Détermination des dates et densités de semis optimales
du blé d'automne en vue d'augmenter la survie à l'hiver
et le rendement en contexte québécois
Mémoire
Francis Allard
Maîtrise en biologie végétale - avec mémoire
Maître ès sciences (M. Sc.)
Détermination des dates et densités de
semis optimales du blé d'automne en
vue d'augmenter la survie à l'hiver et
le rendement en contexte québécois
Mémoire
Francis Allard
Sous la direction de :
Résumé
La demande de blé d’automne est en hausse mais la production au Québec ne peut combler cette demande à cause des faibles survies à l’hiver. L’objectif du projet était de déterminer les dates et densités de semis optimales du blé d'automne en vue d'augmenter la survie à l'hiver et le rendement en contexte québécois. Les essais ont été entrepris entre 2014 et 2016 sur quatre stations dans trois zones de production céréalière du Québec, soit à St-Mathieu-de-Beloeil (BE) en zone 1, à Princeville (PR) et St-Augustin-de-Desmaures (SA) en zone 2 et à Normandin (NO) en zone 3. Trois cultivars ont été implantés à quatre dates de semis (mi-août à fin septembre (NO); début septembre à mi-octobre (BE, PR, SA)) et à quatre densités de semis (250, 350, 450 et 550 grains m-2). La première année, le blé a survécu à deux stations sur quatre (82 à 100 % de survie) tandis que la deuxième année, toutes les stations ont eu une bonne survie (69 à 99 %). En zone 2, la survie était meilleure aux dates hâtives que tardives et l’augmentation de la densité de semis aux dates tardives a amélioré la survie. Il n’y a pas eu d’effet de dates de semis sur la survie en zones 1 et 3. Les rendements maximaux ont été atteints, entre la mi-septembre et la fin septembre en zone 1, du début-septembre à la mi-septembre en zone 2, et de la mi-août à la mi-septembre en zone 3. L’augmentation de la densité de semis de 250 à 550 grains m-2 a permis un gain de rendement moyen de 9 % en zones 2 et 3 mais aucun gain en zone 1. Le cultivar Warthog a obtenu une moins bonne survie à l’hiver tandis que le blé Carnaval a atteint de meilleurs rendements.
Table des matières
Résumé ... iii
Liste des tableaux ... vi
Liste des figures ... vii
Liste des annexes complémentaires ... ix
Remerciements ... xii Avant-Propos ... xiv 1. Introduction... 1 2. Revue bibliographique ... 2 2.1 Culture du blé d’automne ... 2 2.1.1 Superficies cultivées ... 2 2.1.2 Classes de blé au Canada ... 3 2.1.3 Avantages agronomiques ... 4 2.2 Survie à l’hiver ... 8
2.2.1 Endurcissement automnal et résistance au froid ... 8
2.2.2 Facteurs agro-climatiques ... 10
2.2.3 Moisissures nivéales ... 12
2.2.4 Gel printanier ... 13
2.3 Effets de la date de semis ... 14
2.3.1 Survie à l’hiver ... 14
2.3.2 Rendement et composantes du rendement ... 16
2.3.3 Autres composantes agronomiques ... 17
2.4 Effets de la densité de semis ... 19
2.4.1 Survie à l’hiver ... 19
2.4.2 Rendement et composantes du rendement ... 19
2.4.3 Autres composantes agronomiques ... 22
2.5 Effets combinés de la date et de la densité de semis... 23
3. Hypothèses et Objectifs ... 25
4. Détermination des dates et densités de semis optimales du blé d'automne en vue d'augmenter la survie à l'hiver et le rendement en contexte québécois ... 26
Résumé ... 26
Introduction ... 27
Dispositif expérimental et opérations culturales ... 30
Collecte des données ... 31
Analyses statistiques ... 32
Résultats et Discussion ... 33
Survie à l’hiver ... 33
Rendement et composantes du rendement ... 37
Conclusions ... 44
Remerciements ... 45
Références ... 46
5. Discussion Générale ... 63
5.1 Survie à l’hiver ... 64
5.2 Rendement et composantes du rendement ... 67
5.3 Perspectives de recherche ... 70
Conclusions ... 72
RÉFÉRENCES ... 74
Liste des tableaux
Tableau 1. Estimation de la superficie en hectares du blé (total), blé dur, blé
de printemps et blé d’automne en 2016 pour le Canada, le Québec, l’Ontario et les Provinces des Prairies ... 2
