RYM KHORCHANI
DÉSHERBAGE MÉCANIQUE DU CHIENDENT DANS
UNE PRAIRIE
Mémoire présenté
à la Faculté des études supérieures et postdoctorales de l’Université Laval dans le cadre du programme de maîtrise en génie agroalimentaire
pour l’obtention du grade de maître ès sciences (M. Sc.)
DÉPARTEMENT DES SOLS ET DE GÉNIE AGROALIMENTAIRE FACULTÉ DES SCIENCES DE L’AGRICULTURE ET DE L’ALIMENTATION
UNIVERSITÉ LAVAL QUÉBEC
2013
Résumé
Il est bien connu que le chiendent est à la fois très agressif et persistant. Il est considéré comme l'une des graminées vivaces les plus nuisibles, car il se propage rapidement par ses rhizomes. En agriculture biologique, de nombreuses tentatives ont été faites pour contrôler cette mauvaise herbe, mais sans succès. Dans le contexte d'une agriculture durable respectueuse de l’environnement, la lutte mécanique contre le chiendent représente une alternative intéressante aux moyens chimiques. Dans cette recherche, l'efficacité de la herse rotative, du cultivateur à dents en forme de "C" et du cultivateur à dents en forme de "S" seul ou en combinaison pour contrôler le chiendent dans une prairie a été étudiée. Dans ce contexte, des essais ont été effectués en 2009 sur une prairie en utilisant un plan expérimental en carré latin. Trois traitements ont été considérés: (1) quatre passages avec un cultivateur à dents en forme de "C", (2) un passage avec une herse rotative suivie par trois passages du cultivateur à dents en forme "C", et (3) un passage avec une herse rotative suivie par trois passages du cultivateur à dents en forme de "S". Chaque traitement a été répété trois fois. Le nombre de repousses de chiendent par unité de surface a été déterminé à plusieurs reprises après le passage des traitements sur une période d’une année, en utilisant un quadrat d'un mètre carré placé dix fois au hasard dans la parcelle. Aussi, le temps requis pour chaque passage ainsi que la consommation de carburant ont été déterminés pour chaque traitement. L'analyse des données a révélé que les trois traitements sont comparables en termes de contrôle du chiendent. Toutefois, le traitement no 3 est recommandé puisqu’il requiert moins de temps et de carburant.
Abstract
It is well known that quackgrass is both very aggressive and persistent. It is considered as one of the most troublesome perennial grassy weeds as it rapidly spreads by creeping rhizomes. In organic farming, many attempts have been made to control this weed without success. Within the context of a sustainable agriculture, mechanical control of quackgrass represents an interesting alternative to chemical means. In this research study, the effectiveness of using a rotary cross-harrow, a C shaped mounted tine cultivator, and an S shaped tine cultivator alone or in combination to control quackgrass in grassland was investigated. Trials were carried out in 2009 on grassland using a Latin square experimental design. Three treatments were considered: (1) four passages using a C shaped mounted tine cultivator, (2) one passage using a rotary cross-harrow followed by three passages of a C shaped mounted tine cultivator, (3) use of the rotary cross-harrow followed by three passages of an S shaped trailed tine cultivator. Each treatment was replicated three times. The number of quackgrass shoots present in each experimental plot was determined before and after the treatments using a one square meter quadrat randomly located in the plot and replicated ten times. Also, the time required for each passage as well as the fuel consumption were computed for every treatment. Analysis of the data revealed that the three treatments were comparable in terms of quackgrass control. However, treatment no. 3 required less time and fuel.
Remerciements
En préambule de ce mémoire, je souhaite adresser mes remerciements les plus sincères aux personnes qui m'ont apporté leur aide et qui ont contribué à l'élaboration de ce mémoire. J'exprime mes profonds remerciements à mon directeur de thèse, le Dr Mohamed Khelifi, pour m’avoir confié ce travail de recherche, ainsi que pour sa patience et ses encouragements à finir un travail commencé il y a longtemps. Son aide, ses compétences, ses conseils et son encadrement m'ont été très précieux pour structurer mon travail et améliorer la qualité des différentes sections, ainsi pour son aide à la rédaction des articles. J’exprime aussi mes remerciements et ma gratitude à monsieur Étienne Tessier, Ferme Etna Inc., pour m’avoir donné la possibilité de réaliser mes expériences dans ses champs et pour son aide durant ces expériences. Son expérience sur terrain et son savoir-faire m’ont été très précieux pour la réussite des expériences.
Mes remerciements à Murielle Bournival, Justine Beaulieu, Catherine Jacob et Yannick de Ladurantaye pour m’avoir aidé à réaliser les expériences. Je tiens aussi à remercier Anis Boutouria qui m’a aidé à la prise des données au champ.
Je tiens à remercier Mme Hélène Crépeau, consultante en statistique, qui m’a aidé à analyser les données. Je remercie également M. Gaéton Daigle pour ses conseils. Mes remerciements s’adressent aussi à tous les étudiants du service de consultation statistique qui ont contribué à la planification des expériences et à l’analyse des données.
Je tiens à remercier Anas Elalam, car l'aboutissement de ce mémoire a aussi été motivé par de nombreuses discussions avec lui.
Je tiens à remercier mon mari Sofiene Boutouria pour l’énergie et le soutien qu’il m’a accordés, sans oublier sa précieuse participation à la prise de données au champ. Enfin, j'adresse mes plus sincères remerciements à ma mère et à toute ma famille qui m'ont toujours soutenu et encouragé.
Avant-propos
Le présent mémoire est constitué de cinq chapitres. Le premier chapitre est une revue de littérature portant sur les différents adventices, les moyens de désherbage en agriculture biologique et la problématique du chiendent. Le deuxième chapitre présente l’hypothèse et les objectifs et de la recherche qui découlent de la problématique de désherbage mécanique du chiendent. Le matériel et les méthodes utilisés pour réaliser les expériences au champ sont présentés dans le troisième chapitre. Le quatrième chapitre est une présentation et discussion des résultats des analyses du nombre de repousses de chiendent, de la consommation de carburant et de la durée de passage de l’ensemble des équipements au champ en général et des équipements de déchaumage et de transport de rhizomes en particulier. Le cinquième et dernier chapitre présente les conclusions tirées de ce travail de recherche ainsi que les recommandations pour les travaux futures.
Les résultats de ce travail de recherche ont fait l’objet de deux articles scientifiques dans deux proceedings. Un premier article en juin 2010, soit après la deuxième prise de données de nombre de chiendents après les passages et avant la troisième prise :
Khorchani, R., M. Khelifi et M. Bournival. 2010. Mechanical control of quackgrass in grassland. Dans: P. Savoie, J. Villeneuve, R. Morisette (éds.), Proceedings of the XVIIth World Congress of the International Commission of Agricultural and Biosystems Engineering, Quebec City, Québec, Canada, 13 au 17 juin.
Un deuxième article en novembre 2012 :
Khorchani R., M. Khelifi, M. Bournival et S. de Ladurantaye. 2012. Effectiveness of three mechanical weeding strategies in controlling quackgrass in grassland. Dans: H. C. Man et N. Ab. Aziz (éds.), Faculty of Engineering, Universiti Putra Malaysia, Proceedings of International Conference on Agricultural and Food Engineering 2012, “Bringing Engineering to Life” (2012: Putrajaya, Malaysia), Novembre 26-28. Putrajaya, Malaysia, pp. 833-840 (Prix de la meilleure affiche scientifique).
