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"La mise en place dans les cultures au champ avec plusieurs plantes associées assurent une meilleure productivité" par GMWatch

Traduction et compléments de Jacques Hallard

jeudi 12 août 2021, par GMWatch

ISIAS Agronomie

La mise en place dans les cultures au champ avec plusieurs plantes associées assurent une meilleure productivité

Ajout de compléments choisis sur les cultures associées

Traduction du 11 août 2021 – avec ajout de compléments choisis sur les cultures associées - par Jacques Hallard d’un article en date du 27/06/2021 par ‘gmwatch.org’ sous le titre « Mixed cultures for a greater yield »  ; accessible sur ce site : https://www.gmwatch.org/en/news/latest-news/19830-mixed-cultures-for-a-greater-yield

Mixed plants


Les cultures mixtes ou associées sont plus productives que les monocultures, comme le montre un projet de recherche de l’ETH de Zurich en Suisse.

Les monocultures dominent aujourd’hui l’occupation les terres arables. De vastes surfaces sont consacrées à des variétés élites qui promettent un rendement élevé. Mais semer sur des terres arables avec un seul type de culture a des inconvénients : ces zones sont une proie facile pour les champignons et les insectes nuisibles, ce qui constitue une menace pour les cultures en général. Pour tenir les ravageurs à distance, les agriculteurs utilisent des variétés résistantes et des pesticides.

Les cultures mixtes constituent une alternative potentielle aux monocultures. Plutôt que de cultiver de grandes étendues de terre avec une seule espèce ou variété, plusieurs espèces ou variétés sont semées les unes à côté des autres. Cependant, comme cette méthode a fait l’objet de peu de recherches, notamment d’un point de vue agricole, les cultures mixtes sont rares dans les cultures sur les terres arables.

Une équipe dirigée par le professeur Christian Schöb de l’ETH Zurich vient de révéler que les cultures mixtes produisent un rendement beaucoup plus élevé que les monocultures dans les cultures arables. Leur étude a été publiée dans la revue ‘Nature Plants’.

[« L’École polytechnique fédérale de Zurich (EPFZ, en allemand Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, ETHZ) est une université technique de renommée internationale située à Zurich, en Suisse. Elle est parfois surnommée « ETH » ou « Poly » d’après son nom original. Vingt lauréats du prix Nobel ont été professeurs ou ont étudié à l’ETH… » - Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89cole_polytechnique_f%C3%A9d%C3%A9rale_de_Zurich ].

[Voir aussi ETH Zürich - Homepage .->https://ethz.ch/]

Application d’un principe écologique

Les cultures mixtes ou associées s’appuient sur le principe écologique selon lequel les écosystèmes sont capables de remplir leurs fonctions plus efficacement lorsqu’il y a une plus grande biodiversité. Ces fonctions comprennent la régulation de l’équilibre hydrique, le maintien de la fertilité des sols et l’augmentation de la productivité des plantes.

Cela vaut également pour les écosystèmes agricoles. Selon Schöb, ’les recherches sur les prairies utilisées à des fins agricoles ont montré que les zones présentant un plus grand mélange de plantes sont plus productives que celles qui ne comptent qu’une ou quelques espèces.’

Jusqu’à présent, pratiquement aucune étude comparable n’avait porté sur les cultures arables. C’est pourquoi, avec ses collègues, Schöb a cherché à savoir si ce mécanisme écologique de base avait également une incidence sur les terres arables, notamment en termes de rendement.

Les chercheurs ont créé deux jardins d’essai : l’un en Suisse, sur le campus d’Irchel de l’Université de Zurich, et l’autre dans la province espagnole d’Estrémadure. Cette dernière a un climat beaucoup plus sec et chaud que celui de Zurich, ce qui a permis aux chercheurs d’examiner comment les cultures se développent dans des conditions climatiques potentielles futures.

Un rendement supérieur grâce au mélange de deux cultures seulement

Dans leur expérience, les chercheurs ont testé des mélanges de deux ou quatre cultures différentes choisies parmi huit espèces sélectionnées, à savoir le blé, l’avoine, le quinoa, la lentille, le lupin, le lin et le faux lin (un oléagineux similaire au colza) et la coriandre. Seules les graines des différentes espèces ont été utilisées. Les plantes ont été semées à 12 centimètres de distance en rangs parallèles alternés.