Tableau 2. Température létale pour 50 % des plants selon les différentes
espèces de céréales d’automne (Adaptée de Antikainen et Griffith 1997) ... 9
Tableau 3. Caractéristiques des stations expérimentaux et précision des dates
de semis pour les deux années d’essais du blé d’automne ... 51
Tableau 4. Survie à l'hiver (%) et valeurs de P de l’ANOVA pour les effets de la
date de semis, densité de semis et cultivar observés en 2015 et 2016 aux quatre stations expérimentaux ... 52
Tableau 5. Valeurs de P de l’ANOVA pour les effets de la date de semis, densité
de semis et cultivar sur le rendement et les composantes du rendement du blé d’automne dans les trois zones de production céréalière du Québec (moyenne de 2015 et 2016) ... 53
Tableau 6. Rendement et composantes du rendement du blé d’automne selon
différentes dates de semis, densités de semis et cultivars dans les trois zones de production céréalière du Québec (moyenne de 2015 et 2016) ... 54
Tableau 7. Valeurs de P de l’ANOVA pour les effets de la date de semis, la
densité de semis et le cultivar sur l'épiaison, la maturité et sur la qualité des grains du blé d'automne dans les trois zones de production céréalìère du Québec (moyenne de 2015 et 2016) ... 55
Tableau 8. Nombre de jours pour atteindre l’épiaison et la maturité et qualité
des grains du blé d’automne selon différentes dates de semis, densités de semis et cultivars dans les trois zones de production de céréales du Québec (moyenne de 2015 et 2016) ... 56
Liste des figures
Figure 1. Composantes du rendement chez le blé. (Adaptée de Slafer et al.
1996) ... 5
Figure 2. Croissance et développement du blé montrant les étapes du semis
(Se), émergence (Em), initiation florale (IF), deux talles (DT), fin du tallage (FT), épiaison (É), floraison (F), début de la période de remplissage du grain (RG), maturité physiologique (MP) et la récolte (R) en lien avec les composantes du rendement (Adaptée de Slafer et Rawson 1994) ... 6
Figure 3. Températures moyennes de l’air, précipitations mensuelles,
précipitations mensuelles de pluie, précipitations mensuelles de neige durant la période expérimentale à St-Mathieu-de-Beloeil (BE) en a) 2014-2015 et b) 2015-2016. La portion noire pleine représente la normale des précipitations 30 ans (1981-2010) et la ligne pointillée représente la normale des températures de 30 ans (1981-2010). Les données proviennent d’Environnement Canada de la station de Ste-Madeleine localisée à 14 km de la station expérimentale de St-Mathieu-de-Beloeil (BE) ... 57
Figure 4. Températures moyennes de l’air, précipitations mensuelles,
précipitations mensuelles de pluie, précipitations mensuelles de neige durant la période expérimentale à Princeville (PR) en a) 2014-2015 et b) 2015-2016. La portion noire pleine représente la normale des précipitations 30 ans (1981-2010) et la ligne pointillée représente la normale des températures de 30 ans (1981-2010). Les données proviennent d’Environnement Canada de la station d’Arthabaska localisée à 25 km de la station expérimentale de Princeville (PR) ... 58
Figure 5. Températures moyennes de l’air, précipitations mensuelles,
précipitations mensuelles de pluie, précipitations mensuelles de neige durant la période expérimentale à Saint-Augustin-de-Desmaures (SA) en a) 2014-2015 et b) 2015-2016. La portion noire pleine représente la normale des précipitations 30 ans (1981-2010) et la ligne pointillée représente la normale des températures de 30 ans (1981-2010). Les données proviennent d’Environnement Canada de la station de l’aéroport Jean Lesage localisée à 20 km de la station expérimentale de Saint-Augustin-de-Desmaures (SA) ... 59
Figure 6. Températures moyennes de l’air, précipitations mensuelles,
