Revue AE&S vol.7, n°2, 11

 

L’évolution des techniques culturales et des systèmes de culture

 

Evolution des techniques d’implantation

 

 

Christine Leclercq* et Vincent Corfdir**

 

* UniLassalle Beauvais

* Lycée agricole de Metz Courcelles-Chaussy

 

Contact auteurs : Christine.Leclercq@unilasalle.fr

 

Prochainement téléchargeable en pdf


Résumé

L’adaptation des systèmes de culture à des objectifs et contraintes multiples et évolutifs se traduit par une série d’innovations notamment en matière d’implantation. Du labour sur sol nu au semis direct sous couvert permanent, cette évolution voit chaque technique tenter de corriger les limites des précédentes, mobiliser leviers agro écologiques et progrès des agro-équipements et remettre en cause peu à peu jusqu’au système de culture. Il subsiste néanmoins sur le terrain une grande diversité de pratiques.

 

Mots clés : culture associée, couvert végétal, semis direct, strip-till, agro-écologie


Summary

Evolution of seeding techniques

The adaptation of cropping systems to multiple objectives and unstable constraints produces a series of innovations, possibly including those related to seeding. From ploughing on bare ground to direct sowing under permanent cover crop, every technique intends to correct the others’ disadvantages, mobilizes more agro-ecological means and agricultural machinery advancement, leading to question crop management and even cropping system. On farm, nevertheless, remains a large diversity of practices.

 

Key words : combined crops, cover crop, no-till, strip-till, agro-ecology


Après une phase d’augmentation des rendements et des surfaces en cultures annuelles fondée sur une artificialisation du milieu et sur la mobilisation de ressources non renouvelables, l’agriculture française affronte depuis plusieurs décennies un contexte plus contraignant et peu prévisible. Elle doit aujourd’hui s’adapter à une baisse des aides, à une instabilité croissante du prix des intrants et des productions, à un coût du travail élevé et à des exigences de respect de l’environnement qui réduisent ses marges de manœuvre (réduction de l’usage des pesticides, baisse d’efficacité voire retrait de substances actives, obligation de couverture hivernale des sols, …). Elle doit aussi atténuer et s’adapter au changement climatique et se préparer à la raréfaction de ressources fossiles sur lesquelles repose largement sa productivité : notamment hydrocarbures (carburants et indirectement engrais azotés) et phosphore. Enfin, elle est confrontée à l’apparition de résistances à des substances actives chez divers types de bioagresseurs. L’adaptation des systèmes de grande culture se traduit en particulier par une succession d’innovations et de combinaisons d’innovations dans l’implantation des cultures, dont les bénéfices et les limites peuvent contribuer à expliquer l’enchaînement. Nous nous proposons donc ici de parcourir cette évolution en caractérisant ces innovations et leurs enjeux, d’en dégager les lignes directrices et de repérer les questions en suspens.

 

 

 

Innovations récentes

 

Les évolutions récentes en matière de techniques d’implantation concernent la nature, la profondeur, la fréquence du travail du sol et la surface concernée, mais aussi l’utilisation des couverts végétaux pour la gestion de l’interculture, leur répartition spatiale et le calendrier d’implantation.

 

En matière de travail du sol

Durant les dernières décennies, le travail du sol a connu une évolution considérable : à partir d’un itinéraire constitué par un labour, une ou plusieurs opérations de travail superficiel suivie(s) du semis voire d’un roulage, sont apparues successivement -et subsistent- les techniques suivantes :

-          Un labour suivi, souvent immédiatement, d’un passage de combiné ‘‘outil de travail superficiel (généralement animé)-semoir’’,

-          Une (ou plusieurs) opération(s) de travail profond puis de travail superficiel et semis (combinés ou non)

-          Une ou plusieurs opérations de travail superficiel puis semis (combinés ou non),

-          Non travail du sol

-          Travail localisé sur la ligne de semis (strip-till).

Ces évolutions concernent 3 critères : le mode d’effet des outils, la profondeur et la part de la surface concernée (Roger-Estrade et al., 2014).

 

En matière de gestion de l’interculture

Si l’engrais vert est une pratique ancienne, à côté du sol nu, du maintien de repousses ou des faux semis, des pratiques nouvelles ont émergé en interculture : couvert détruit avant le semis sans enfouissement, couvert détruit au semis ou après le semis, couvert permanent. Par ailleurs, ces couverts peuvent être implantés après la récolte du précédent, lors de la récolte voire avant celle-ci.

 

En matière de composition spécifique et de cycle

Outre les cultures pures, se pratiquaient traditionnellement des semis sous couvert du précédent (implantation de la luzerne sous couvert d’orge de printemps notamment) et des associations pour récolte mixte, par exemple céréales servant de tuteurs à des protéagineux ou mélanges fourragers. Se développent désormais les cultures associées à des plantes compagnes, les cultures implantées sous couvert temporaire et sous couvert permanent.

 

En matière de modalité de semis et de répartition spatiale

Le semis en ligne domine mais le semis à la volée subsiste et trouve de nouvelles applications. Enfin, lorsque plusieurs espèces coexistent, leur implantation peut être simultanée, par exemple grâce à des semoirs à double trémie, ou réalisée en plusieurs opérations, en mélange sur le rang ou sur des rangs alternés ou encore répartie entre rang et inter-rang.

 

Apports et limites des différentes techniques d’implantation

 

Semis après labour et reprise

Le labour, qui découpe, retourne des bandes de terre et les fragmente de façon plus ou moins homogène, peut avoir pour objectifs :

-          d’augmenter la porosité et, ainsi, d’accroître d’une part la densité d’enracinement et d’autre part la vitesse d’infiltration, le ressuyage et le réchauffement du sol,

-          d’incorporer les engrais afin de favoriser l’alimentation minérale des cultures,

-          d’enfouir les apports organiques, les résidus de culture et les adventices en vue de leur décomposition et de limiter la présence en surface de pathogènes, ravageurs et semences d’adventices,

-          de préparer le nivellement de la surface afin d’assurer une profondeur d’implantation régulière lorsque des passages d’engins ont créé des ornières.