Table des matières
Résumé……….. ... i
Abstract………. ... ii
Remerciement… ... iii
Avant-propos…. ... iv
Table des matières ... vi
Liste des tableaux ... ix
Liste des Figures ... 1
Chapitre 1 Introduction ... 1
Chapitre 2 Revue de littérature ... 3
2.1. Plantes adventices ... 3
2.1.1. Problématique des plantes adventices ... 3
2.1.2. Composition floristique et cycle de vie des adventices ... 5
2.2. Lutte contre les adventices ... 7
2.2.1. Méthodes préventives ... 7
2.2.2. Désherbage mécanique ... 7
2.2.3. Désherbage chimique ... 8
2.2.4. Autres moyens de désherbage ... 9
2.3. Cultures biologiques... 10
2.3.1. Productions ... 11
2.3.2. Problématique des adventices en cultures biologiques ... 12
2.4. Chiendent ... 13
2.4.1. Description botanique et biologique ... 13
2.4.2. Propagation ... 14
2.4.3. Effets sur la culture ... 15
2.5. Contrôle mécanique du chiendent ... 17
2.5.1. Approches de destruction des rhizomes ... 17
2.5.2. Jachère courte en grandes cultures ... 19
2.5.3. Jachère longue en horticulture ... 23
2.5.4. Labour ... 24
2.5.5. Mesures préventives ... 25
2.6. Conclusion... 27
Chapitre 4 Matériels et méthodes ... 29 4.1. Conditions de l’expérience ... 29 4.1.1. Conditions climatiques ... 29 4.1.2. Conditions géographiques ... 29 4.1.3. Conditions biologiques ... 30 4.2. Plan de l’expérience ... 31 4.3. Traitements ... 32
4.4. Tracteur et équipements de désherbage ... 33
4.4.1. Tracteur ... 33
4.4.2. Cultivateur à dents en forme de "S" ... 33
4.4.3. Cultivateur à dents en forme de "C" ... 35
4.4.4. Herse rotative ... 36
4.5. Désherbage mécanique ... 38
4.5.1. Déchaumage ... 38
4.5.2. Passages de déshydratation ... 39
4.6. Prise de données ... 39
4.7. Analyses statistiques des données ... 41
4.7.1. Nombre de chiendents ... 41
4.7.2. Durée de passage ... 41
4.7.3. Consommation de carburant ... 42
4.8. Conclusion... 43
Chapitre 5 Résultats et Discussion ... 44
5.1. Durée de passage ... 44
5.1.1. Premier passage ... 44
5.1.2. Deuxième, troisième et quatrième passages ... 47
5.1.3. Quatre passages ... 50
5.2. Consommation de carburant ... 52
5.2.1. Premier passage ... 52
5.2.2. Deuxième, troisième et quatrième passages ... 54
5.2.3. Quatre passages ... 57
5.3. Nombre de chiendents ... 59
5.3.1. Temps 1: prise de données avant les passages ... 59
5.3.2. Prise de données après les passages ... 60
Chapitre 6 Conclusions et recommandations ... 62
Annexes…………. ... 68 Annexe 1. Programme SAS de nombre proportionnel de chiendents ... 69 Annexe 2. Impression des données de nombres proportionnelles des plants de
chiendents aux quatre temps ... 73 Annexe 3. Sortie Programme SAS, Analyse de la variance du nombre de chiendents
au temps 1 ... 87 Annexe 4. Sortie programme SAS : Analyse de la variance auxtemps 2, 3 et 4 de la
variable dépendante nombre de chiendents ... 91 Annexe 5. Programme SAS de la durée de passages variable dépendante
durée_passage ... 95 Annexe 6. Sortie programme SAS : Impression des données de la durée de passage
aux quatre passages ... 98 Annexe 7. Sortie programme SAS : Analyse de la variance de la variable dépendante
durée_passage au passage 1 ... 101 Annexe 8. Sortie programme SAS : Analyse de la variance de la variable dépendante
durée_passage aux passages 2, 3 et 4 ... 104 Annexe 9. Programme SAS des moyennes des durées de passage des traitements aux
quatre passages ... 109 Annexe 10. Sortie programme SAS : moyennes des durées de passage des traitements
aux quatre passages ... 111 Annexe 12. Sortie programme SAS : Impression des données de la consommation de
carburant aux quatre passages ... 117 Annexe 13. Sortie programme SAS : Analyse de la variance de la consommation de
carburant au passage 1 ... 120 Annexe 14. Sortie programme SAS : Analyse de la variance de la consommation de
carburant aux passages 2, 3 et 4 ... 123 Annexe 15. Programme SAS de la consommation de carburant aux quatre passages
ensemble ... 128 Annexe 16. Sorite programme SAS : consommation de carburant aux quatre passages ... 130
Liste des tableaux
Tableau 2.1 Perte de rendement dans le maïs et le soya causée par différentes plantes adventices pour une densité de peuplement de cinq plantes adventices par mètre carré (OMAFRA, 2009) ... 4 Tableau 2. 2 Liste des principales adventices de France et des cultures dont lesquelles elles
engendrent des pertes de rendement (Mamarot et Rodriguez, 2011) ... 5 Tableau 2. 3 Quelques adventices indicatrices de certaines conditions du sol ... 6 Tableau 2. 4 Stade de croissance de certaines plantes adventices propice à l’application des
herbicides et exemple d’herbicides considérés efficaces à leur répression ... 8 Tableau 5. 1 Résultats de l’analyse de la variance de la durée de passage de la herse rotative
et du cultivateur à dents en forme de ‘’C’’ au premier passage ... 44 Tableau 5. 2 Résultats de l’analyse de la variance de la durée des passages 2, 3 et 4 ... 48 Tableau 5. 3 Résultats de l’analyse de la variance de la durée des quatre passages aux trois
traitements ... 51 Tableau 5. 4 Résultats de l’analyse de la variance des données relatives à la consommation
de carburant au premier passage ... 52 Tableau 5. 5 Résultats de l’analyse de la variance de la consommation de carburant aux
deuxième, troisième et quatrième passages ... 54 Tableau 5. 6 Résultat de l’analyse de la variance de la consommation de carburant aux
quatre passages des trois traitements ... 58 Tableau 5. 7 Résultats de l’analyse de la variance du nombre de chiendents dans les
parcelles ... 59 Tableau 5. 8 Résultats de l’analyse de la variance du nombre de chiendents dans les
Liste des Figures
Figure 2. 1 Désherbage thermique à la vapeur (Jullien et Jullien, 2010). ... 9 Figure 2. 2 Toiles de paillage en polypropylène sous les plantations de petits arbres pour
lutter contre les adventices (Jullien et Jullien, 2010)... 10 Figure 2. 3 Répartition des surfaces et des exploitations certifiées biologiques dans le
monde à la fin de 2009 (Agence bio, 2011). ... 12 Figure 2. 4 Système racinaire du chiendent (Duval, 2008). ... 14 Figure 2. 5 Rhizomes de chiendent dans une prairie dans les premiers centimètres du sol
(Duval, 2008). ... 15 Figure 2. 6 La présence de chiendent en grande densité dans la culture de l’orge affecte le
développement et la productivité de la culture (Deschênes et Légère, 1981). 17 Figure 2. 7 Travail du sol avec un cultivateur à dents en forme de "C" en faible
profondeur après le déchaumage pour transporter les rhizomes de chiendent à la surface du sol. ... 18 Figure 2. 8 Instrument de déchaumage : cultivateur à dents en forme ‘’C’’. ... 20 Figure 2. 9 Instrument de déchaumage à disques lourds idéal dans un sol argileux ou un
sol rocheux (Bretagri, 2008). ... 20 Figure 2. 10 Instrument de déchaumage à dents et à disques lourds pour tout type de sol
(Bregradi, 2008). ... 21 Figure 2. 11 Destruction de rhizomes du chiendent par séchage en les ramenant à la surface
du sol par un temps chaud. ... 22 Figure 2. 12 Passage de la herse étrille après le déchaumage pour transporter les rhizomes
(Lucas, 2001). ... 23 Figure 2. 13 Charrue avec rasette utilisée pour enfouir les rhizomes de chiendent (Duval,
2008). ... 25 Figure 2. 14 Rhizomes de chiendent pris entre les dents d’un cultivateur après le travail du
Figure 4. 1 Site de l’expérience situé sur une pente : l’angle d’inclinaison de la pente
augmente à la limite du site. ... 30
Figure 4. 2 Variation de la surface du sol entre la première et la deuxième parcelle. ... 30