précipitations mensuelles de pluie, précipitations mensuelles de neige durant la période expérimentale à Normandin (NO) en a) 2014-2015 et b) 2015-2016. La portion noire pleine représente la normale des précipitations 30 ans (1981-2010) et la ligne pointillée représente la normale des températures de 30 ans (1981-2010). Les données proviennent d’Environnement Canada de la station de Roberval localisée à 50 km de la station expérimentale de Normandin (NO) ... 60
Figure 7. Interaction entre la date et la densité de semis sur la survie à l’hiver
du blé d’automne à a) Saint-Augustin-de-Desmaures (SA) en 2015 b) Princeville (PR) en 2016 ... 61
Figure 8. Interaction entre la date de semis et le cultivar sur la survie à l’hiver
à a) Normandin (NO) en 2015 b) Saint-Mathieu-de-Beloeil (BE) en 2016 c) Princeville (PR) en 2016 ... 62
Figure 9. Effet de la densité de semis sur a) le rendement, b) le nombre d’épis
m-2, c) le nombre d’épis plant-1 et d) le poids de 1000 grains du blé d’automne dans les trois zones de production de céréales du Québec (moyenne de 2015 et 2016) ... 63
Liste des annexes complémentaires
Tableau A1. Caractéristiques et utilisations finales des neuf classes de blé de
mouture de l’Ouest canadien (Adaptée de CCG, 2015) ... 83
Tableau A2. Caractéristiques et utilisations finales des sept classes de blé de
mouture de l’Est canadien (Adaptée de CCG, 2015) ... 85
Figure A3. Carte des zones agroclimatiques de production des cultures de
céréales à paille au Québec ... 87
Figure A4. Interaction entre la date de semis et le cultivar dans la zone de
production 1 pour a) le rendement b) le nb. d’épis m-2 c) le nb. d’épis plant-1 d) le PMG (moyenne de 2015 et 2016) ... 88
Figure A5. Interaction entre la date de semis et le cultivar dans la zone de
production 2 pour a) le nb. d’épis m-2 b) le nb. d’épis plant-1 c) le PMG (moyenne de 2015 et 2016) ... 89
Figure A6. Interaction entre la date de semis et le cultivar dans la zone de
production 3 pour a) le nb. d’épis m-2 b) le nb. d’épis plant-1 c) le PMG (moyenne de 2015 et 2016) ... 90
Figure A7. Interaction entre la date de semis et la densité de semis dans la
zone de production 2 pour le nombre d’épis plant-1 (moyenne de 2015 et 2016) ... 91
Figure A8. Interaction entre la date de semis et le cultivar dans la zone de
production 2 pour le nombre de jours à partir du 1er mai pour atteindre l’épiaison (moyenne de 2015 et 2016) ... 91
Figure A9. Interaction entre la date de semis et le cultivar dans a) la zone de
production 2 et b) la zone de production 3 pour le nombre jours à partir du 1er mai pour atteindre la maturité physiologique (moyenne de 2015 et 2016) .... 92
Figure A10. Interaction entre la date de semis et le cultivar dans a) la zone de
production 1 b) la zone de production 2 c) la zone de production 3 pour le poids spécifique (moyenne de 2015 et 2016) ... 92
Figure A11. Interaction entre la date de semis et le cultivar dans a) la zone de
production 2 et b) la zone de production 3 pour la teneur (%) en protéines (moyenne de 2015 et 2016) ... 92
Tableau A12. Valeurs de P de l’ANOVA pour les effets fixes significatifs de la
date de semis, densité de semis et cultivar sur le peuplement, autres observations agronomiques et qualité des grains dans les 3 zones agroclimatiques pour les années 2015 et 2016 combinées ... 92
Tableau A13. Peuplement, autres observations agronomiques et qualité des
grains dans les trois zones de production de céréales du Québec (moyenne de 2015 et 2016) ... 92
Figure A14. Effet de la densité de semis sur a) le poids spécifique (kg hL-1) b) la verse, c) la hauteur et d) le peuplement (plants m-2) du blé d’automne dans les trois zones de production de céréales du Québec (moyenne de 2015 et 2016) ... 92
Tableau A15. Moyenne du stade Zadoks après la levée de la dernière date pour
les quatre dates de semis dans les quatre stations expérimentales pour les années 2015 et 2016 ... 92
«Les paysans sont sans cesse au travail et c’est pourtant un mot qu’ils n’utilisent jamais.»
