Soja Rcolte

    Sluxx (FePO4) Sphera (55 gr/m)

    7 Kg/ha

    Automne Hiver Printemps Et Automne

    Culture (mas ou sorgho)

    T1 T1 T1T2 T3 T2 T3 T2 T3

    Bloc 1 Bloc 2 Bloc 3

    100m

    6m

    Avoine(20kg/ha)+Orge(60kg/ha)

    Avoine(20kg/ha)+Orge(60kg/ha)

    Avoine(20kg/ha)+Orge(60kg/ha)

    Solnu

    Solnu

    Solnu

    Seigle(80kg/ha)

    Seigle(80kg/ha)

    Seigle(80kg/ha)

    [e!"e #e la $arcelle % Avoine (20kg/ha) + Orge (60kg/ha)&

    ['hemin&

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    Paramtres valus :

    Les mesures prsentes ci-aprs ont t ralises du semis du CV ou du soja la rcolte de la culture.

    Les rsultats sont analyss statistiquement, les diffrences sont considres significatives quand P< 0,05.

    Teneur en eau du sol :

    Mise en place de tensiomtres, permettant de mesurer la force avec laquelle le sol retient leau (appele

    tension, plus la tension est leve et plus il est difficile pour la plante dextraire cette eau du sol).Nombre de tensiomtres/rptition : 2 (soit 6/modalit).

    Profondeurs de mesure : 25 et 40 cm.

    Relev hebdomadaire, en dbut de matine.

    Pression des adventices :

    Suivi de la dynamique de population dadventices :Utilisation dun quadrat (0,25 m), dans lequel sont dnombres et identifies les adventices prsentes.

    4 relevs/rptition (soit 12/modalit). Mesures effectues toutes les semaines.

    Mesure de la biomasse arienne des adventices : - la destruction du CV,

    - au stade R3 (1iresgousses) du soja,- au stade R6 (remplissage des grains) du soja.

    Caractrisation des proprits alllopathiques des CV :Mesures en laboratoire ayant pour objectif dvaluer leffet alllopathique desextraits aqueux des2 CV(CV Orge + Avoine et CV Seigle) (Delabays & Munier-Jolain, 2004 ; Dang Khanh et al., 2005).

    Ralisation dinfusions (24h) 4 concentrations: Evaluation sur 3 espces(adventices et culture) :

    S: 100 mg/mL Laiteron rude(Sonchus asper)S/2: 50 mg/mL Coquelicot(Papaver rhoeas)S/10: 10 mg/mL Soja(Glycine max)

    Tmoin: eau distille

    Les graines de chaque adventice ou de soja sont dposes sur un papier buvard dans des boites de Ptri.

    Les buvards sont imprgns de 4 ml des solutions prpares partir de linfusion des CV, et 10 graines

    sont disposes dans chacune des boites.

    10 rptitions/espce sont ralises (soit 100 graines/espce, au total 300 graines values).

    Les boites de Ptri sont places dans une pice dont la temprature est mesure en permanence grce un

    systme denregistrement (Tiny Tags) et lclairage pilot par un programmateur (conditions

    exprimentales : T : 25C ; 10L : 14D).

    Les buvards sont maintenus humides en rajoutant de la solution si besoin.

    Mesures 7 jours aprs :- taux de germination,- longueur de laracine,- et longueurde lhypocotyle(partie de la tige situe au-dessous des cotyldons) de chaque graine.

    Composantes de rendement de la culture :

    Soja : Prlvement de 3 chantillons/rptition (soit 9/modalit) des plants de 2 rangs conscutifs sur 1

    mtre linaire.

    Dtermination du peuplement, de la hauteur de la 1re gousse, de la hauteur totale, de la biomasse,

    du nombre de gousses/plant, du rendement, du PMG (poids de milles grains) et du taux de protines.

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    Rsultats et analyses

    Teneur en eau du sol :

    Evolution des tensions 25 cm de profondeur.