Les chercheurs ont comparé la masse de graines des cultures mixtes avec celle des monocultures. Ils ont également mesuré la biomasse des plantes en fonction de leur croissance hors sol.

Le résultat est éloquent. Par rapport à la monoculture, même un mélange de deux espèces a augmenté le rendement de 3 % en Espagne et de 21 % en Suisse. Lorsque les chercheurs ont semé quatre espèces côte à côte, l’augmentation du rendement a atteint 13 et 44 % en Espagne et en Suisse respectivement.

Les chercheurs expliquent que ce rendement supplémentaire s’explique principalement par s : une plus grande variété de plantes permet une meilleure utilisation des ressources disponibles et une lutte naturelle plus efficace contre les parasites - les expériences ont été menées sans pesticides.

Les plantes mettent beaucoup d’énergie dans les feuilles et les tiges

Les chercheurs ont toutefois également constaté que les plantes en cultures mixtes développaient davantage de feuilles ou de tiges que celles en monocultures. En d’autres termes, les plantes ont investi plus d’énergie et de matière dans la production de biomasse végétative et proportionnellement moins dans la production de graines. M. Schöb a expliqué que les plantes devaient faire un compromis : plus elles consacrent d’efforts à la biomasse végétative, moins elles en ont pour les graines. ’Malgré cela, les plantes ont tout de même produit plus de graines que dans une monoculture’, explique le chercheur agricole.

Il attribue le fait que les plantes investissent plus d’énergie dans la création de biomasse végétative aux variétés utilisées dans les expériences. ’Les semences sont sélectionnées spécifiquement pour les monocultures. Cela signifie que les plantes sont conçues pour être plus performantes lorsqu’elles poussent parmi d’autres plantes de la même variété.’

Schöb estime probable que le potentiel de rendement supplémentaire soit encore plus important avec des semences adaptées aux cultures mixtes.

Au fil du temps, l’homme a modifié la plupart des cultures pour produire des fruits plus gros et un rendement plus élevé dans des conditions de monoculture. Les tomates cultivées aujourd’hui sont gigantesques par rapport à leurs homologues sauvages, dont les fruits ont la taille des myrtilles. Afin d’obtenir le meilleur rendement possible des plantes cultivées en cultures mixtes, les méthodes de sélection actuelles - qui visent la culture en monoculture - doivent être légèrement ajustées.

Semer les bonnes graines

À l’heure actuelle, aucune graine n’est produite ou commercialisée spécifiquement pour être utilisée dans des cultures mixtes. Les chercheurs s’emploient donc à récolter et à tester les graines issues de leurs propres expériences. ’Nous voulons répéter nos expériences en utilisant ces semences produites par nous-mêmes, afin de vérifier si la sélection dans une culture mixte porte littéralement ses fruits’, explique M. Schöb.

Un changement des pratiques agricoles est toutefois nécessaire pour que les cultures mixtes gagnent du terrain. Il faut notamment des machines capables de récolter différentes cultures en même temps et de séparer les différents produits de la récolte. ’Ces machines existent, mais elles sont rares et peu nombreuses, sans parler de leur coût. La demande est tout simplement trop faible à l’heure actuelle’, explique M. Schöb. Avec des semences optimisées et les machines adéquates, les cultures mixtes offriront aux agriculteurs une véritable opportunité pour l’avenir.

Ce projet de recherche a été financé par le Fonds national suisse de la recherche scientifique.

Référence : Chen JG, Engbersen N, Stefan L, Schmid B, Sun H, Schöb C : Diversity increases yield but reduces reproductive effort in crop mixtures, Nature Plants, 2021, published online 24th June. Doi : 10.1038/s41477-​021-00948-4. https://www.nature.com/articles/s41477-021-00948-4

Source : Peter Rüegg, ETH Zurich, ’Mixed cultures for a greater yield’. ETH Zurich News Service - https://ethz.ch/en/news-and-events/eth-news/news/2021/06/mixed-cultures-for-a-greater-yield.html

Image : C.Schöb, Crop Diversity Experiment/ETH Zürich - Contact Us About - Content 1999 - 2021 GMWatch. Web Development By SCS Web Design

GMWatch Home – Source : https://www.gmwatch.org/en/news/latest-news/19830-mixed-cultures-for-a-greater-yield

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Compléments choisis sur les cultures associées

La culture associée, le compagnonnage végétal ou la culture étagée : un système de culture consistant à semer plusieurs espèces végétales ou variétés sur la même parcelle en même temps1. Ces plantes peuvent s’échanger divers services (fertilisation, action répulsive ou toxique sur des insectes spécifiques et/ou des mauvaises herbes). Ces interactions s’appellent l’allélopathie.