Anton Tchekhov
À mes parents… Pour m’avoir transmis la passion de l’agriculture à mon plus jeune âge,
soutenu tout au long de mon retour aux études et inculqué les valeurs du travail et de la persévérance.
Remerciements
Je tiens d’abord à remercier ma directrice, Anne Vanasse, pour son soutien et son expérience tout au long de ma maîtrise. Passionnée autant que moi pour les grandes cultures, je n’aurais pas fait de maîtrise avec aucune autre personne. Rare de trouver une professeure qui connait aussi bien la théorie que le terrain. Merci pour le « feeling » de champs et les nombreuses corrections qui m’ont aidé à bien vulgariser les vrais messages. Pour moi, elle aura été une mentore de haut niveau et j’ai beaucoup appris de son intégrité, de sa rigueur et de son professionnalisme. Merci Anne pour ton ouverture lors de mon parcours et ta confiance.
Je veux remercier Denis Pageau, pour son expérience, ses connaissances et ses corrections tout au long de mon parcours. Merci de m’avoir guidé lors du congrès international en Écosse. J’ai rencontré un scientifique très attachant dans ce pub d’Édimbourg. Merci à Isabelle Morasse et son équipe de la station expérimentale de Normandin de AAC pour son professionnalisme. Merci à Julie Durand et Jean Goulet de chez Semican pour leur temps et les équipements. Des passionnés de céréales qui font avancer l’agriculture au Québec. Merci à Gilles Tremblay et son équipe au CEROM d’avoir fait une place à mon projet parmi tous ceux du CEROM. Je tiens à remercier Elizabeth Vachon, Chafik Baghdadi et Bouchta Ejjabli des Moulins de Soulanges/La Milanaise pour les équipements de qualité des grains et les bonnes baguettes chaudes sorties du four. Une entreprise qui croit au potentiel du blé d’automne au Québec.
Merci à Marie-Ève Giroux de l’Université Laval, une professionnelle de recherche travaillante comme il ne s’en fait plus. Sa rigueur scientifique et sa bonne humeur auront été inspirantes pour moi. Un merci à Francis Gagnon, un opérateur avec le compas dans l’œil ainsi que toute l’équipe de l’Université Laval. Merci à Maude Langelier, Mathieu Vaillancourt et aux étudiants d’été, compter des épis n’est pas le travail le plus palpitant au monde, merci pour votre rigueur. Un merci spécial à Annie Brégard, pour ses « skills » incroyables en informatique et en statistique. Dieu sait combien de fois nous avons refait les « stats » dans ce projet. Je n’y serais jamais parvenu sans toi.
Sur le plan plus personnel, je tiens à remercier ma famille pour son soutien. Mes parents pour l’aide et le soutien moral lors de mon retour aux études. Avoir grandi sur une ferme m’aura donné la piqûre de l’agriculture. La proximité du milieu agricole et la compréhension de la vraie vie d’un agriculteur sont un héritage qui me sert énormément comme agronome aujourd’hui. Merci à mon oncle Jean Paul, un curé fier de ses racines en agriculture, pour les prières et les encouragements.
Merci à mes amis, plus particulièrement Jean-Daniel Daigle Arsenault et Olivier Perreault. De véritables frères d’armes, je ne serais jamais parvenu jusqu’ici sans vous. Merci pour vos bons conseils autour d’une bonne bière et d’avoir été de véritables phares lors de tempête durant mon parcours universitaire.