Figure 4. 3 Plan de l’expérience en carré latin à neuf parcelles... 31
Figure 4. 4 Tracteur utilisé durant les expériences. ... 33
Figure 4. 5 Cultivateur à dents en forme de "S" utilisé dans les passages de séchage du traitement 3. ... 34
Figure 4. 6 Dents en forme de "S" du cultivateur fixées sur le châssis par un système à vis et écrou. ... 34
Figure 4. 7 Cultivateur à dents en forme de "C" utilisé lors des essais au champ. ... 35
Figure 4. 8 Dent en forme de "C" du cultivateur avec un large soc et un système à deux ressorts sur la partie supérieure de la dent. ... 36
Figure 4. 9 Herse rotative utilisée dans les parcelles des traitements 1 et 2 pour le passage de déchaumage sans niveleuse et sans cage. ... 37
Figure 4. 10 Rotors de la herse rotative décalés d’un quart de tour. ... 37
Figure 4. 11 Quadra utilisé pour compter le nombre de chiendents. ... 40
Figure 5. 1 Durée de passage des trois traitements au premier passage. ... 45
Figure 5. 2 Présence de grosses mottes après le passage du cultivateur à dents en forme de ``C`` dans une parcelle du premier traitement (premier passage). ... 46
Figure 5. 3 Présence des grandes parties de sol non retournées (non travaillées) après le passage du cultivateur à dents en forme de ‘’C’’ dans une parcelle du premier traitement (premier passage). ... 46
Figure 5. 4 Les passages de la herse rotative dans les parcelles des deuxième et troisième traitements au premier passage laissent le sol uniformément travaillé. ... 47
Figure 5. 6 Durée de passage des trois équipements au troisième passage. ... 49 Figure 5. 7 Durée de passage des trois équipements au quatrième passage. ... 49 Figure 5. 8 Durée de passage des trois équipements aux quatre passages. ... 51 Figure 5. 9 Consommation moyenne de carburant par traitement au premier passage. .... 53 Figure 5. 10 Les dents en forme de ‘’C’’ du cultivateur pénètrent le sol difficilement mais
transportent bien les rhizomes de chiendent. ... 54 Figure 5. 11 Consommation moyenne de carburant par traitement au deuxième passage. . 55 Figure 5. 12 Consommation moyenne de carburant par traitement au troisième passage. .. 56 Figure 5. 13 Consommation moyenne de carburant par traitement au quatrième passage. . 56 Figure 5. 14 Consommation moyenne de carburant par traitement aux quatre passages. ... 58 Figure 5. 15 Population de chiendents à la deuxième prise de données par rapport à celle
Chapitre 1 Introduction
Le chiendent (Elymus repens (L.) Gould syn. Elytrigia repens (L.) Nevski) est une mauvaise herbe vivace très répandue au Canada. Les pertes économiques causées par le chiendent dans les cultures de l’orge peuvent atteindre 41% (Deschênes et Légère, 1981). Ces pertes sont encore plus élevées dans les cultures biologiques vu qu’on ne peut pas utiliser d’herbicides chimiques. De plus, un équipement de désherbage efficace contre le chiendent dans un sol fertile et humide n’était pas encore disponible.
Observée au Canada pour la première fois en 17 siècles, Elymus repens est surtout présente dans les cultures céréalières. Elle est originaire de l’Europe et de l’Asie de l’Est (Reidy et Swanton, 1994). C’est une mauvaise herbe vivace qui peut se propager non seulement par dispersion de semences, mais surtout par ses rhizomes. Dans les prairies, les rhizomes se propagent dans les premiers centimètres du sol. Par contre dans les champs labourés, ils se propagent en profondeur pour chercher l’eau et les nutriments. Un segment de rhizome de quelques centimètres peut produire un plant de chiendent (Fail, 1956).
Dans les grandes cultures et les prairies, le désherbage mécanique du chiendent est fait suivant la technique de la jachère courte et vise essentiellement à éliminer les rhizomes. Une des approches utilisées à cette fin est la déshydratation de rhizomes. C’est le transport des rhizomes à la surface du sol pour les assécher. Le succès de l’approche de déshydratation dépend principalement des conditions météorologiques, car elle exige des jours chauds et ensoleillés. De ce fait, la technique de la jachère courte est souvent appliquée pendant la période la plus sèche de l’année sur trois à six semaines (Duval, 2008).
La jachère courte commence par un seul passage de déchaumage qui déracine les rhizomes et enterre les plantes soulevées. D’habitude, le déchaumage est fait par un cultivateur à dents en forme de ″S″ ou un cultivateur à dents en forme de ″C″ dans les sols sableux et des équipements à disques lourds (ex. offset discs) dans les sols rocheux ou argileux.
Une fois l’opération de déchaumage terminée, l’opération de déshydratation de rhizomes doit aussitôt commencer. Les passages de déshydratation sont d’habitude effectués au moyen d’une herse rotative ou d’un cultivateur à dents, un équipement à dents qui peut transporter les rhizomes à la surface du sol sans trop les couper. Généralement, le dessèchement des rhizomes exige au moins deux passages de déshydratation. Le nombre de passages peut être augmenté si le degré d’infestation du champ est important ou les conditions météorologiques ne sont pas favorables. Toutefois, un travail intensif du sol peut détruire sa structure et le laisser exposé aux éléments naturels. De ce fait, il faut assurer la déshydratation totale des rhizomes avec le moins de passages possible (Duval, 2008). Dans cette recherche, trois équipements agricoles très communs dans la région de Québec ont été utilisés : la herse rotative, le cultivateur à dents en forme de ″S″ et le cultivateur à dents en forme de ″C″. Ces équipements ont été utilisés seuls ou en combinaison pour déterminer leur efficacité en déchaumage, en déshydratation et en désherbage. L’utilisation de ces équipements a aussi été comparée en termes de consommation de carburant et de durée de passage.
Chapitre 2
Revue de littérature
2.1. Plantes adventices
2.1.1. Problématique des plantes adventices
Les plantes adventices causent un des plus sérieux problèmes qui se posent aux agriculteurs. Elles sont la source de nombreuses complications. Certaines peuvent servir d’hôtes d’insectes et de maladies, comme c’est le cas du chiendent (Elytrigia repens) qui peut être non seulement utilisé comme une hôte intermédiaire par les insectes afin de ravager une culture de céréale mais aussi comme une hôte secondaire d’agents pathogènes qui induisent des maladies aux céréales (Reidy et Swanton, 1994). L’existence des adventices à tiges fibreuses, comme la morelle (Solanum sarrachoides Sendtner), avec la récolte des légumineuses, peut altérer le gout des légumes et bourrer les équipements. De même, l’existence des adventices immatures avec les céréales peut compliquer les activités de récolte et provoquer des impuretés qui diminuent la production si leurs grains sont mélangés avec les grains récoltés (Mamarot et Rodriguez, 2011).
Les plantes adventices causent principalement des pertes de rendement, car elles exercent sur la culture une concurrence sur l’eau, les aliments nutritifs, l’espace et la lumière. Les pertes de rendement dans un champ de soya en concurrence avec Amaranthus cruentus sont de plus de 40% si la densité des mauvaises herbes est de 10 plantes par m² (FAO, 2005). Cette perte peut atteindre 80% s’il y a 32 plantes par m². Les pertes de rendement sont généralement plus importantes si la densité des adventices est plus élevée et le sol plus sec (Barraliset et Chadoeuf, 1980).