    La comparaison des rsultats obtenus, du semis jusqu la rcolte du soja, 25 cm de profondeur

    semble montrer que les modalits prsentant un paillagedeCVont tendance prsenter des tensions

    plus faibles.

    Evolution des tensions 40 cm de profondeur.

    De la mme manire, le paillage des CV rduit les tensions 40 cm de profondeur. Sur lesmodalits avec CV en interculture, les tensions augmentent plus lentement aprs une pluie par rapport au

    tmoin (exemple : 18 juillet).

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    Les donnes 25 et 40 cm de profondeur montrent une disponibilit en eau plus importantesur lesmodalits avec paillagepar rapport au tmoin sol nu.

    Lanne climatique 2013, avec des prcipitations importantes jusqu dbut juin, puis un retour des

    pluies mi-juillet et des tempratures relativement faibles a engendr des conditions particulires, limitant

    lETP et le stress hydrique pour la culture notamment en dbut de cycle cultural, prendre en compte

    dans linterprtation de ces rsultats.

    Labsence de travail du sol, associe la prsence des rsidus de CV dinterculture formant un paillage(ou mulch) en surface pendant le dveloppement de la culture, ont permis de diminuer lvaporation de

    leau du sol et de continuer protger le sol pendant la culture de soja. Ceci semblant amener une

    meilleure et plus rapide infiltration de leau (notamment dirrigation) sur lensemble du profil

    denracinement, associe une meilleure rtention.

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    Pression des adventices :Pour rappel, la parcelle na reu aucun traitement herbicidedepuis la culture prcdente (mas).Le stade floraison des CV a t attendu avant de les dtruire mcaniquement (roulages) et de semer la

    culture directement dans le mulch.

    Au moment du semis (24 mai) les CV prsentaient en moyenne :

    -une biomasse arienne de : 9,4 t/ha pour le seigle ; 10,2 t/ha pour le mlange orge+avoine,-une hauteur de : 1.87 m pour le seigle ; 0,83 m pour le mlange orge+avoine.

    Dynamiques de population et de dveloppement des adventices :

    Evolution de la population dadventices, depuis linterculture lapparition

    des premires gousses de soja ( erreur standard).

    Le nombre dadventicesaugmente progressivement partir davril, et reste trs nettement infrieur

    dans les modalits avec CV. Le nombre dadventices est suprieur sur le tmoin sol nu.A la floraison du soja (11/07), le nombre dadventices est largement suprieur sur le tmoin que sur les

    modalits avec CV, atteignant plus de 110 adventices/m, alors que les modalits avec CV prsentent une

    population autour de 10 adventices/m. Il ny a pas de diffrence entre les 2 types de CV.

    Evolution des biomasses dadventices 3 stades cls du soja (semis, R3 et R6)( erreur standard).

    Biomasses CV au semis :- CV Orge + Avoine : 10,2 t/ha- CV Seigle : 9,4 t/ha

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    Les mesures de biomasses ariennes dadventicesaugmentent au cours du temps. Les diffrences dedveloppement des adventices entre le tmoin et les modalits avec CV sont importantes. Ainsi

    lapparition des 1resgousses (stade R3), la biomasse atteint 1,9 t MS/ha sur le tmoin alors quelle nest

    que de 150 kg MS/ha sur les modalits avec CV ; et cet cart saccrot au cours du temps. Il ny a pas de

    diffrenceentre les 2 types de CV.

    Les comptages dadventices montrent que le nombre dadventiceset le dveloppementde celles-ci

    sont bien suprieurs sur le tmoin sol nu que sur les modalits ayant prsentes un CV pendantlinterculture. La mise en place dun CV a pu exercer pendant la dure de linterculture une concurrence

    vis--vis des adventices sur les ressources nutritives, lutilisation de la lumire et lexploration du profil

    racinaire. Par la suite, le paillage, compos des rsidus de ce CV, a limit la germination et le

    dveloppement des adventices.

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    Caractrisation du potentiel alllopathique des CV :

    Les rsultats sont prsents par espce et pour les deux solutions prpares : soit base dextraits du

    mlange Orge + Avoine (OA), soit base dextraits de seigle (S).