Finalement, je veux spécialement remercier ma compagne de vie, Andréanne, une fille extraordinaire et courageuse qui m’a suivi jusqu’en Écosse dans tout le « brouhaha » de la maîtrise et de mes engagements professionnels. Merci pour ton amour, ta patience, tes encouragements et d’avoir accepté dans ta vie un étudiant de 31 ans.
Avant-Propos
Le présent mémoire compte cinq chapitres. Le chapitre d’introduction met en lumière l’intérêt du blé d’automne au Québec. Le deuxième chapitre est la revue bibliographique composée d’un tour d’horizon sur le blé d’automne en termes de superficies et d’avantages agronomiques et qui présente les différents facteurs qui influencent la survie à l’hiver et le rendement. Ainsi, une revue des études antérieures sur l’effet de la date et la densité de semis sur la survie, le rendement et autres facteur agronomiques a été effectuée. Le troisième chapitre contient les hypothèses et objectifs de l’étude. Le quatrième chapitre présente la détermination des dates et densités de semis optimales du blé d'automne en vue d'augmenter la survie à l'hiver et le rendement en contexte québécois. Ce chapitre a été rédigé sous la forme d’un article scientifique dans le but d’être publié, après révision et traduction, dans «Canadian Journal of Plant Science» de la Canadian Society of Agronomy. Francis Allard est l’auteur principal avec Anne Vanasse comme co-auteure en plus d’avoir dirigé le projet de recherche. Denis Pageau est co-auteur en plus d’avoir été responsable de la station de Normandin ainsi que la révision de l’article. Gilles Tremblay et Julie Durand sont co-auteurs et responsables des stations de Saint-Mathieu-de-Beloeil et Princeville respectivement. Elizabeth Vachon est aussi co-auteure et a contribué à l’analyse de qualité des grains. Le cinquième chapitre présente une discussion générale avec un retour sur les hypothèses et objectifs du projet, suivi du dernier chapitre de conclusions qui résume les principaux résultats de la présente étude.
Le financement du projet a été possible grâce à la subvention de recherche offerte par le Programme de soutien à l’innovation en agroalimentaire, un programme issu de l’accord du cadre Cultivons l’avenir conclu entre le ministère de l’Agriculture, des Pêcheries et de l’Alimentation du Québec (MAPAQ) et Agriculture et Agroalimentaire Canada ainsi que la collaboration de l’industrie privée avec Semican et le Moulin de Soulanges.
Le projet a généré plusieurs présentations des résultats jusqu’à maintenant. En 2015, la présentation des résultats préliminaires a été effectuée dans le cadre
de la Journée phytoprotection du CRAAQ à Saint-Mathieu-de-Beloeil, ainsi qu’en 2016, à la Journée de la Coop fédérée à Saint-Augustin-de-Desmaures. De plus, une conférence a été donnée dans le cadre du Congrès de la Société Canadienne d’agronomie à Montréal en juillet 2016 et une affiche scientifique a été présentée au Congrès de la Société Européenne d’agronomie à Édimbourg, Écosse en septembre 2016.
Finalement, les résultats finaux ont été présentés en février 2017 sous forme de conférence au Colloque sur les grandes cultures du CRAAQ à Drummondville.
1. Introduction
Le blé est actuellement en forte demande au Québec. Les industries des minotiers et des transformateurs, soutenues par leur croissance respective, peinent à s’approvisionner des producteurs locaux. La culture du blé d’automne, par son potentiel de rendement supérieur au blé de printemps, pourrait combler cette lacune.
Les avantages du blé d’automne sont nombreux tels que l’effet de rotations bénéfiques sur la santé des sols et la réduction des pertes de nutriments dans l’environnement. Les superficies d’ensemencement du blé d’automne dépassent largement celle du blé de printemps en Ontario tandis que l’on observe le phénomène contraire au Québec. En revanche, le climat rigoureux du Québec impose des défis à cette culture. La survie à l’hiver reste toujours difficile au Québec. Une meilleure compréhension des facteurs qui influencent la survie à l’hiver du blé d’automne permettrait aux producteurs d’améliorer la gestion de cette culture et d’accroître les superficies au Québec.