La perte de rendement dépend également de la compétitivité de la culture. D’après Blackshaw et al. (2002), les cultures peuvent être classées selon leur compétitivité envers les mauvaises herbes. Selon son classement, le seigle (Secale secale) serait plus compétitif envers les mauvaises herbes que l’avoine (Avena sativa L.), suivi de l’orge (Hordeum
vulgare), le canola (Brassica napus), le pois (Pisum sativum L.), le soya (Glycine max (L.) Merr.), le lin (Linum usitatissimum) et la lentille (Lens culinaris). (Blackshaw et al., 2002). La période critique de désherbage durant laquelle les mauvaises herbes réduisent les rendements des cultures doit débuter à un stade hâtif dans les cultures les moins compétitives. Dans la culture d’orge, les pertes de rendement atteignent 17% lorsque la folle d’avoine (Avena fatua) émerge cinq jours avant la culture et baissent à 3% lorsque la folle d’avoine émerge cinq jours après la culture (Kenkel et al., 2002). La période critique désherbage dépend de la région, de la culture, de la texture du sol, des conditions climatiques de l’année, des espèces d’adventices présentes et de leur densité au champ. Certaines espèces d’adventices sont plus compétitives que d’autres. Par exemple, la grande herbe à poux (Ambrosia trifida) engendre plus de pertes de rendement dans un champ de maïs (Zea mays) ou de soya que la moutarde sauvage (Sinapis arevensis) (Kenkel et al., 2002; Tableau 2.1). Parfois, une espèce de mauvaise herbe engendre plus de pertes de rendement dans une culture que dans une autre (Tableau 2.2). C’est le cas de la morelle noire de l’Est (Solanum nigrum) qui, à faible densité (5 plants m-2), réduit le rendement du maïs de 5% mais celui du soya de 40% (Kenkel et al., 2002; Tableau 2.1).
Tableau 2.1 Perte de rendement dans le maïs et le soya causée par différentes plantes
adventices pour une densité de peuplement de cinq plantes adventices par mètre carré (OMAFRA, 2009)
Plantes adventices Perte de rendement dans le maïs (%)
Perte de rendement dans le soya (%)
Amarante 34 36
Chénopode blanc 35 38
Grande herbe à poux 36 40
Herbe à poux 21 33
Lampourde glouteron 22 41
Morelle noire de l'Est 7 40
Moutarde des champs 18 20
Renouée persicaire 13 15
Tableau 2. 2 Liste des principales adventices de France et des cultures dont lesquelles elles
engendrent des pertes de rendement (Mamarot et Rodriguez, 2011)
Céréales /féverole
Trèfle
/luzerne Soja Tournesol Maïs Graminées annuelles
Bromes X
Folle avoine X Vulpin des champs X
Digitaire X X X X Panic pied-de-coq X X X X Sétaire glauque X X X X Graminées pluriannuelles Rumex crépu X X Armoise vulgaire X Carotte sauvage X Vivaces
Prêle des champs X X X
Liseron des haies X X X
Chardon des champs X
Renoncule rampante X X X
Chiendent rampant X
2.1.2. Composition floristique et cycle de vie des adventices
Tous les champs ont généralement plusieurs espèces de mauvaises herbes. Toutefois, la composition floristique de ces mauvaises herbes varie en fonction des caractéristiques du sol et du climat. Dans les mêmes conditions climatiques, la composition des adventices diffère selon la texture, le pH et l’humidité du sol (Tableau 2.3). Quelles que soient les conditions du sol ou les conditions climatiques, les adventices peuvent être classées selon trois types : les annuelles, les pluriannuelles et les vivaces (Romero et al., 2008).
Les annuelles se développent surtout dans un sol riche en aliments nutritifs et en eau (Tableau 2.3). Elles germent, poussent, fleurissent et produisent des semences au cours de la même année. Les pluriannuelles ou bisannuelles produisent des feuilles au cours de la première année et fleurissent au cours de la deuxième année. Leur cycle de vie s’étend
généralement sur deux ans mais peut durer quelques années si des conditions de croissance suboptimales ont fait qu’elles n’ont pas fleuri durant la deuxième année (Romero et al., 2008).
Les vivaces sont des plantes qui vivent plus de deux ans, souvent plusieurs années. Elles peuvent se propager par les graines, mais se développent souvent au moyen de leurs systèmes racinaires i.e. elles ont une reproduction végétative. Les structures racinaires dans le sol permettent à plusieurs espèces de vivaces de repousser après la destruction des parties aériennes. Différents organes de survie permettent aux plantes vivaces de survivre à la mauvaise saison. L’organe de survie peut être un tubercule comme pour le souchet (Cyperus esculentus), une corme, un bulbe comme pour le Bulbilles d'ail sauvage (Allium vineale), des bourgeons ou des rhizomes comme pour La houlque molle (Holcus mollis) (Romero et al., 2008).
Tableau 2.3Quelques adventices indicatrices de certaines conditions du sol (Mamarot et Rodriguez, 2011)
pH Humidité Textures
Acide Neutre Basique Frais Sec Limon Argile Calcaire
Graminées annuelles : Panic pied-de-coq X Sétaire glauque X X X Graminées pluriannuelles : Rumex crépu X X Vivaces :
Liseron des haies X X X
La connaissance des différentes espèces d’adventices présentes dans un champ et de leur cycle de vie permet de les gérer de façon efficace. Elle permet de déterminer les parties du sol à ne pas travailler et les parties à mieux travailler. Également, elle permet de déterminer les méthodes de désherbages, le choix des équipements adaptés et le choix du meilleur moment d’intervention.
2.2. Lutte contre les adventices
2.2.1. Méthodes préventives
La gestion intégrée des adventices dépend des méthodes efficaces de désherbage et aussi des méthodes préventives efficaces. Un bon travail du sol permet de maintenir un sol actif biologiquement, ce qui favorise la croissance vigoureuse de la culture. La rotation des cultures peut minimiser la présence d’une espèce de mauvaises herbes grâce à l’alternance des moyens de lutte et du type de compétition. Cultiver des cultures de couverture peut aussi retarder la croissance des adventices. La concurrence exercée sur la culture est diminuée par le choix de grains sains et purs, le surcroit de la densité de la culture et la réduction de la distance entre les rangs (Hugh, 2004; Frick, 2011).
2.2.2. Désherbage mécanique
Le choix de la méthode et de l’équipement de désherbage dépend des espèces à contrôler. Les adventices annuelles et pluriannuelles peuvent être éliminées soit avec un labour en profondeur qui enfouit les grains dans le sol et les prive de la lumière soit avec un hersage. C’est le passage d’un équipement comme la herse qui permet de détruire les annuelles avant le levé de la culture. Un travail superficiel entre les rangs peut également les sectionner et arracher les moins développées (Hugh, 2004; Duval, 2008).
Les vivaces sont plus difficiles à contrôler. Elles ont un système racinaire plus développé et plus résistant. La méthode de désherbage dépend généralement de la nature et du développement de leurs organes racinaires. Le désherbage du chardon ou du laiteron qui ont des rhizomes profonds et étendus nécessite le travail répété du sol en profondeur. Le souchet produit des petits tubercules; leur destruction doit alors se faire au premier stade de leur croissance pour les empêcher de produire d’autres tubercules. Parfois, un travail du sol inadéquat peut favoriser le développement des vivaces. Les rhizomes de chiendent contiennent de nombreux bourgeons qui produisent des tiges de rhizomes ou des tiges aériennes. À la coupe des rhizomes par un équipement, les bourgeons se développent et
produisent d’autres tiges. Le désherbage mécanique du chiendent consiste plutôt à arracher les rhizomes. Leur contrôle dans les prairies se fait au moyen de la jachère courte (Hugh, 2004; Duval, 2008).
2.2.3. Désherbage chimique
Le désherbage chimique est le moyen de désherbage le plus efficace contre les adventices vivaces (Wilson et Michiels, 2003). L’efficacité des herbicides est relié au fait que certains herbicides sont systémiques, i.e. il y a translocation de l’herbicide dans l’ensemble de la plante depuis les points de pénétration (racine ou feuille). Ainsi, avec une dose assez forte, l’ensemble du système racinaire peut être atteint. Les vivaces sont difficiles à éliminer de façon mécanique à cause de leur système racinaire qui se développe facilement après le travail du sol. L’application des herbicides à l’automne inhibe alors leur développement. La réussite de la destruction d'une espèce vivace dépend du type d’herbicide utilisé, de la dose et du stade de la culture et des adventices (Wilson et Michiels, 2003; Tableau 2.4).