    A A

    B

    C

    aa

    a

    b

    *

    **

    **

    ***

    0

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    60

    80

    100

    0

    0,5

    1

    1,5

    2

    2,5

    3

    3,5

    Tmoin S/10 S/2 S

    Pourcentagedegermination

    Longueur(cm)

    L(racine) L(hypocotyle) % Germination

    AA

    B

    C

    aa

    a

    a

    * *

    **

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    2

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    3

    3,5

    Tmoin S/10 S/2 S

    Pourcentagedegermination

    Longueur(cm)

    L(racine) L(hypocotyle) % Germination

    AA

    B

    B

    a

    a

    b b

    *

    *

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    0,4

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    1,6

    Tmoin S/10 S/2 S

    Pourcentagedegermination

    Longueur(cm)

    L(racine) L(hypocotyle) % germination

    A A

    B B

    b

    a

    a

    b* *

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    **

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    1

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    1,4

    1,6

    Tmoin S/10 S/2 S

    Pource

    ntagedegermination

    Lon

    gueur(cm)

    L(racine) L(hypocotyle) % germination

    A

    A

    B

    B

    a a

    b b

    * ***

    *

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    56

    7

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    Tmoin S/10 S/2 S

    Pourcentagedegermination

    Longueur(cm

    )

    L(racine) L(hypocotyle) % Germination

    A AA

    B

    aa

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    6

    7

    8

    9

    10

    Tmoin S/10 S/2 S

    Pourcentagede

    germination

    Longueur(cm)

    L(racine) L(hypocotyle) % Germination

    Mesures des effets alllopathiques des extraits aqueux des 2 CV (Orge + Avoine et Seigle) sur 3 espces

    en conditions contrles ( erreur standard).Des lettres ou un nombre dtoiles diffrents mettent en vidence des diffrences significatives selon un test LSD de Fisher.

    L(racine) = longueur de la racine, L(hypocotyle) = longueur de lhypocotyle.

    Extraits aqueux de :

    Orge + Avoine (OA) Seigle (S)

    Laiteron rude (Sonchus asper)

    Coquelicot (Papaver rhoeas)

    Soja

    (Glycine max)

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    Effets sur les adventices (laiteron et coquelicot) :- effet ngatifdes CV sur le taux de germination(au-del de S/2),

    - effet ngatifsur la longueur de laracine(au-del de S/2),- un effet nul ou variablesur la longueur de lhypocotyle.

    Effets sur la culture (soja) :- pas deffetsur le taux de germination,

    - effet nul ou ngatifsur le dveloppement, notamment pour le CV Orge + Avoine.

    Aux vues des rsultats des tests de germination, il semble quil y ait un effet alllopathique des CV

    sur la germination et la croissancede certaines espces dadventices. Cet effet semble dautant plusmarqu que les graines sont petites, ce qui pourrait expliquer pourquoi le soja serait moins sensible cet

    effet (notamment au niveau du taux de germination).

    De plus, en librant des composs alllopathiques, les paramtres de dveloppement des adventices

    seraient perturbs. Ces proprits alllopathiques influencent dans une moindre mesure le soja, qui a

    galement ragi aux solutions les plus concentres.

    Les travaux sont relativement nombreux sur lorge, lavoine et le seigle (Barnes & Putnam, 1983 ;

    Putnam et al., 1983), et ont permis didentifier plusieurs molcules impliques dans des phnomnesdalllopathie. Il sagit maintenant dessayer de mieux maitriser ce phnomne au champ si possible.

    Cependant, mme si les rsultats au laboratoire sont concluants, ils ne permettent pas eux seulsdexpliquer les donnes observes au champ. En effet, lexpression des proprits alllopathiques

    dpend dun grand nombre de paramtres quil est trs complexe valuer exprimentalement : structure

    du sol, pH, taux de matire organique, dynamique de lazote. Lintervention dautres organismes vivants,

    la quantit de couvert au sol, la pluviomtrie, la capacit de rtention en eau du sol peuvent tre des

    causes de libration plus ou moins importante de composs alllopathiques.