Une des façons d’optimiser la survie à l’hiver et la productivité du blé d’automne réside dans sa gestion de semis. Certaines études suggèrent que les dates et densités de semis auraient un impact sur la survie à l’hiver et les rendements. Actuellement, les dernières recommandations québécoises de dates et densités de semis remontent au milieu des années 80. Les recommandations de gestion de semis doivent être revalidées dans le contexte climatique actuel afin de favoriser la productivité.
Pour répondre à cette problématique, ce projet a pour objectif principal de déterminer les dates et densités optimales de semis du blé d'automne qui vont permettre d'améliorer la survie à l'hiver et le rendement de cette céréale sous les conditions de culture du Québec.
2. Revue bibliographique
2.1 Culture du blé d’automne
2.1.1 Superficies cultivées
Au Canada, les superficies totales cultivées en blé représentaient 8 877 900 hectares en 2016 (Tableau 1). La majeure partie des superficies canadiennes du blé est ensemencée avec les espèces de blé de Triticum aestivum (blés de printemps et d’automne) et de Triticum durum (blé dur) que l’on retrouve dans les Prairies canadiennes (Dexter et al. 2006). Le blé d’automne représente 11 % de la production totale de blé au pays (Statistique Canada 2017). Selon le USDA, la proportion de blé d’automne aux États-Unis représente 70 à 80 % de la production totale de blé (USDA 2016).
Dans l’ouest du pays, le climat froid et semi-aride favorise le blé de printemps (T. aestivum et T. durum) avec 8 063 400 ha contre 240 800 ha en blé d’automne. Par leur hiver moins rigoureux, les zones de production du blé d’automne sont davantage situées dans le sud des Prairies canadiennes (Dexter
et al. 2006). L’Ontario représente la province qui possède les plus grandes
superficies de blé d’automne au pays (Tableau 1). Cette province mise beaucoup sur le blé d’automne versus le blé de printemps. Les meilleurs rendements en blé d’automne du Canada sont aussi enregistrés dans cette province.
Tableau 1. Estimation des superficies en hectares du blé (total), blé dur, blé de printemps et blé d’automne en 2016 pour le Canada, le Québec, l’Ontario et les provinces des Prairies
Superficies récoltées en 2016 (hectares)
Blé (total) Blé dur Blé de printemps Blé d'automne Canada 8 877 900 2 367 400 5 855 900 654 600
Québec 87 000 . 74 000 13 000
Ontario 431 000 . 36 400 394 600
Provinces des Prairies 8 304 200 2 367 400 5 696 000 240 800
Source : Statistique Canada. Tableau 001-0010 - Estimation de la superficie, du rendement, de la production et du prix moyen à la ferme des principales grandes cultures, en unités métriques, annuel. (site consulté le 20 avril 2017)
Au Québec, l’allocation des superficies de blé est l’inverse de celle observée en Ontario. Le blé de printemps est ici privilégié avec 74 000 ha contre seulement 13 000 ha de blé d’automne. Selon l’Institut de la statistique du Québec (ISQ 2016a), les principales régions productrices en 2016 sont la Montérégie (18 500
ha) et Chaudière-Appalaches (14 600 ha) qui possèdent les plus grandes superficies de blé cultivé suivies du Centre-du-Québec (12 300 ha) et du Bas-Saint-Laurent (9 100 ha).
2.1.2 Classes de blé au Canada
La Commission canadienne des grains (CCG 2015), un organisme fédéral qui surveille la qualité des grains, établit différentes classes de blé en fonction de sa valeur et de marchés bien spécifiques. Les classes de blé ainsi que leurs caractéristiques et marchés visés sont présentées en annexe (Tableaux A1 et A2, Annexe). Dans l’Ouest canadien, la classe CWRS (Blé roux de printemps de l’Ouest canadien) représente la classe la plus importante pour le marché de production de pain moulé de grand volume (Dexter et al. 2006). Au second rang, la classe CWAD (Blé dur ambré de l’Ouest canadien), produit uniquement dans les Prairies canadiennes, est destiné au marché des pâtes et couscous. Les classe CWRS et CWAD représentent 85 % du blé cultivé dans l’Ouest canadien (CCG 2015).