Tableau 2.4 Stade de croissance de certaines plantes adventices propice à l’application des herbicides et exemple d’herbicides considérés efficaces à leur répression
(Wilson et Michiels, 2003)
Plantes adventices Stade d'application Ingrédient actif efficace Chardon des champs Début du bourgeonnement glyphosate, dicamba Liseron des champs Pleine floraison glyphosate, dicamba Pissenlit Aucun stade spécifique amitrol
Apocyn chanvrin Après la pleine floraison glyphosate, amitrol Chiendent 3-4 nouvelles feuilles glyphosate
Asclépiade commune Bourgeonnement glyphosate
Malgré l’efficacité des herbicides, certaines espèces d'adventices sont tolérantes à certains herbicides et l’application répétée de certains herbicides a induit la sélection de biotypes résistants. Le nombre d’espèces résistantes ne cesse d’augmenter (Barraliset et Chadoeuf, 1980).
2.2.4. Autres moyens de désherbage
Il existe d’autres moyens de désherbage comme l’arrachage manuel, le traitement thermique (Figure 2.1) ou l’application de paillis (Figure 2.2). Ces méthodes sont souvent utilisées dans les cultures maraîchères, mais il est pratiquement impossible de les appliquer dans les grandes cultures. La lutte biologique est un nouveau concept de désherbage au moyen d’insectes et de maladies qui s’attaquent aux adventices. Cette méthode pourrait être efficace, mais elle n’est pas encore développée (Duval, 2008; et Jullien et Jullien, 2010). Généralement, les moyens de désherbages les plus utilisés sont le désherbage mécanique et le désherbage chimique. Cependant, il est interdit d’utiliser des herbicides chimiques en agriculture biologique. Le désherbage se fait alors exclusivement par des moyens biologiques ou mécaniques.
Figure 2.2 Toiles de paillage en polypropylène sous les plantations de petits arbres pour lutter contre les adventices (Jullien et Jullien, 2010).
2.3. Cultures biologiques
L’agriculture biologique est une méthode de production agricole basée sur le respect de l’agrosystème, de la biodiversité dans le champ et des activités biologiques dans le sol. Elle est surtout caractérisée par la non-utilisation des engrais chimiques et des pesticides de synthèse. D’après la loi du 4 juillet 1980 promulguée en France, la définition officielle de l’agriculture biologique est : «une agriculture qui n’utilise pas de produits chimiques de synthèse» (Deschênes et Légère, 1981). Au canada, l’agriculture biologique est un mode de production qui respecte l’environnement et l’écosystème mais surtout qui suit un ensemble des règles pour être certifié par le gouvernement canadien (Gouvernement du Canada, 2011). Dans une production biologique, les agriculteurs doivent suivre un cahier de charge qui exclut l’utilisation des produits chimiques et d’organismes génétiquement modifiés. Les produits cultivés sont alors certifiés par des normes et des cahiers des charges. Toutefois, ces dernières ne certifient pas la qualité du produit (Colbach, 2011). En effet, d’après l’article 8 de la Fédération biologique du Canada «Quiconque entend faire certifier un produit agricole comme produit biologique présente par écrit à un organisme de certification (…) un rapport détaillé des méthodes utilisées dans la production du produit
agricole et des mécanismes de contrôle mis en place pour veiller à ce que ces méthodes soient conformes, en tout temps, aux exigences de la version la plus récente de la norme CAN/CGSB 32.310, intitulée Systèmes de production biologique – Principes généraux et normes de gestion.» (FBC, 2011).
2.3.1. Productions
L’agriculture biologique est de plus en plus pratiquée dans le monde. En 2009, les surfaces cultivées biologiquement à l’échelle mondiale dépassaient les 37 millions d’hectares (Agence bio, 2011). En Amérique du Nord, 2,7 millions d’hectares sont attribués à l’agriculture biologique (Agence bio, 2011) (Figure 2.3). Au Québec, les surfaces destinées à l’agriculture biologique ne cessent d’augmenter à cause de la demande croissante des consommateurs (Rioux, 2004 et 2009).
En général, les rendements en agriculture biologique sont plus bas que ceux de l’agriculture conventionnelle. Toutefois, les études faites sur les rendements dans les productions biologiques ne tiennent pas compte de la durabilité des pratiques biologiques sur le système végétal et les conditions du sol (Badgley et Perfecto, 2007). L’agriculture conventionnelle compense le manque des nutriments dans le sol par l’introduction d’engrais de synthèse et la lutte contre les insectes, les champignons et les adventices par l’application de pesticides chimiques. Le passage de l’agriculture conventionnelle à l’agriculture biologique demande du temps pour laisser remédier le sol et restaurer son système écologique naturel (Badgley et Perfecto, 2007).
Une étude faite par Badgley et Perfecto en 2007 a montré que le rendement de l’agriculture biologique peut être comparable à celui de l’agriculture conventionnelle dans les pays développés et peut être plus élevé dans les pays en développement. Des pays d’Afrique comme la Tunisie, l’Ouganda, l’Afrique du Sud ou la Tanzanie semblent tirer un réel bénéfice de l’agriculture biologique (IFAO, 2008).
Figure 2.3Répartition des surfaces et des exploitations certifiées biologiques dans le monde à la fin de 2009 (Agence bio, 2011).
2.3.2.
Problématique des adventices en cultures biologiques
Comme l’agriculture conventionnelle, l’agriculture biologique souffre de pertes de rendements causées par les adventices. Une étude faite entre 1988 et 2002 a montré que les cultures biologiques subissent la même concurrence des mauvaises herbes que l’agriculture conventionnelle (Lundkvist et al., 2008). La rotation des cultures annuelles, l’élaboration de prairies temporaires et le désherbage mécanique sont les méthodes fréquemment utilisées en agriculture biologique. Le hersage peu après le semis représente un bon moyen pour détruire les adventices. Si le désherbage mécanique se fait plus tard après le semis, le binage sera alors plus efficace (Colbach et al., 2010).
Parmi les vivaces les plus incommodantes en agriculture biologique, on distingue le chiendent. Il est difficile de l’éliminer complètement sans l’utilisation d’herbicides. Jusqu’à présent, il n’existe aucun moyen efficace pour lutter contre le chiendent et la réussite du désherbage mécanique nécessite une connaissance approfondie de la biologie de cette plante.
2.4. Chiendent
Le chiendent est le nom commun de plusieurs espèces vivaces de la famille Poaceae. La plus commune est l’Elytrigia repens du genre Elytrigia aussi appelée Elymus repens ou Agropyron repens (Gross et Werner, 1978). Le chiendent est originaire de l’Asie occidentale et de l’Europe. Introduit avec les grains de céréales, il est répandu aujourd’hui dans 65 pays (Reidy et Swanton, 2003).
2.4.1. Description botanique et biologique
Le chiendent est une plante herbacée d'apparence jaune-verdâtre. Les feuilles du chiendent sont plates, tendues et pointues. À la base de la feuille, on trouve le limbe attaché au corps de la plante au moyen d’oreillettes serrant la tige (kyle, 2006). Dans les prairies, sa taille peut atteindre 120 cm de hauteur et les fleurs en épis peuvent mesurer 30 cm de long (Reidy, 2003). Les épis dressés et aplatis forment des épillets espacés sur deux rangs. Généralement, la floraison commence au début de juin et les grains arrivent à leur maturité à partir du mois d’août (Reidy, 2003).
Dans les champs cultivés, la floraison et la formation des grains sont rarement atteintes (Duval, 2008). La reproduction de la plante est alors assurée par les systèmes racinaires appelés rhizomes. La reproduction du chiendent sous de multiples conditions culturales est attribuable à ses rhizomes. Ce sont des tiges souterraines de petits diamètres aux extrémités pointues. Elles sont riches en glucides et portent des bourgeons qui assurent la survie de la plante en saisons difficiles (Figure 2.4). Les bourgeons contribuent à la poussée d’une nouvelle tige aérienne ou souterraine. Ses rhizomes sont capables de pousser aussi bien dans un sol sec et rude que dans un sol humide et riche. Dans un sol sec, les rhizomes se développent en profondeur. Dans un sol humide, les rhizomes se développent dans les premiers centimètres du sol et favorisent des tiges aériennes.