On distingue plusieurs types de cultures associées, la plus simple consiste à cultiver en même temps deux cultivars d’une même espèce végétale : le semis et la récolte sont simultanés. Vient ensuite la culture de deux ou plusieurs espèces végétales semées en même temps ou en différé mais récoltées en même temps comme l’association d’une céréale et d’une légumineuse par exemple. On peut également distinguer des cultures annuelles associées à des cultures pérennes, c’est le cas de l’agroforesterie par exemple où des céréales sont cultivées entre des rangées d’arbres ou encore les cultures sous couvert végétal permanent. Enfin certaines associations comprennent une plante auxiliaire qui ne sera pas récoltée.

Ces techniques culturales ont été utilisées depuis les origines de l’agriculture et ont progressivement disparu au profit de systèmes de monoculture et des pesticides chimiques mais sont à nouveau utilisées depuis quelques années dans le cadre de la permaculture, de l’agroécologie, de l’agriculture raisonnée, de l’agriculture intégrée, de l’agriculture biologique et du jardinage biologique. Ce regain d’intérêt existe compte tenu de leurs avantages en termes de fertilisation azotée et de lutte contre les maladies, ravageurs ou adventices (mauvaises herbes)…. »

PhotoPiment (répulsif pour de nombreuses espèces) cultivé en association avec du café (dans le département de Cauca, dans le Sud-Ouest de la Colombie).

Photo - Exemple d’association végétale bénéfique : les œillets d’Inde protègent les tomates des attaques parasitaires.

Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Culture_associ%C3%A9e

Voir par exemple cette étude : Les Cultures Associées https://osez-agroecologie.org › files › bibliographie –PDF - Les objectifs de ces essais étaient tout d’abord d’évaluer les performances agronomique, économique et environnementale des cultures associées en agriculture – Source : https://osez-agroecologie.org/images/imagesCK/files/bibliographie/f8_perfcomplaquetteculturesassociees.pdf

Céréales : les cultures associées, une voie prometteuse (mais délicate) - 2 mars 2019 - Par Mathieu Marguerie (mathieu.marguerie@bio-provence.org) : Michel Nevière, Lycée agricole d’Aix-Valabre.

Les parcelles agricoles de demain verront très certainement leur diversité de plantes cultivées augmenter. L’association de cultures est en effet une piste prometteuse pour une meilleure résilience des systèmes face aux aléas. Mais elle n’est pas simple à gérer en systèmes mécanisés. Des essais en grandes cultures sont en cours dans la région.

Les performances agronomiques des cultures céréalières biologiques sont constamment soumises à de multiples aléas. Nombre de ces derniers proviennent de l’inadaptation du système de culture biologique à l’uniformité des parcelles agricoles. Un champ avec une seule même espèce est généralement plus sensible au salissement, maladies, voir aux carences azotés. Si la présence de haies, d’arbres ou de bandes enherbées est un levier prometteur pour lever partiellement cette vulnérabilité des systèmes bio, l’association de cultures au sein de la même parcelle pourrait l’être tout autant. Sauf qu’elle n’est pas simple à maitriser en systèmes mécanisés.

Associer les céréales et les légumineuses

Les cultures associées consistent à semer en dans le même champ deux espèces différentes dont le mariage aura des effets bénéfiques pour l’une ou l’autre des cultures ou pour la rotation. Ainsi, nombre d’agriculteurs cultivant des lentilles le font en association avec de la caméline, servant de support à la légumineuse et facilitant ainsi les opérations de récolte. D’autres associent au champ le pois et le blé. L’association de deux cultures ayant vocation à être récoltées nécessite souvent un équipement adéquat en tri. D’autres pistes consistent à associer à une céréale, une légumineuse dont le développement va être maîtrisé pendant le cycle de la graminée.