Le travail de « reprise », plus superficiel, vise à parfaire le nivellement et l’émiettement de la surface pour favoriser le contact terre-graine et par là la germination-levée des cultures et/ou des adventices.

L’opération de retournement d’une masse de 3500 t de terre /ha (en sol limoneux pour une profondeur de 25 cm) consomme beaucoup d’énergie, essentiellement fossile, ce qui s’accompagne d’une émission de CO2 importante. Elle est, par ailleurs, exigeante en temps de travail. Même si c’est dans une moindre mesure la reprise de la partie supérieure de l’horizon labouré, souvent à l’aide d’outils animés, qui est également énergivore et chronophage.

L’action de la charrue entraine une discontinuité verticale de l’état structural qui peut être renforcée par des lissages en fond de labour et la présence d’une semelle, horizon compact généré par le cumul de pressions dans une couche ameublie par un précédent labour et rendue plus sensible au tassement : talon de la charrue, passage de roue du tracteur en fond de raie ou sur une portion d’une bande de terre retournée au passage précédent… (Manichon, 1983). En outre, selon l’énergie déployée, l’état structural initial et l’humidité de l’horizon labouré, la dislocation des bandes de labour s’avère plus ou moins complète et induit souvent une hétérogénéité latérale. Ces discontinuités verticales et horizontales peuvent être responsables d’une réduction de l’infiltration et de l’enracinement, que le labour est précisément destiné à favoriser (Manichon, 1983).

Par ailleurs, la création d’un état meuble réduit la portance du sol (d’où la généralisation des chantiers labour+reprise/semis combinés) et le rend particulièrement sensible au tassement. Ces tassements et la localisation des résidus dans l’inter-bande réduisant la quantité d’oxygène disponible localement, des pseudo-gleys peuvent être observés (Manichon, 1983).

Des labours profonds (recommandés au début du XXème siècle ou involontaires suite à l’augmentation de la puissance de traction) ont dilué dans une masse de terre plus importante le stock de matière (ou de carbone) organique formé au cours des siècles par la décomposition des racines des végétaux et l’incorporation des résidus et apports organiques en surface. Or cette dilution est irréversible, même avec une réduction voire la suppression de l’enfouissement. En outre, un travail du sol énergique détruit les agrégats protecteurs de la matière organique (Balesdent et al, 2000), accroissant ainsi la minéralisation, facteur de réduction du stock et de la teneur en carbone organique.

Cependant, si la teneur de surface en carbone organique est plus faible en sol labouré, la confrontation de nombreuses études montre que, toutes choses égales par ailleurs, le stock de carbone organique n’est pas plus faible en régime de labour qu’en système de non travail du sol (Mary et al., 2014)

En texture limoneuse ou sableuse, une faible teneur en carbone organique en surface se traduit par une faible stabilité structurale et donc, en sol nu, par un fort risque de battance, aggravé dans les sols limoneux par des reprises à la herse rotative qui produisent un état structural très fin. La création de terre fine en surface augmente la sensibilité à l’arrachement, et la réduction de la porosité superficielle consécutive à la battance accroit le risque d’érosion en sol non couvert.

Par ailleurs, les effets négatifs de ce régime de travail du sol sur l’abondance, l’activité et la diversité des organismes du sol apparaissent plus ou moins importants selon les pratiques d’entretien organique, de rotation (engrais verts, couverts…) et l’intensité d’utilisation des produits phytosanitaires (Mary et al., 2014).

Notons enfin que si la charrue à versoir constitue l’outil le plus efficace pour enfouir les semences, son efficacité dépend de la profondeur de travail, de la présence éventuelle d’une rasette, de l’état structural et de la profondeur de germination maximale des adventices. En outre, le labour remontant des graines d’adventices précédemment enfouies, elle suppose de raisonner sa fréquence et sa position dans la rotation en fonction du taux annuel de décroissance, de la période de germination préférentielle et du niveau d’infestation des adventices problématiques (Colbach et al., 2014).

 

Techniques d’implantation sans labour

Les intérêts majeurs de la suppression du labour sont, aux yeux des agriculteurs, le gain de temps, une organisation du travail plus facile, la réduction des charges de mécanisation, l’amélioration des conditions d’implantation en sols argilo-calcaires ou argileux (Roger-Estrade et al., 2014).

 

Semis après travail profond sans retournement

Cette technique permet de réduire la consommation de carburant et le temps de travail tout en travaillant en profondeur pour restaurer de la porosité.

En termes de fragmentation et de création de porosité, le travail profond sans retournement peut, par des passages répétés, produire des effets comparables à ceux du labour.

Il devient alors plus coûteux en énergie et en temps de travail et peut engendrer, y compris en profondeur, la production de terre fine sensible aux tassements que la multiplication des passages elle-même est susceptible de provoquer.

Par ailleurs, le travail profond sans retournement est moins efficace pour l’incorporation d’engrais, amendements, résidus et semences d’adventices.

 

Semis après travail superficiel

Le travail superficiel permet de réduire davantage encore la consommation d’énergie et le temps de travail et de concentrer les résidus en surface.

Des passages multiples peuvent être nécessaires pour atteindre l’état structural souhaité, au prix d’une consommation de carburant et d’un temps de travail accrus.

La réduction de la profondeur de travail du sol peut se traduire par la présence de résidus en surface et la persistance à moyen terme d’accidents structuraux en profondeur (passages de roue, blocs non disloqués lors d’un labour antérieur, semelle…), une moindre intensité (nombre de passages et/ou énergie déployée) par un état structural de surface grossier (notamment en sols trop plastiques).

Les amas de paille constituent une gêne qui peut engendrer un semis trop superficiel et un défaut de fermeture de la raie (Duroueix, 2014), favoriser la présence de limaces et de campagnols, conditions qui aggravent le risque de levées irrégulières et/ou trop faibles dû à un lit de semence grossier (Labreuche et al. a, 2014).

L’état structural en profondeur influe sur la densité et la profondeur d’enracinement ainsi que sur le risque d’excès d’eau.