Une étude faite sur 1180 spécimens d’Elymus renpens a révélé des variations morphologiques et des mutations génétiques remarquables entre les spécimens
(Szczepaniak et al., 2009). La variabilité génétique entre les espèces de chiendent est généralement attribuée aux activités de l’homme. Le travail du sol dans les champs favorise la sélection de petites plantes avec des rhizomes longs qui se développent en profondeur. L'absence de travail du sol, comme c’est le cas dans les prairies biologiques, favorise la sélection de grandes plantes avec des grains et des tiges de rhizomes horizontales et superficielles (Szczepaniak et al., 2009).
Figure 2.4 Système racinaire du chiendent (Duval, 2008).
2.4.2. Propagation
Généralement, le chiendent se propage par les rhizomes sur un terrain idéalement riche en azote et en lumière. Toutefois, la formation des graines est favorisée sur une vieille prairie. Ses graines sont très résistantes. Même si elles ne sont pas récoltées à leur pleine maturité,
elles peuvent germer si elles sont enterrées à moins de 5 cm de profondeur. La propagation du chiendent par les semences est moins importante que celle par les rhizomes. Toutefois, il faut surveiller la propagation du chiendent par graines dans un champ même s’il a été éliminé (Duval, 2008 et Turner, 1968).
Les rhizomes dans le sol s'étendent dans toutes les directions grâce aux bourgeons qui se multiplient par 30 à 60 fois (Duval, 2008). Cependant, les nœuds ne produisent pas tous des tiges ou des rhizomes et 90% des bourgeons restent dormants jusqu'à ce qu'ils soient activés par les travaux du sol (Turner, 1968). En effet, les bourgeons sont souvent activés par les passages des équipements agricoles qui coupent les tiges de rhizomes et activent ainsi les bourgeons. L’absence de travail du sol résulte en des tiges aériennes et un développement de rhizomes à moins de 10 centimètres de profondeur (Figure 2.5).
Figure 2.5 Rhizomes de chiendent dans une prairie dans les premiers centimètres du sol (Duval, 2008).
2.4.3. Effets sur la culture
Le chiendent absorbe les éléments nutritifs indispensables comme l'azote, le phosphore et le potassium. Il crée ainsi une concurrence aux cultures et cause des pertes de rendement et
une diminution de la qualité du produit (Pageau et Tremblay, 1995). Le chiendent héberge aussi plusieurs insectes et maladies qui nuisent aux cultures (Reidy et Swanton, 1994). Dans des cultures vulnérables comme le maïs, le trèfle, l’avoine et l’orge, il faut éviter la présence du chiendent pendant les six premières semaines de la repousse des cultures (Ivany, 1978). L’interférence entre le chiendent et l’orge peut causer des pertes de rendement de plus de 28% (Pageau et Tremblay, 1995; Figure 2.6). Dans les cultures de céréales, le chiendent ne cause pas seulement des pertes de rendement, mais peut aussi diminuer la qualité des grains cultivés et compliquer l’opération de récolte. Sa présence dans les champs de céréales diminue le nombre d’épis, leur longueur ainsi que la grosseur de leurs grains (Figure 2.6).
Les pertes de rendement engendrées par le chiendent dans les céréales d’hiver, le sarrasin et la pomme de terre sont moins élevées que dans les céréales de printemps. Puisque ces cultures se développent à l’automne et au début du printemps comme le chiendent, elles peuvent donc mieux le concurrencer. Pour minimiser la compétition avec les plantes cultivées, il est conseillé d’augmenter le taux de semis, de diminuer la distance entre les rangs et d’appliquer l’azote aux premiers stades de croissance de la culture (Pageau et Tremblay, 1995).
Dans la culture de pomme de terre, les rhizomes peuvent causer des dommages directs sur la qualité du produit. Ils sont souples et leurs pointes sont assez rigides pour passer à travers des tubercules de pommes de terre. En arboriculture, il faut éviter le développement du chiendent sous les arbres, car les rhizomes peuvent aller jusqu’à deux mètres sous la surface du sol et concurrencer les racines des arbres (Reidy, 2003).
Figure 2.6La présence de chiendent en grande densité dans la culture de l’orge affecte le développement et la productivité de la culture (Deschênes et Légère, 1981).
2.5. Contrôle mécanique du chiendent
2.5.1. Approches de destruction des rhizomes
Le contrôle mécanique se fait principalement par la destruction des rhizomes. Deux approches peuvent être utilisées : la destruction des rhizomes par épuisement ou par déshydratation (Duval, 2008). L'approche par la déshydratation consiste à transporter les rhizomes à la surface afin de les assécher à l'air libre. Le succès de cette méthode requiert un milieu à la fois sec et chaud pour assécher convenablement les rhizomes (Fail, 1956). Dans un milieu humide, il vaut mieux utiliser la méthode par épuisement (Duval, 2008). C’est une pratique qui pousse les rhizomes à se reproduire en les découpant en petits segments plusieurs fois après leur reproduction. Cela épuise les bourgeons jusqu’à leur séchage. Cette méthode fonctionne bien dans une terre fertile qui favorise la croissance des rhizomes, mais exige plusieurs passages (Fail, 1956).
La méthode de déshydratation des rhizomes qui exige un milieu sec et chaud est souvent pratiquée en été pendant la période la plus sèche (Duval, 2008). De préférence, il faut l’appliquer après plusieurs jours sans pluie. Cette méthode consiste à transporter les rhizomes à la surface du sol pour les faire sécher (Figure 2.7). Pour les séparer du sol, il faut éviter de les découper pour empêcher leur reproduction et ce en procédant par arrachage.
Figure 2.7Travail du sol avec un cultivateur à dents en forme de "C" en faible profondeur après le déchaumage pour transporter les rhizomes de chiendent à la surface du sol.
Dans des milieux très secs, les deux méthodes peuvent être combinées. Toutefois, l'application de la méthode de séchage doit précéder l'épuisement. Il faut transporter les rhizomes à la surface du sol puis les découper, car il est plus facile de déplacer les longues tiges de rhizomes que les petits segments. Cette méthode peut être inutile et peut même aggraver le problème dans un sol riche (Duval, 2008). Étant donné que le transport parfait de tous les rhizomes à la surface est impossible, leur découpage en segments favorise alors leur développement.
2.5.2. Jachère courte en grandes cultures
Le désherbage du chiendent au moyen de la jachère courte suit la méthode de désherbage par séchage. Avant de commencer le travail du sol, il faut faucher et ramasser le foin. Par la suite, le passage de déchaumage et les passages de déshydratation peuvent commencer.
2.5.2.1. Déchaumage
Le déchaumage est un travail superficiel du sol qui vise à arracher les rhizomes. La profondeur de passage dépend de la profondeur des rhizomes. Si les rhizomes sont profonds dans le sol, le déchaumage peut être fait à deux reprises (deux passages). Un premier passage est fait à la demi-profondeur des rhizomes et un deuxième à la profondeur des rhizomes. Il peut être effectué par un cultivateur à dents en forme de "S" ou un cultivateur à dents en forme de "C". Les dents des cultivateurs doivent être larges et espacées de manière à éviter que les rhizomes passent entre les dents (Figure 2.8).
Dans les prairies, les rhizomes ont une profondeur d’environ10 centimètres (Duval, 2008). Le déchaumage se fait alors en un seul passage à cette profondeur. Les instruments utilisés dépendent du type de sol et de la profondeur des rhizomes. Dans un sol lourd, argileux et sec, un instrument avec des disques lourds comme la herse Offset est approprié. Toutefois, il faut bien ajuster l’angle de deux séries de disques pour éviter les mottes (Figure 2.9). Dans un sol léger, un cultivateur à dents en forme de "C" à socs larges arrache bien les rhizomes à une bonne profondeur sans trop les découper. Les instruments agricoles qui combinent les disques lourds et les dents sont généralement appropriés pour tout type de sol (Figure 2.10). Dans les sols rocheux, le déchaumage est souvent réalisé à l’aide d’un instrument à disques lourds (Duval, 2008; Figure 2.9).
Figure 2.8Instrument de déchaumage : cultivateur à dents en forme ‘’C’’.