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    Effet sur les composantes de rendement de la culture :

    Densit de soja ( erreur standard). Nombre de gousses/plant ( erreur standard).

    Le peuplement de soja montre un nombre de plants infrieur dans les modalits avec CV. Les

    modalits avec CV prsentent un peuplement autour de 30 plants/m, alors que lon atteint 45 plants/m

    sur le tmoin.

    Le nombre de gousses/plant de sojaest suprieurdans les modalits avec CV, allant de plus de 45

    gousses/plant pour ces modalits 28 gousses/plant pour le tmoin.

    Rendement aux normes ( erreur standard).

    Limpact des CV sur le soja sest traduit par :- un peuplement de sojaplus faible,

    - un nombre de gousses/plant suprieur,

    - des biomassesariennes identiques,- un rendement quivalent,

    - et un PMG comparable.

  • 7/24/2019 Synthse Essai Services cosystmiques et couverts vgtaux

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    Le peuplement de soja infrieur dans les modalits avec CV par rapport au sol nu, pourrait tre d

    diffrents paramtres :

    - la forte biomasse gnre par les CV a pu perturber la germination et/ou la croissance initiale du

    soja (coupl un potentiel effet alllopathique),

    - les CV ayant t dtruits seulement mcaniquement (double passage de rouleau), des repousses de

    CV se sont dveloppes, ce qui a pu limiter le dveloppement de la culture par une comptition

    pour les ressources. Cependant la rcolte du soja, les grains de crales se sont tris sans

    difficult lors du passage dans la moissonneuse batteuse.

    Au final le rendement du soja tait dans la moyenne locale pour lensemble des modalits, bien que

    suite un CV, le peuplement plus faible a t compens par un dveloppement suprieur (nombre de

    gousses/plant suprieur, disponibilit en eau plus importante) par rapport au tmoin sol nu.

    Modalit tmoin sol nu

    Modalit CV seigle

    Repousses de CV aprs roulage non maitrises

  • 7/24/2019 Synthse Essai Services cosystmiques et couverts vgtaux

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    Conclusions

    Eau du sol :

    Les donnes 25 et 40 cm de profondeur montrent une plus grande disponibilit en eau sur lesmodalits avec paillage de CVpar rapport au tmoin sol nu. Cet effet est nanmoins nuancer du fait

    de lanne climatique trs pluvieuse, pouvant limiter lexpression des avantages du paillage sur ce point.

    Adventices :

    La population dadventices et leur dveloppement sont rduitsdans les modalits sous CV.

    Plusieurs paramtres pourraient permettre dexpliquer ce rsultat :

    -comptition du CV pour les ressources en lumire et les lments nutritifs, notamment pendantlinterculture,

    -effet paillage (prs de 10 t MS/ha de CV au semis du soja) ayant limit la germination et ledveloppement des adventices,

    -potentiels effets alllopathiques des CV.

    Les extraits aqueux des CVont montr de potentiels effets alllopathiquesen laboratoire :

    Rendement de la culture :

    Le rendement du sojatait dans la moyenne locale pour lensemble des modalits, et sans diffrence

    significative entre modalits, bien que suite un CV, le peuplement plus faible a t compens par un

    dveloppement suprieur de la culture par rapport au tmoin sol nu.

    Ce travail met laccent sur les services agronomiquesrendus par les couverts vgtaux pouvant ainsifournir un levier de gestion complmentairede la flore adventice.

    Leur choix, leur russite et leur adaptation lobjectif vis en font un lment part entire de

    litinraire technique et de la stratgie de dsherbage mis en place sur une parcelle.

    Travaux raliss dans le cadre du Rseau DEPHY

    Grandes Cultures irrigues Val de Durance.

  • 7/24/2019 Synthse Essai Services cosystmiques et couverts vgtaux

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    Annexe : Poster prsent au sminaire Rseau Dephy Grandes Cultures le 10 juin 2015.