Globalement, ces conditions s’avèrent particulièrement pénalisantes pour les cultures de printemps et les dicotylédones en raison de la sensibilité de la levée à l’état structural du lit de semence et des horizons sous-jacents, ainsi que de leur faible capacité de compensation (Labreuche et al. a, 2014).

Des adaptations sont observées à l’échelle des itinéraires techniques voire du système de culture, par exemple en culture de colza avec l’exportation des pailles de la céréale précédente ou l’implantation du colza derrière un protéagineux plutôt qu’une céréale à paille (Labreuche et al. a, 2014). Cependant, la technique parait incompatible avec des couverts développés et suppose une destruction précoce et une biomasse limitée (Gässler, 2016).

Un inconvénient majeur des systèmes de culture menés en travail superficiel systématique est le salissement des parcelles (Duroueix, 2014), caractérisé, même si des faux semis sont pratiqués, par une augmentation de l’abondance et de la diversité de la flore adventice (Colbach & Vacher, 2014). Le maintien des semences en surface favorise les adventices à germination superficielle et à taux annuel de décroissance élevé, en particulier la plupart des graminées (Labreuche et al. b, 2014).

La mise en œuvre de leviers visant à réduire la pression adventice (retard de semis à l’automne, introduction de culture de printemps…) devient d’autant plus nécessaire que l’on souhaite limiter l’usage des herbicides ou que des résistances à certaines substances actives sont apparues chez des espèces comme le vulpin ou le ray-grass (Colbach & Vacher, 2014).

 

Semis après travail superficiel en association avec un couvert temporaire : le cas du colza associé avec des plantes compagnes

La pratique du colza associé a pour origine le souhait d’améliorer les performances énergétiques d’une culture destinée à la production d’agro-carburant. Compte tenu du poids du labour dans la consommation énergétique, la stratégie retenue est la suppression du labour, ce qui implique de sécuriser l’implantation du colza par d’autres voies. Un couvert gélif capable, sans pénaliser le colza, de concurrencer les adventices à l’automne, voire de perturber les ravageurs, constitue le moyen retenu (Corfdir et al., 2016 ; Pilorgé, 2014). Par ailleurs, la fertilisation azotée représentant le poste majeur de dépense énergétique indirecte, la recherche d’une source d’azote complémentaire conduit à l’introduction de légumineuses dans le couvert associé (Corfdir et al., 2016 ; Pilorgé, 2014).

Un autre exemple de « couverts associés temporaires » est celui de légumineuses associées au blé (détruites en fin d’hiver par un herbicide) (Véricel, 2009).

Les associations rendent le désherbage mécanique difficile et imposent d’adapter les densités respectives et la distribution spatiale des espèces semées, les dates et les doses des apports d’azote, la protection contre les bioagresseurs (choix des espèces et variétés en fonction de leur sensibilité aux maladies, choix des herbicides et seuils d’intervention) et les techniques de semis (Beaufils & Piva, 2016). L’efficacité régulatrice de la culture associée repose essentiellement sur la réussite de la levée et la biomasse produite, favorisées par un semis précoce dans un sol frais (Sauzet & Allard, 2014) mais elle reste soumise aux aléas climatiques. Ainsi, par exemple, Philippe Rameau, agriculteur à Saint-Parize-Le-Châtel (58) note qu’en 2012 le couvert, peu développé, n’a eu aucun effet sur les adventices, les insectes ni l’azote (Sauzet& Allard, 2014).

 

Semis à la volée avec travail du sol préalable ou recouvrement après semis

Parmi les expériences de semis à la volée décrites dans la presse spécialisée, on peut citer le cas d’un blé semé à la volée dans un couvert « après passage d’un déchaumeur à trains de bêches (Compil) puis détruit mécaniquement (sans glyphosate) par un déchaumeur équipé d’un rouleau Faca à l’arrière » ou par un passage d’un rouleau broyeur (Waligora, 2007). Dans un autre exemple, il s’agit de semis à la volée (par exemple avec un épandeur à engrais type DP 12) recouvert ultérieurement par de la terre grâce au passage d’un cultipacker ou par un mulch. (Waligora, 2007)

Le débit de chantier est maximal, surtout lorsque semis et recouvrement se font en un seul passage. Cette pratique très économique, rapide et simple est aussi utilisée en conditions difficiles lorsqu’aucune autre technique avec travail du sol n’est possible.

La présence d’un mulch (de céréale avant colza, de maïs voire d’un couvert avant blé) constituerait une protection efficace contre la prédation, en particulier par les oiseaux, et, par comparaison avec un mulch incorporé, limiterait la concurrence pour l’azote (Waligora, 2007). La technique nécessite un sol homogène et humide après le semis. La germination d’adventices et la présence de limaces sont signalées (Waligora, 2007).

 

Semis direct, semis direct sous couvert et agriculture de conservation

Au sens strict le semis direct implique l’absence totale de travail du sol i) entre la récolte du précédent et l’implantation de la culture suivante, ii) entre les rangs, iii) en profondeur sur le rang (Labreuche et al. b, 2014). Le travail du sol est donc minimal et localisé sur la ligne de semis. Il mobilise alors un semoir à disques sans autres éléments de travail du sol mais comportant des dispositifs de gestion des résidus de cultures. Toutefois, le terme « semis direct » est également employé pour désigner des pratiques utilisant un semoir à disques avec des éléments de travail du sol, des semoirs à dents qui engendrent un flux de terre voire l’usage d’un outil animé type combiné rotative (Charbonnaud, 2014). A l’extrême, le semis peut être réalisé à la volée, par exemple sous la barre de coupe.

Le semis direct peut être mis en œuvre de façon systématique dans une rotation ou de façon ponctuelle, par exemple pour implanter rapidement un blé après maïs grain ou tournesol dans des situations où un travail du sol peut s’avérer compliqué si le chantier est retardé et la pression adventice faible (peu de vulpins après maïs ou tournesol). Opportuniste ou programmée, une telle pratique peut être introduite par recours à une prestation sans investissement dans un matériel spécifique.