Ces techniques ont généralement pour objectif de limiter la concurrence, principalement hydrique dans nos climats, entre les deux espèces et d’améliorer, par la destruction de la légumineuse, la nutrition azotée de la céréale, souvent très déficitaire en bio. Peut en particulier être visée la nutrition de la fin de cycle des blés, afin de sécuriser le taux de protéines de variétés capables de faire des absorptions d’azote post-floraison. En agriculture non bio, ces techniques sont déjà pratiquées par quelques agriculteurs qui disposent de moyens chimiques pour réguler-ou détruire- la légumineuse compagne de la céréale au bon moment. En bio, il faut compter plutôt sur des moyens mécaniques de gestion de ces couverts, et donc sur l’association de configuration particulière de parcelle et d’outils adaptés.

Détruire ou maitriser la légumineuse mécaniquement

Photo - Semis associé de blé dur (2 rangs sur 3) et de féverole (1 rang sur 3) au 4 avril 2018. La féverole est ensuite binée par bineuse à caméra optique.

Au lycée agricole de Valabre, à Gardanne (13), des expérimentations sont menées avec Agribio 04 et Arvalis afin de tester des associations de féverole et de blé dur dans le cadre du projet PEI « Gestion des couverts végétaux sans herbicide en conditions méditerranéennes ». Le même jour, et en deux passages successifs, le blé dur est semé deux rangs sur trois et la féverole dans le rang qui est laissé vide.

Dans les essais réalisés sur la saison 2017-2018, la féverole a été détruite à l’aide d’une bineuse à caméra optique, selon deux dates d’avancement du blé : au stade épi 1cm pour la première modalité et au stade 2 nœuds pour la seconde afin d’évaluer la meilleure conduite pour minimiser les effets de concurrence et maximiser la biomasse de la féverole.

Ces pratiques innovantes ont été comparées à un témoin de blé dur mené classiquement, à la même densité que le blé associé (155 kg/ha). Enfin, pour chacune des modalités, trois niveaux de fertilisation azotée ont été réalisés : 0 unités, 80 au stade épi 1 cm et 80+40 en dernier apport.

Les résultats de la première année d’expérimentation montrent qu’avec une régulation efficace de la féverole (2 passages de bineuse nécessaires), les rendements ne sont pas impactés dans l’association de culture par rapport au témoin (Figure 1). Cela s’explique en particulier par un nombre d’épis/m² équivalent, voire légèrement plus élevé, dans un système où le blé est présent deux rangs sur trois par rapport à un semis à plein. La moindre densité de végétaux sur la ligne de féverole comparée à celle de la céréale explique un tallage plus important des blés avec un « effet de bordure » permanent dans la parcelle. Par ailleurs, en termes de protéines, cette pratique a permis un grain de +0.2 à +0.4 points de protéines en situation sans apport d’azote. L’effet est moins marqué dans les systèmes peu déficitaires en azote. Si, au vu des conditions climatiques très particulières de l’année (printemps très humide), ces essais sont à poursuivre, ils ouvrent néanmoins une voie prometteuse basée sur l’agriculture de précision.

Figure 1  : rendement et taux de protéines de blés associés à de la féverole binée en comparaison à un témoin de blé dur seul selon différents niveaux de fertilisation. D1 : destruction de la féverole au stade épi 1cm du blé ; D2 : destruction de la féverole au stade 2 nœuds du blé.

La piste, aléatoire, des couverts gélifs

L’autre levier de destruction des couverts végétaux dans le blé travaillé par Agribio 04, Arvalis et le Lycée d’Aix-Valabre consiste à compter sur le gel, fréquent dans de nombreuses zones de Provence. Des légumineuses gélives à différentes températures (vesce grise, vesce ‘barvicos’, gesse) ont été implantées en septembre 2019 et arrosées pour favoriser leur biomasse avant les premiers froids.

Le blé dur a ensuite été semé en direct dans les couverts végétaux les plus riches en biomasse, c’est-à-dire les plus exempts de mauvaises herbes. Mi-janvier, ils avaient gelé, offrant ainsi potentiellement de bons reliquats azotés pour le blé.

La réussite de cette technique semble résider dans celle des couverts végétaux dont la densité et la propreté est un élément clé. Les couverts salis par des adventices non gélives ont été retournés pour ensuite semer le blé dur dans les meilleures conditions possibles.