Figure 2.9Instrument de déchaumage à disques lourds idéal dans un sol argileux ou un sol rocheux (Bretagri, 2008).
Figure 2.10Instrument de déchaumage à dents et à disques lourds pour tout type de sol (Bregradi, 2008).
2.5.2.2. Transport des rhizomes
Après le déchaumage, il faut procéder au transport des rhizomes à la surface du sol ou à leur découpage en petits segments. Dans un milieu humide, il vaut mieux découper les rhizomes finement pour les épuiser au moyen d'une herse à disques. Le travail se fait après une certaine croissance de la plante pour l’amener à l'épuisement, avant que le chiendent ait une longueur de 12,5 centimètres et plus de trois feuilles. Sinon, les rhizomes commencent à se reproduire dans le sol (Duval, 2008).
Par un temps sec et chaud, les rhizomes devraient être transportés à la surface du sol afin de les assécher (Figure 2.11). Pour ce faire, il faut procéder par arrachement des rhizomes dans le premier passage de déchaumage. Le transport des rhizomes est assuré par un cultivateur à dents en forme de "C" ou une herse étrille à dents vibrantes (Figure 2.12). Les passages de déshydratation des rhizomes se font plusieurs fois aussitôt que les plants de chiendents
commencent à se développer. Toutefois, il n’est pas recommandé de travailler le sol excessivement surtout en agriculture biologique pour éviter l’érosion du sol et préserver sa structure. Parfois, quand la densité des rhizomes est élevée et le déchaumage produit de grosses mottes, il devient nécessaire d'enlever les rhizomes de la surface du champ. Pour ce faire, des instruments à dents rapprochées comme la herse à chaine ou la herse étrille sont utilisés (Hugh, 2004). Il est préférable d’utiliser des instruments trainés pour les soulever et dégager facilement les dents des rhizomes de chiendent. Cette opération est ardue parce qu’il faut la répéter plusieurs fois dans un seul passage de façon manuelle.
Figure 2.11Destruction de rhizomes du chiendent par séchage en les ramenant à la surface du sol par un temps chaud.
Figure 2.12Passage de la herse étrille après le déchaumage pour transporter les rhizomes (Lucas, 2001).
2.5.2.3. Semis des engrais verts
Après la jachère courte, il faut appliquer un engrais vert ou semer des céréales d'hiver pour récupérer les éléments nutritifs libérés après la jachère et empêcher le chiendent de se développer (Duval, 2008). De la fin du mois d'aout jusqu'à la fin du mois de septembre, il est possible de semer le seigle, le blé d'hiver ou l'avoine de printemps. Vers la mi-août, il est possible de semer de la moutarde blanche, ainsi que du radis huileux ou fourrager. Parfois, la jachère courte à l'été ne résout pas le problème de chiendent; il devient alors impossible de cultiver des engrais verts. Dans ce cas, il sera nécessaire de continuer la jachère courte tout au long de l'automne pour lutter contre le chiendent.
2.5.3. Jachère longue en horticulture
La jachère courte est aussi applicable en horticulture après une récolte hâtive de légumes. Comme les terrains horticoles sont plus petits et les cultures ont plus de valeurs par hectare que les grandes cultures, il est possible de lutter contre le chiendent avec des méthodes plus intensives et plus couteuses. La jachère longue est plus efficace que la jachère courte, mais exige d'abandonner la culture toute une saison et parfois même deux ans lorsque le
chiendent est présent de façon intensive (Duval, 2008). Généralement, elle est appliquée dans le cas d’implantation de cultures vivaces telles que les fruits, les petits fruits et les asperges. Elle est effectuée au printemps, en procédant au déchaumage d’abord puis à la destruction des rhizomes, comme pour la jachère courte. Lorsqu’il s’agit d’une prairie, les mêmes instruments comme ceux de la jachère courte décrite précédemment sont utilisés. Dans le cas d’un retour de cultures annuelles, des instruments plus légers sont utilisés. Après le séchage des rhizomes, il faut semer un engrais vert comme le sarrasin à une forte densité de semis pour concurrencer les rhizomes et les épuiser (Duval, 2008). La destruction de l’engrais vert doit se faire avant la formation des premières semences, surtout dans les champs biologiques, sinon les grains deviendraient facilement des adventices. À la fin de l'été, il faut encore travailler le sol pour assurer une destruction adéquate du chiendent. Il est aussi possible d’effectuer une jachère longue sans culture. C'est une technique efficace contre le chiendent, mais qui expose le sol à l'érosion éolienne et hydrique tout au long de la saison.
2.5.4. Labour
Le labour peut se faire après la jachère courte pour la compléter. Après l'épuisement des rhizomes, un labour conventionnel de 20 centimètres de profondeur à l’aide d’une charrue les enfouit en profondeur. Il peut détruire jusqu'à 75% des rhizomes restant s’il est effectué par une charrue à rasette (Duval, 2008; Figure 2.13). Par contre, un labour au début de la jachère courte enfonce les rhizomes à une profondeur intermédiaire et rend leur destruction plus difficile.
Le labour peut être effectué à l’automne pour enfoncer les rhizomes en profondeur et limiter leur concurrence avec la culture au début de la saison suivante. Cette pratique est faite sans la jachère courte et ne résout pas le problème de chiendent. Elle fait juste le repousser. Le labour peut aussi être réalisé au printemps avant le semis pour limiter la concurrence au premier stade de la repousse de cultures. Toutefois, le labour du printemps
est déconseillé dans un sol lourd, car il peut produire un lit de semence grossier défavorable aux cultures.
Le labour peut être effectué jusqu’à une profondeur de 50 centimètres (Duval, 2008). Cette opération peut s’avérer efficace contre le chiendent, car elle enfonce les rhizomes assez et profondément dans le sol. Le labour profond est généralement déconseillé pour diverses raisons comme le placement du sol vivant et riche en profondeur diminuant ainsi fortement la qualité et la quantité de la matière organique en surface.
Figure 2.13Charrue avec rasette utilisée pour enfouir les rhizomes de chiendent (Duval, 2008).
2.5.5. Mesures préventives
Un contrôle efficace du chiendent ne consiste pas seulement à appliquer les bonnes techniques de désherbage et semer des engrais verts mais commence par des mesures préventives. Pour diminuer les chances de développement de chiendent dans un champ, il faut travailler le sol régulièrement, procéder à la rotation des cultures et éviter de maintenir une prairie plus de trois ans (il faut plutôt implanter des plantes fourragères annuelles).
Il faut aussi éviter d’introduire les graines de chiendent au champ avec les graines de semences de céréales et les graminées fourragères. Il faut être particulièrement vigilant avec les semences d’avoine à cause de la similitude entre les graines de cette dernière et les graines de chiendent. L’utilisation de semences certifiée est alors conseillée. De même, l’application du fumier qui contient des graines encore viables de chiendent consommé par les animaux entraine le retour de chiendent au champ. Dans le pâturage extensif et les prairies où le chiendent est parfois bien développé, il faut commencer le fauchage avant la formation des graines.
Dans un champ infesté par le chiendent, il faut isoler les parties infestées en travaillant les différentes parties du champ séparément. Aussi, il faut éviter d’épandre le fumier près d’un sol où pousse le chiendent ce qui diminue les sources de propagation de ce dernier. Après le travail du sol avec un équipement agricole à dents, les rhizomes de chiendent peuvent rester pris entre les dents (Figure 2.14). Il faut alors, bien nettoyer les équipements après le travail dans un champ contaminé par le chiendent.
Figure 2.14Rhizomes de chiendent pris entre les dents d’un cultivateur après le travail du sol dans un champ infesté par le chiendent (Duval, 2008).