L’absence totale de travail du sol vise la réduction maximale du temps de travail, de la consommation d’énergie et, plus largement, des charges de mécanisation.

Le semis direct sous couvert se distingue du semis direct par une recherche de maximisation du temps de couverture du sol mais le semis de la culture principale s’effectue le plus souvent dans les résidus du précédent ou un couvert annuel détruit avant ou juste après le semis (Labreuche et al. b, 2014). Si les actions mécaniques sont limitées, le broyage et surtout le roulage peuvent être mobilisés pour des effets variés : fermeture du sillon, perturbation des limaces, destruction ou sensibilisation du couvert à l’effet d’un herbicide (figure 1), répartition et plaquage du mulch (Labreuche et al. b, 2014).

L’agriculture de conservation vise à préserver le sol, notamment du risque d’érosion, par un travail minimal du sol (semis direct ou strip-till), une couverture maximale du sol et une diversification des cultures (Labreuche et al. b, 2014), ces deux derniers principes pouvant être considérés comme des moyens, notamment, de pallier les difficultés de maîtrise des adventices et d’amélioration de l’état structural en l’absence de travail du sol. Il s’agit donc d’un système de culture en soi. A noter que la définition de l’agriculture de conservation n’exclut pas un travail du sol limité et exige 30 % au minimum de la surface couverte par des résidus après semis ainsi qu’une biomasse minimale de résidus de 1.1 t de matière sèche/ha (Roger-Estrade et al., 2014).

Figure 1 : chantier de semis sous couvert

La couverture du sol a pour objectif de limiter le risque de battance, d’érosion et de lixiviation, d’entretenir ou d’augmenter le stock de carbone organique, de favoriser l’activité biologique et, avec la diversification des cultures, de réduire la pression des bioagresseurs, en particulier des adventices (Crignon, 2015).

En revanche, toutes choses égales par ailleurs, elle prive le système de culture du levier majeur que constitue le travail du sol, d’une part pour la gestion des adventices et, dans une moindre mesure, des maladies et ravageurs, et d’autre part pour l’amélioration de l’état structural. Ainsi, Jacques Charlot, agriculteur à Murs (36), s’interroge sur la possibilité de pérenniser le non travail du sol compte tenu de la présence éventuelle de bioagresseurs et la reprise en masse des sols en surface (Duroueix, 2014).

Si l’absence de fragmentation des agrégats, l’augmentation de la teneur en matière organique et la protection par les résidus ou un couvert permettent une stabilisation de la structure de surface au bout de plusieurs années de semis direct, l’amélioration de la porosité attendue de l’activité biologique est lente (2 à 4 ans), sauf en sols suffisamment argileux pour bénéficier de la fissuration sous l’effet d’alternances humectation/dessiccation ou gel/dégel (Labreuche et al. b, 2014). En outre, la contribution des couverts à l’amélioration de l’état structural trouve peu d’appui scientifique dans la bibliographie. Pour prévenir les tassements, particulièrement en sols sensibles, des dispositifs peuvent être mis en œuvre : passages de pulvérisateurs fixes selon le principe du control traffic farming (ce qui suppose des moyens de guidage), organisation spécifique des chantiers de moisson (vidange en bout de parcelle), de récolte de paille et d’épandage de fumier (Gueulle, 2017), limitation des charges par essieu… Par ailleurs, un entretien calcique et humique suffisant s’avère nécessaire pour contribuer à la stabilité structurale des sols limoneux ou sableux (Labreuche et al. b, 2014). Enfin le semis des couverts aussitôt après la moisson vise notamment à maximiser la durée de couverture pour limiter le risque de dégradation de la surface (Gueulle, 2017) et à bénéficier de l’humidité résiduelle pour favoriser la levée du couvert.

Selon son abondance et sa persistance, le mulch constitué par les résidus du précédent ou du couvert peut contribuer à limiter l’évaporation et les levées d’adventices mais fournit un abri aux limaces et semble favorable à l’inoculum de certaines maladies (helminthosporiose du blé, fusariose sur blé après maïs) et, inversement, défavorables au piétin verse et à la septoriose (Labreuche et al. b, 2014). Toutefois, la littérature internationale indique une pression moyenne en maladies plus faible en agriculture de conservation (Holland 2004 ; Palm et al. 2014 ; Basch et al. 2015) et Jean-Claude Quillet (37), en agriculture de conservation stricte depuis 30 ans, sème du blé en direct derrière maïs depuis plusieurs années. Ses blés n’ont jamais été déclassés à cause des mycotoxines DON et présentent en général une teneur inférieure à celle des blés issus de systèmes avec labour.

L’emploi d’un semoir à dents de herse étrille pour le semis de couverts aussitôt après moisson est considéré comme un moyen de réduire le risque limaces (Gueulle, 2017). Contre la prolifération des rongeurs, certains agriculteurs cherchent à éviter les tas de paille en proscrivant les vidanges sur place et en utilisant la herse à paille, le rouleau Faca ou Cambridge avant le semis de couverts (Gueulle, 2017). Le broyage des résidus de maïs grain s’est montré efficace pour réduire la contamination du blé suivant par Fusarium et la teneur des grains en désoxynivalénol (DON) (Labreuche et al. b, 2014).

L’effet des couverts sur les bioagresseurs dépend des espèces, en interaction forte avec la rotation et le contexte sanitaire (Labreuche et al. b, 2014). Cette variabilité reste encore à explorer pour prévenir les risques et bénéficier de l’ensemble des services que peuvent rendre les couverts (Labreuche et al. b, 2014). De même, compte tenu de la complexité des enjeux liés au choix de la date de destruction, le raisonnement du compromis mérite aussi des études approfondies (Labreuche et al. b, 2014). Enfin, la dépendance actuelle de ces systèmes de culture aux herbicides non sélectifs d’interculture constitue encore un problème à résoudre même si elle ne se traduit pas par un recours significativement accru au glyphosate et si une forte réduction du nombre de passages et des doses voire une impasse ont été obtenues dans certains cas (Nichols, V., 2015 ; Thomas et al., 2015 ).