Par ailleurs, des semis trop tardifs des couverts végétaux en octobre ou novembre peuvent, du fait de leur très faible biomasse, les rendre insensibles aux gels. Les associations de culture de couverts gélifs et de céréales ne sont donc à envisager que dans le cas de semis précoces (septembre) comme cela peut être pratiqué dans les zones montagneuses.

Photo - Semis de blé dur au lycée agricole d’Aix-Valabre en direct dans un couvert gélif de gesse (photo décembre 2018)

Photo - Levée du blé dur dans la gesse gelée (février 2019)

Les cultures associées, un levier pour gérer les mauvaises herbes

Au-delà de l’enjeu de la nutrition azotée, les cultures associées peuvent également être un moyen de maîtriser la pression en mauvaises herbes. Les essais réalisés au lycée de Valabre en 2018-2019 ont permis de mesurer l’impact de différentes associations de couverts végétaux sur la pression en mauvaises herbes dans le blé dur, pour une année particulièrement délicate de ce point de vue-là, du fait de la pluviométrie printanière abondante. Les essais ont été réalisés sans aucun passage d’herbicide afin de pleinement mesurer l’effet des couverts végétaux.

La pression en adventices est significativement plus faible pour quasiment toutes les cultures associées par rapport à un blé dur seul, excepté dans le cas de la véronique de perse, espèce rampante et peu concurrentielle (Figure 2). Il est à noter en revanche que les associations au semis de blé et de gesse ou d’ers n’ont pas été concluantes à la récolte. En raison d’un semis tardif de l’association blé dur-légumineuses (9/11/2017), ces dernières n’ont pas gelé car pas assez développés au moment des températures adéquates.

La gestion des cultures associées en céréales nécessite donc encore de nombreux ajustements pour acquérir des références robustes dans les systèmes sans herbicide de Provence. Les dates de semis des espèces composant les associations et les modes de destruction (gel ou mécanique) sont à explorer pour construire les références adaptées à chacun des pédoclimats de la région. Pour sûr, ces systèmes de demain seront d’abord intensifs en connaissances pour maximiser intelligemment la complexité du vivant.

Figure 2  : impacts de l’association de cultures avec du blé dur sur la pression en mauvaises herbes (essais Agribio 04-Lycée d’Aix-Valabre, 2017-2018)

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Réalisé avec le soutien de :

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Source : https://www.bio-provence.org/Cereales-les-cultures-associees-une-voie-prometteuse-mais-delicate

Autre accès possible :

Cultures associées - Chambre d’agriculture Ariègehttps://ariege.chambre-agriculture.fr › cultures-associees

Cultures assosiées dans le jardinage Photo – Extrait du texte [Tableau exclus car pas de références scientifiques et techniques jointes]

Associer des cultures de variétés de légumes (ou de fruits) différents est souvent intéressant, pour les raisons suivantes :

  • pour profiter de l’influence bénéfique que certaines espèces végétales ont sur d’autres grâce aux substances excrétées par leurs racines
  • pour mieux occuper l’espace en profondeur (racines superficielles ou pivotantes)
  • pour mieux occuper l’espace dans la durée, en associant des espèces à cycle court et des espèces à cycle long. Le jardin est ainsi plus productif, mieux couvert, moins facilement envahi par les mauvaises herbes
  • pour mieux profiter de l’azote puisé dans l’air par les légumineuses (haricots, pois, fèves, trèfle, etc...)
  • pour bénéficier de l’effet protecteur (face aux maladies) ou répulsif (face aux insectes ravageurs) : par exemple carotte + poireau, raifort + arbres fruitiers à noyaux.
    Ce site s’adresse aux personnes souhaitant apprendre à cultiver leur jardin ou leur balcon en s’appuyant sur la nature, selon les principes de la permaculture.

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Source : http://www.monjardinenpermaculture.fr/pages/associer-les-cultures

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Traduction, [compléments] et intégration de liens hypertextes par Jacques HALLARD, Ingénieur CNAM, consultant indépendant – 12/08/2021

Site ISIAS = Introduire les Sciences et les Intégrer dans des Alternatives Sociétales

http://www.isias.lautre.net/

Adresse : 585 Chemin du Malpas 13940 Mollégès France

Courriel : jacques.hallard921@orange.fr

Fichier : ISIAS Agronomie cultures associées meilleure productivité.2docx.docx

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