2.6. Conclusion
Le chiendent est l’une des adventices vivaces les plus problématiques en agriculture. Son impact économique est encore plus important en agriculture biologique à cause du manque de moyens efficaces de désherbage biologique ou mécanique. Pour lutter contre le chiendent dans les cultures biologiques, les agriculteurs utilisent la technique de la jachère courte dans les prairies et les grandes cultures, la jachère longue en horticulture ou le labour. Cette dernière opération de travail du sol résout le problème des rhizomes pour une saison, mais ne l’élimine pas définitivement. La jachère longue peut s’avérer efficace. Toutefois, elle est trop coûteuse pour être appliquée en grandes cultures ou dans les prairies. L’élimination totale du chiendent dans une prairie se fait avec la technique de la jachère courte et dépend de la réussite des opérations de déchaumage et de déshydratation. Cependant, les équipements agricoles requis pour réaliser ces deux opérations avec succès ne sont pas encore au point.
Chapitre 3
Hypothèse et objectifs de recherche
3.1. Hypothèse de recherche
L’utilisation d’une herse rotative, d’un cultivateur à dents en forme de "C" ou d’un cultivateur à dents en forme de "S", seuls ou en combinaison, permet de contrôler efficacement le chiendent dans les prairies et ce en terme de nombre de repousses de chiendent, de la durée de passage avec les outils de travail du sol et de la consommation de carburant du tracteur.
3.2. Objectifs de recherche
L’objectif principal de ce travail de recherche est de comparer trois différents moyens mécaniques de contrôle du chiendent dans les prairies, à savoir l’utilisation d’une herse rotative, d’un cultivateur à dents en forme de ‘’C’’ (cultivateur lourd) et d’un cultivateur à dents en forme de ‘’S’’ (vibroculteur). Les objectifs spécifiques sont :
1. Comparer les effets de l’utilisation des trois équipements, de façon indépendante ou en combinaison, sur le contrôle des rhizomes de chiendent et ce en terme de nombre de repousses par unité de surface après différents passages;
2. Comparer la consommation de carburant pour chaque type d’équipement utilisé lors des passages;
Chapitre 4 Matériels et méthodes
4.1. Conditions de l’expérience
L’expérience a été réalisée en 2009 et 2010 dans une prairie de trois ans en régie biologique située à Sainte-Anne-de-la-Pérade, Québec. Le champ de l’expérience est situé à proximité de la route 230 rapide nord de Sainte-Anne-de-la-Pérade (latitude : 46,6; longitude : -72,2).
4.1.1. Conditions climatiques
L’élimination du chiendent dépend en grande partie du séchage des rhizomes. Il est alors important de réaliser les passages de désherbage durant les jours les plus chauds et secs de l’année. Toutefois, ces conditions climatiques sont parfois difficiles à obtenir au Québec même durant l’été. Lors de la planification de l’expérience, il a été prévu de réaliser les passages au début du mois de juillet après le fauchage de la prairie et la déshydratation du sol. Cependant, le mois de juillet 2009 était très pluvieux. En conséquence, l’expérience a été retardée jusqu’à la fin de la deuxième semaine du mois d’aout, à la suite de quelques journées chaudes et sèches.
Un mois après le premier fauchage de mauvaises herbes, un deuxième fauchage était nécessaire pour couper les nouvelles pousses des mauvaises herbes qui pourraient gêner le déchaumage et empêcher le séchage des rhizomes. Par la suite, les deux premiers passages ont été effectués par un temps sec et chaud. Après le quatrième passage, il y a eu des averses ce qui a beaucoup favorisé la croissance des nouvelles repousses de chiendent.
4.1.2. Conditions géographiques
Le sol du site de l’expérience a une texture loam limoneux, un mélange d’argile, de sable et surtout de limon. C’est un sol qui est lourd et peu aéré. Bien que la présence de l’argile empêche la dégradation physique du sol, un sol à texture loam limoneux est toujours
exposé à l’érosion d'autant plus que le site de l’expérience est situé à proximité de la rivière Sainte-Anne. Dans des conditions pareilles, un travail intensif du sol est à éviter.
Le site est situé sur une pente (Figure 4.1). La présence de chiendent était plus importante en haut de la pente qu’au pied de la pente. Il y avait aussi une variation aléatoire causée par l’irrégularité de la surface du sol qui favorise l’accumulation de l’eau dans les parties concaves (Figure 4.2).
Figure 4.1 Site de l’expérience situé sur une pente : l’angle d’inclinaison de la pente augmente à la limite du site.
Figure 4.2Variation de la surface du sol entre la première et la deuxième parcelle.
4.1.3. Conditions biologiques
L’expérience a été réalisée sur une prairie biologique très infestée par le chiendent. C’est une vieille prairie composée de trèfle, de luzerne, de pissenlit et de chiendent, dont les rhizomes se développent principalement dans les dix premiers centimètres du sol.
Toutefois, le chiendent à la surface du sol ne représente qu’un petit pourcentage de recouvrement végétal de la prairie, mais un plus grand réseau de rhizomes est développé sous la surface du sol.
4.2. Plan de l’expérience
Le début de la prairie n’est pas en pente et la densité du chiendent y est faible, contrairement à l’autre extrémité qui présente un angle d’inclinaison plus grand. Pour cette raison, l’expérience a été réalisée sur la partie centrale de la prairie et un plan en carré latin a été choisi afin de réduire les effets des variations de densité de chiendent entre les traitements (Figure 4.3). Le site de l’expérience d’une dimension de 54 mètres de longueur et 27 mètres de largeur a été divisé en neuf parcelles de 18 mètres de longueur et 9 mètres de largeur.
4.3. Traitements
L’expérience comporte trois traitements. Les traitements ont tous été effectués durant une seule saison en 2009. Les traitements comportent quatre passages de désherbage : un premier passage de déchaumage qui consiste à enlever le chaume de prairie (les cinq premiers centimètres du sol) et trois passages de séchage qui consistent à travailler le sol afin de sortir les rhizomes de chiendent et des plantes fourragères et les faire sécher et mourir. Étant donné que l’équipement adéquat pour le contrôle mécanique du chiendent n’existe pas encore au Québec, trois combinaisons d’équipements ont été testées. Pour le déchaumage, le cultivateur à dents en forme de "C" ou la herse rotative a été utilisé. Pour le transport de rhizomes à la surface du sol, le cultivateur à dents en forme de "C" ou le cultivateur à dents en forme de "S" a été utilisé. L’intervalle entre les passages est de quelques jours et varie selon les conditions climatiques qui prévalent durant la saison. Toutefois, à chaque passage, le travail du sol s’est fait à la même journée pour les neuf parcelles de l’expérience.
4.3.1. Traitement 1
Le premier traitement est un premier passage avec le cultivateur à dents en forme de "C" pour le déchaumage suivi par trois passages de transport de rhizomes avec le cultivateur à dents en forme de "C".
4.3.2. Traitement 2
Le deuxième traitement est un premier passage de déchaumage avec la herse rotative suivi par trois passages de transport de rhizomes avec le cultivateur à dents en forme de "C".
4.3.3. Traitement 3
Le troisième traitement est un premier passage de déchaumage avec la herse rotative suivi par trois passages de transport de rhizomes avec le cultivateur à dents en forme de "S".
4.4. Tracteur et équipements de désherbage
4.4.1. Tracteur
Le tracteur utilisé dans l’expérience est un tracteur de taille moyenne, de marque KUBOTA et de modèle M120 (Figure 4.4). Le moteur du tracteur est un moteur diesel à cinq cylindres et à injection directe. Le tracteur possède une gamme de huit vitesses de transmission avec la possibilité de changement en rapide ou lent pour chaque vitesse. La prise de force du tracteur est assurée par un embrayage à double effets et à commande unique. En étant indépendant, le système d’entrainement peut être engagé ou désengagé sans être obligé d’arrêter le tracteur.
Figure 4.4Tracteur utilisé durant les expériences.
4.4.2. Cultivateur à dents en forme de "S"
Le cultivateur à dents en forme de "S" est un cultivateur porté de marque SALFORD (modèle 450); il a une largeur de travail de 4,67 mètres. Il est équipé de quatre roues et d’un système hydraulique pour soulever le châssis lors du transport et du réglage de la profondeur de travail (Figure 4.5). La vitesse d’avancement du tracteur lors des passages de séchage au traitement 3 est de 8,5 Km/h et la profondeur de passage est de 10 centimètres.