Rotation et choix variétal paraissent actuellement incontournables pour maîtriser les bioagresseurs, éviter les échecs et limiter le recours aux produits phytosanitaires (Labreuche et al. b, 2014).

Les agriculteurs qui pratiquent le semis direct sous couvert évoquent souvent un défaut de minéralisation, en particulier au printemps, qu’ils cherchent à compenser par une fertilisation précoce, localisée et réévaluée voire par le choix variétal, en maïs notamment. Pourtant, Mary et al. (2014) concluent que si la minéralisation de l’azote organique humifié est retardée en semis direct, l’écart avec le labour est faible et partiellement compensé en été. En revanche, la minéralisation de résidus à C/N élevé comme les pailles peut se trouver ralentie par un défaut d’accès à l’azote minéral en l’absence d’enfouissement (Mary et al., 2014).

Enfin, selon le type de semis voire le positionnement d’un éventuel roulage, le semis sans travail du sol expose la culture à des difficultés de levée dues à une ligne de semis trop tassée, en betterave par exemple, et à la gêne provoquée par les résidus du précédent qui peuvent obstruer la ligne de semis. Outre le choix du précédent pour les cultures sensibles aux conditions d’implantation comme le colza, l’usage de chasse débris, une fauche haute, des résidus non rebroyés, un éparpilleur de menues pailles efficace, une moisson en conditions de faible hygrométrie, permettant de mieux répartir la paille, constituent des moyens de limiter la présence de pailles dans les lignes de semis ouvertes par des disques (Labreuche et al. b, 2014). Semer sur sol dur avec un disque « coupant » à très forte pénétrabilité comme les mono-disques semeurs doublement inclinés permet aussi de pallier ce risque.

Par ailleurs, le guidage est un moyen de limiter les recoupements entre lignes de semis et rangs du couvert ou d’éviter de superposer les lignes de semis de la culture à celles du précédent afin d’assurer un semis régulier (Gässler, 2016).

 

Strip-till

La technique strip-till consiste à ne travailler que la future ligne de semis à l’aide de dents ou de disques, de chasses débris et d’éléments destinés à affiner le lit de semence (Brunet, 2014 ; Charbonnaud, 2014). Il est utilisé pour pallier les problèmes posés parfois par le semis direct et les techniques culturales simplifiées, en particulier pour l’implantation du colza et des cultures de printemps : maïs, tournesol, colza, betterave (Brunet, 2014). Il peut aussi être mis en œuvre pour l’implantation de couverts à l’automne (Duroueix, 2014).

Compromis entre implantation conventionnelle et semis direct, il a pour objectif de bénéficier des avantages des deux techniques.

Par comparaison aux techniques sans aucun travail du sol, il permet, par le travail de la ligne de semis :

-          d’éviter le mulchage du couvert, de dégager le rang et de faciliter le positionnement des semences (Roisin, 2014)

-          d’accélérer le réchauffement de la bande de semis et de favoriser le démarrage rapide des cultures de printemps (Brunet, 2014 ; Roisin, 2014)

-          de sécuriser ainsi l’implantation des cultures de printemps et du colza par rapport au semis direct (Brunet, 2014)

-          d’ameublir sans engendrer de semelle en profondeur (en particulier dans les sols sensibles) (Brunet, 2014) et donc,

-          de favoriser le peuplement et développement racinaire (Brunet, 2014),

-          de limiter le taux de fourchage des betteraves (Duval, 2014)

-          de limiter la tare terre c’est-à-dire l’ensemble des corps étrangers récoltés, en particulier la terre adhérente aux racines (Duval, 2014).

Par comparaison au travail du sol, il permet, par l’absence de travail de l’inter-rang :

-          de minimiser le travail du sol en termes de surface (Charbonnaud, 2014) et donc d’économiser du temps et du carburant (Brunet, 2014 ; Duroueix, 2014 ; Roisin, 2014)

-          d’améliorer la portance de l’inter rang (Roisin, 2014) et de la parcelle à la récolte des betteraves (Duval, 2014)

-          de conserver la porosité entre les rangs (Brunet, 2014)

-          de conserver de la matière organique en surface de l’inter-rang (Brunet, 2014)

-          de limiter la levée d’adventices dans l’inter-rang (Brunet, 2014; Roisin, 2014).

Certains auteurs considèrent qu’un autoguidage GPS-RTK est nécessaire, au moins en culture de betterave (Roisin, 2014) et de tournesol (Duroueix, 2014). Enfin, le réglage des chasses débris semble difficile sur certains modèles (Brunet, 2014).

Etant donné son introduction récente en France, l’évaluation de cette technique à partir d’expérimentations et de l’expérience ponctuelle d’agriculteurs ne bénéficie que du recul de quelques années et ne permet que des synthèses par culture.

Des essais ont été menés de 2011 à 2013 en région Centre sur l’implantation du colza, du maïs et du tournesol. Ces essais ne montrent pas de différences de rendement entre les techniques d’implantation du colza au strip-till et le semis simplifié, excepté en limons battants où le semis simplifié est pénalisé. En revanche, le colza semble bénéficier d’une interaction positive entre strip-till et présence d’un couvert au semis (Brunet, 2014).

Les dynamiques de levée et les rendements du maïs ne différencient pas les modalités de travail du sol et d’implantation (du labour au semis direct, avec des passages de strip-till plus ou moins lourd à l’automne et/ou au printemps) (Brunet, 2014).

En culture de tournesol, les rendements des modalités labour, d’un strip-till lourd, et de techniques simplifiées combinées ou non à différents couverts ne présentent pas de différences significatives et le salissement apparaît plus faible en strip-till et en labour qu’en techniques culturales simplifiées, quelle que soit la couverture du sol (Brunet, 2014). Cependant, le strip-till semble favoriser l’activité des limaces et sa réussite parait aléatoire dans des sols peu argileux. En effet, cette technique doit permettre d’améliorer le ressuyage, d’assurer la qualité du lit de semences sans accroître les risques de battance et d’hydromorphie, et d’accélérer le réchauffement du sol pour une levée précoce avant l’arrivée des limaces, mais sa réussite et même sa mise en œuvre dépendent elles-mêmes de la vitesse de ressuyage (Duroueix, 2014). Des adaptations notamment pour favoriser l’émiettement au printemps, semblent nécessaires (Duroueix, 2014).

En automne, le semis au strip-till de féveroles, avoine, vesce derrière la dent à une profondeur de 15-20 centimètres semble permettre la réussite de la levée, mais les éléments fins s‘accumulant dans la ligne de semis qui forme cuvette, le sol se ferme et le réchauffement se fait plus lentement au printemps (Duroueix, 2014). Pour éviter ce phénomène, la conception d’un outil utilisable en fin d’été créant une « butte » est envisagée (Duroueix, 2014).

Compte tenu des enjeux de la densité et de l’homogénéité de la levée en culture de betterave, au moins avant la disparition des quotas, cette culture, notamment lors de l’implantation, est souvent conduite dans une logique d’assurance et bénéfice d’un moindre recul sur les effets de techniques simplifiées. Toutefois, des expérimentations ont souvent montré après passage du strip-till et semis au printemps, une levée des betteraves plus faible et plus tardive qu’en techniques simplifiées classiques, parfois attribuable à une difficulté de plombage des semences sur un lit de semence très grossier, dû à un ressuyage insuffisant sous un couvert très développé (Roisin, 2014).

Une ou deux interventions de travail supplémentaire, avant ou après strip-till peuvent donc s’avérer nécessaires pour une implantation optimale, notamment en sols froids (Duval, 2014). En revanche, en conditions sèches, la combinaison strip-till – semoir en un passage paraît satisfaisante (Duval, 2014).

Le défaut de rappui, des creux et un léger lissage en fond de travail, surtout si l’outil a travaillé au-delà de 15 cm, se manifestent par des ramifications et fourches et la présence de limaces. Le défaut d’ameublissement profond du sol ne se trouve donc pas compensé. Une profondeur de travail excessive se traduit aussi par un lit de semence grossier et donc un semis plus irrégulier. Des cavités peuvent aussi être produites par un travail dans un sol trop ferme et s’accompagner alors de lissages également pénalisants pour l’enracinement. Enfin, un « V » de décompaction trop large réduit la capillarité latérale (Roisin, 2014) et l’accumulation d’eau dans ce « V » de décompaction peut entrainer une légère augmentation de la tare terre si l’arrachage a eu lieu après une période pluvieuse.

Globalement, en culture de betterave, le strip-till présente des résultats plus favorables en sols de craie champenoise que dans des sols de limons (Duval, 2014). Enfin, mis en œuvre dans le cadre d’un non labour permanent, le strip-till donne, en culture de betterave, des résultats très variables selon l’état du couvert lors du semis et l’état initial de la structure, et s’avère d’autant moins intéressant que le travail du sol a été réduit les années précédentes (Roisin, 2014).

La mise en œuvre de la technique du strip-till apparaît donc, en fonction des cultures, délicate et à adapter au contexte pédoclimatique, et la gestion des ravageurs reste problématique (Brunet, 2014). L’absence de mulch sur la ligne de semis accroit l’évaporation et donc le risque de stress hydrique, et le travail du sol sur la ligne de semis peut favoriser l’érosion s’il est réalisé dans le sens de la pente. En outre, selon Roisin (2014) cette technique « ne permet pas de s’affranchir des règles de bonne gestion du sol (pH, MO, rotations, respect du sol…) ». Son utilisation apparaît plus sûre en été, notamment en sols peu argileux, et la profondeur optimale de travail se situerait entre 15 et 20 centimètres au maximum (Duroueix, 2014).

 

Semis sous couvert permanent

On entend par « couvert permanent » (ou mulch vivant) une espèce de couverture pérenne dans laquelle est implantée une succession de cultures (espèces annuelles à valeur marchande) (Carof, 2006).

Cette technique repose sur trois piliers qui mobilisent trois types de techniques :

• une espèce de couverture qui, à l’inverse des autres couverts d’interculture, n’est détruite ni avant le semis ni à l’implantation

• la gestion de deux espèces en même temps, comme dans le cas des cultures associées, mais dont une seule est récoltée (contrairement aux associations pour une récolte mixte) et l’autre n’est pas détruite au cours du cycle (contrairement aux couverts associés temporaires, plantes compagnes du colza par exemple).

• le non travail du sol qui implique la mise en œuvre du semis direct ou éventuellement du strip-till (Véricel, 2009).

Comme dans le semis direct permanent sous couvert temporaire, mais de façon plus efficace car plus continue,

-          l’absence de travail du sol, la couverture végétale et l’activité racinaire réduisent le risque de battance, d’érosion et de compaction, améliorent l’état structural, la porosité et la portance, ce qui permet des interventions en meilleures conditions en période humide ou en sol hydromorphe (Véricel, 2009),

-          le non remaniement du stock semencier, la couverture végétale qui assure une compétition permanente, notamment pour la lumière, et les éventuels effets allélopatiques évitent la germination des semences et la croissance des adventices, ce qui favorise la réduction de l’usage des herbicides (Véricel, 2009),

-          l’activité racinaire et photosynthétique permanente augmente la séquestration de carbone, favorise la mobilisation d’éléments peu assimilables comme le phosphore, limite les risques de lixiviation en interculture et assure la fixation d’azote si l’espèce de couverture choisie est une légumineuse, contribuant ainsi à réduire les charges de fertilisation azotée (Véricel, 2009),

-          l’absence de perturbation du sol, la stabilité du milieu et la quantité de biomasse produite créent un microclimat favorable, préservent la biodiversité, augmentent la teneur et le stock de carbone organique (Véricel, 2009).

Comme dans les cultures associées à des couverts temporaires, mais de façon plus efficace car plus continue, l’écran physique que forme l’espèce de couverture et l’augmentation de la biodiversité ralentissent la propagation des maladies, protègent les semis des oiseaux, constituent un refuge pour les auxiliaires et désorientent les ravageurs, ce qui favorise la réduction de l’usage des insecticides (Véricel, 2009). En outre, l’implantation d’un couvert permanent réduit d’une part la charge de travail et d’autre part les charges de semences et de mécanisation occasionnées par le semis des couverts d’interculture. Enfin, le couvert peut éventuellement faire l’objet d’une ou plusieurs récolte(s) annuelle(s) sous forme de fourrage voire de semences (Véricel, 2009).

Cependant, la présence d’un couvert pérenne :

-          maintient l’humidité en surface et limite le réchauffement et la minéralisation de printemps,

-          interdit le désherbage mécanique et réduit le choix des herbicides,

-          interdit la lutte physique contre les ravageurs,

-          entretient une ambiance humide propice aux maladies et, plus globalement, un milieu favorable aux limaces,

-          limite les restitutions par rapport aux couverts d’interculture temporaires (Véricel, 2009).

Par ailleurs, l’absence de travail du sol ne permet pas :

-          d’augmenter la porosité par des moyens mécaniques,

-          d’enfouir les pailles potentiellement hôtes de pathogènes (Véricel, 2009) ou source de gêne au semis entrainant la présence, dans la ligne de semis ouverte par un disque, de résidus qui réduisent le contact terre-graine (Labreuche et al. b, 2014).

Enfin, la conduite d’une culture implantée sous couvert permanent suppose de gérer le couvert pour limiter la compétition entre couvert et culture principale et maximiser la concurrence exercée par le couvert vis-à-vis des adventices. Plusieurs leviers peuvent être mobilisés pour réduire la concurrence exercée par le couvert sur la culture :

-          décaler les cycles de développement :

o    par le choix d’espèces utilisant les mêmes ressources (eau, éléments minéraux) à des périodes différentes. C’est par exemple le cas des légumineuses pérennes qui démarrent au printemps après les céréales et le colza.

o    en sélectionnant les variétés en fonction de leur précocité,

o    en raisonnant la période et le mode d’implantation de chaque espèce (au moins pour la première année),

-          répartir la compétition dans l’espace :

o    en choisissant des espèces complémentaires pour l’exploitation du profil et de la lumière (profondeurs d’enracinement et hauteurs de végétation différentes),

o    par le semis du couvert dans des inter-rangs larges,

-          choisir pour le couvert des espèces de couverture peu exigeantes ou moins compétitives que la culture, c’est-à-dire :

o    peu élevées, prostrées et couvrantes (comme le trèfle blanc nain par exemple),

o    à enracinement superficiel,

o    peu exigeantes en eau,

o    à fort pouvoir de fixation d’azote s’il s’agit de légumineuses,

-           augmenter la compétitivité de la culture principale :

o    par le choix de variétés hautes et feuillues, précoces, résistantes aux maladies du pied,

o    voire par la fertilisation azotée qui favorise le blé au dépend de la luzerne,

o    en avançant la date de semis à l’automne et en la retardant au printemps,

o    en augmentant la densité de semis,

-          affaiblir le couvert sans le détruire

o    par broyages ou fauches répétés ou par la récolte du couvert (sauf pour luzerne et trèfle blanc stimulés par la fauche),

o    par un travail du sol très superficiel ou localisé,

o    par roulage avec un rouleau écraseur à lames tranchantes,

o    par un traitement herbicide (via, par exemple, un programme de désherbage classique sur blé à demi-dose au printemps pour tempérer luzerne et minette) (Véricel, 2009).

Certains de ces leviers ne peuvent être mis en œuvre qu’en période d’interculture et l’application d’herbicides peut paraître à la fois contradictoire avec l’objectif de réduire l’usage des pesticides et de mise en œuvre délicate (choix de la substance active, dose et date). D’où l’intérêt de combiner différents leviers (Véricel, 2009).

De manière générale, ce type de système de culture apparaît très favorable à l’état structural du sol et à la maîtrise des adventices. Il convient aux cultures d’hiver mais reste plus difficile et risqué pour des cultures de printemps. Il suppose une adaptation de l’itinéraire technique des cultures : date de semis, variété, technique d’implantation et, si possible, localisation des apports d’engrais et des traitements herbicides. Le choix de l’espèce de couverture se raisonne en fonction de nombreux critères : pérennité, sensibilité au gel, à la sécheresse, à l’ombrage, port et développement végétatif, système racinaire, vitesse d’implantation, effet sur la maîtrise des adventices (Véricel, 2009).

 

Principaux traits de cette évolution

 

Une remise en cause des systèmes de culture

La succession d’innovations qui caractérise l’évolution récente des techniques d’implantation montre que la résolution d’un problème posé par une technique remet en cause d’autres choix relatifs non seulement à l’implantation mais à l’ensemble de l’itinéraire technique et finalement du système culture lui-même (figure 2).

Figure 2 : Evolution des techniques d’implantation : du travail du sol au système de culture

En raison du statut particulier du travail du sol

La remise en cause du travail du sol implique un renouvellement du raisonnement de la gestion de l’état structural, chimique, biologique du sol, de l’alimentation azotée et de la protection des cultures, en raison des effets directs et indirects multiples du travail du sol sur l’état et le fonctionnement physique, chimique, biologique du sol et, par là, sur l’élaboration du rendement des cultures (Roger-Estrade, 2014).

 

Et de l’interdépendance des choix relatifs à l’implantation

Le tableau 1 compare la composition de la couverture végétale, les cycles et la répartition spatiale des différentes espèces, le calendrier d’implantation et le travail du sol dans différentes situations associant plusieurs espèces. Il montre que certains choix conditionnent d’autres décisions tendant à faire de l’implantation au sens large un sous-système de l’itinéraire technique voire du système de culture.

 

Espèces, cycles

Répartition spatiale des espèces et décomposition des opérations de semis

Travail du sol

Semis d’une association pour récolte mixte

ex : céréale -protéagineux

Pas de contraintes (semis à la volée ou en ligne)

1 ou 2 opérations

 

 

 

Pas de contrainte

Semis en association avec un couvert temporaire (détruit après semis par le gel ou chimiquement)

ex : colza –plantes compagnes

Couvert temporaire sur le rang ou dans l’inter-rang

1 ou 2 opérations

Semis de la culture suivante avec ou sous couvert du précédent

ex : semis de luzerne dans une orge de printemps

 

Semis luzerne dans l’inter rang, 1 ou 2 opérations

 

Pas de travail du sol pour l’implantation anticipée

Semis après destruction d’un couvert, avec enfouissement

ex : maïs après moutarde

Pas de contraintes spatiales = semis à la volée ou en ligne

 

Travail du sol pour enfouissement

Semis après destruction d’un couvert, sans enfouissement ou semis sous couvert détruit au semis

 

Semis en ligne (voire à la volée)

 

Pas de travail du sol pour l’implantation culture (voire jamais de travail du sol)

Semis sous couvert temporaire (détruit après semis par le gel ou chimiquement)

 

Semis en ligne (voire à la volée)

semis sous couvert permanent

ex : semis de blé dans une luzerne

 

Semis en ligne (voire à la volée)

 

Pas de travail du sol

Tableau 1 : Associations, répartition spatiale et opérations de semis et travail

 

La mobilisation de leviers agro-écologiques, de techniques anciennes et d’innovations en matière d’agroéquipements

A l’instar d’autres choix limitant l’artificialisation du milieu (par exemple la diminution voire l’interdiction de produits phytosanitaires), la réduction et a fortiori l’abandon du travail du sol, impliquent la mobilisation de leviers agro-écologiques et de régulations naturelles et par suite une adaptation permanente du système de culture aux variations de l’état de l’agroécosystème. Ainsi par exemple, le désherbage d’une culture associée à un couvert doit être modulé en fonction des risques de concurrence du couvert. Cette adaptation peut, aux dires de certains agriculteurs, aller jusqu’à une remise en cause permanente de la succession des cultures.

Corrélativement, certaines pratiques anciennes connaissent un regain d’intérêt : semis à la volée, engrais verts, semis sous couvert du précédent, cultures en mixité parcellaire : mélanges céréales –protéagineux, mélanges de céréales, …

Des pratiques nouvelles telles que le semis sous -ou avec- une céréale de légumineuses destinées à l’enfouissement avant la céréale suivante en agriculture biologique, le semis de colza associé à des plantes compagnes, le strip-till ou le semis direct sous couverts morts ou vivants bénéficient et stimulent l’innovation en matière de matériel (semoir de précision, de semis direct, double ou triple voire quadruple trémie …). Les techniques de l’agriculture de précision trouvent des applications lors de l’implantation (guidage, coupure de tronçons, modulation de la densité de semis).

 

Une grande diversité de pratiques

Au-delà de la diversité des techniques et de la cohérence des systèmes présentées dans cet article, on observe sur le terrain une diversité de pratiques plus grande encore. En fonction de leurs objectifs et contraintes spécifiques, de leur expérience, de leurs réseaux d’échanges…, les agriculteurs testent, adaptent, combinent des techniques, tâtonnent, recourent ou reviennent à des techniques qu’ils avaient abandonnées, arbitrent, s’adaptent aux conditions du moment, innovent… Des témoignages d’agriculteurs mettent en évidence l’élaboration progressive, au fur et à mesure des succès et des échecs, de stratégies et de règles de décision propres (Bordes & Cousin, 2014). Ainsi, tel pratiquant de l’agriculture de conservation procédera à un labour s’il lui apparaît être le seul moyen de gérer une population de ray-grass résistant. Tel autre reviendra sur le non travail intégral en s’équipant d’un semoir hybride qui travaille la ligne de semis…

 

Questions en suspens

 

Les références disponibles sur les techniques d’implantation sont sans doute encore insuffisantes, en particulier en termes de conditions de faisabilité et d’efficacité des techniques. Or les problèmes à résoudre paraissent de plus en plus pointus, complexes, spécifiques, locaux et exigeants en observation et en connaissances. Un travail de mutualisation des expériences individuelles est entamé par les agriculteurs à travers différents dispositifs d’échange entre pairs : réseaux, forums, visites, … dans lesquels les agronomes du développement, de la recherche et de la formation ont à prendre leur place.

Des travaux sont engagés pour fournir des références sur les combinaisons entre strip-till, fertilisation localisée, association d’espèces, désherbage sur le rang (Brunet, 2014) ou pour déterminer le mode d’implantation du tournesol qui assurerait une levée rapide et une croissance racinaire maximale (Duroueix, 2014).

Reste également à préciser les conditions d’efficacité des couverts pour la maîtrise des bioagresseurs et à établir les éléments pour des règles de décision concernant le choix de leur date de destruction. Un projet sur la multifonctionnalité des couverts est engagé à AgroTransfert Ressources et Territoire visant à « i) fournir des éléments (connaissances, références) sur les services rendus par les cultures intermédiaires, ii) permettre aux agriculteurs d’aménager leurs pratiques suivant les services cibles en cohérence avec les systèmes de culture, iii) permettre le contournement de freins à la pratique par le développement ou le transfert d’innovations techniques ou organisationnelles » (Crignon, 2015). Compte tenu de l’importance des services attendus des couverts, des coopératives comme Agora conduisent des essais pour évaluer espèces et mélanges d’espèces, variétés, modalités de semis, fertilisation… et leurs interactions.

La variabilité des résultats obtenus en betterave implantée en strip-till en fonction de l’état du couvert lors du semis et l’état initial de la structure doit être explorée pour définir les conditions optimales pour la mise en œuvre de la technique.

La faisabilité et la compatibilité des pratiques de l’agriculture de conservation avec la culture de légumes d’industrie sont en cours d’évaluation chez des producteurs de Bonduelle et ces questions sont aussi posées en production de pomme de terre.

Affranchir les systèmes de culture en semis direct sous couvert de leur dépendance aux herbicides non sélectifs d’interculture reste un défi majeur pour concilier objectifs socio-économiques des agriculteurs et préservation de l’environnement. Compte-tenu des effets à long terme à considérer, de la diversité des situations et de la complexité des interactions, le relever dans le délai imparti suppose un renforcement des échanges entre agronomes praticiens –notamment les collectifs engagés de longue date-, agents de développement, chercheurs.


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