Dans l’Est canadien, l’écoulement du blé est davantage lié aux industries locales privées. En Ontario, quatre classes de blé dominent : le blé blanc d’hiver de l’Est canadien (CEWW), le blé tendre rouge d’hiver de l’Est canadien (CESRW), le blé de force rouge d’hiver de l’Est canadien (CEHRW) et le blé roux de printemps de l’Est canadien (CERS). Les classes de blé tendre CEWW et CESRW sont caractérisées par leur faible teneur en protéines et un indice de gluten faible, ce qui approvisionne le marché des gâteaux et des biscuits. Le Québec produit majoritairement du blé roux de printemps (CERS) et minoritairement du blé de force rouge d’hiver de l’Est canadien (CEHRW) pour le marché des minoteries (Dexter et al. 2006).
2.1.2.1 Blé panifiable
Selon l’Institut de la statistique du Québec (ISQ 2016b), la proportion des superficies en blé panifiable de printemps et d’automne pour consommation humaine est passée de 41 à 55 % entre 2011 et 2016. Le reste des superficies est constitué de blés de provende destinés à l’alimentation animale. Par notre climat humide, plusieurs blés de consommation humaine sont déclassés pour cause de présence élevée de mycotoxines et sont relégués à l’alimentation
animale (MAPAQ 2012). La quantité totale de blé panifiable produit au Québec, représente seulement 7 à 8 % des besoins de l’industrie au Québec. Les acheteurs comblent majoritairement le déficit en s’approvisionnant dans l’Ouest canadien. Les standards élevés en terme de qualité : teneur en protéines, % de grains fusariés et germination sur épi (indice de chute de Hagberg) sont difficilement atteignables par les producteurs du Québec (Morin 2001). En revanche, les Moulins de Soulanges, une minoterie de Saint-Polycarpe, répond à la demande en blé panifiable en se fixant un objectif d’augmenter sa production de 15 à 20 % par année sur cinq ans (2013-2017), ce qui représente au final entre 20 000 et 25 000 hectares de production (AGAS 2013). De plus, la Boulangerie Saint-Méthode estimait en 2013 de quadrupler son usage de farine québécoise jusqu’en 2015 (Dumont 2013). En considérant la productivité supérieure du blé d’automne par rapport à celle du blé de printemps, plusieurs acteurs croient que le blé d’automne pourrait régler le problème d’approvisionnement au Québec. Selon Rudy Laixhay, des Moulins de Soulanges, l’avenir du blé au Québec passe par la maîtrise de la production de blé d’automne (Dumont 2013).
2.1.3 Avantages agronomiques
2.1.3.1 Gain de rendementUn des avantages notables du blé d’automne est qu’il permet habituellement des rendements supérieurs au blé de printemps (AAC 2012). Une recherche dans les Prairies canadiennes indique que le blé d’automne produit 36 % plus de rendement que le blé de printemps (Entz et Fowler 1991). L’Ontario Cereal Crops
Committee procède à chaque année à l’évaluation des cultivars de céréales en
Ontario. Le dernier rapport de 2016 indique que dans les régions céréalières de Ontario, la moyenne de rendement sur une période de 2012-2016 de tous les cultivars de blé d’automne se chiffrait à 6,24 t ha-1 alors que la moyenne pour le blé de printemps atteignait 4,08 t ha-1 (OCCC 2016). Selon le Réseau Grandes
Cultures du Québec (RGCQ 2013), le potentiel de rendement des cultivars de blé
d'automne panifiable et de provende est 25 % plus élevé que celui des blés de printemps de provende et 38 % plus élevé que celui des blés de printemps panifiables.
Nous pouvons identifier trois composantes du rendement des céréales : le nombre d’épis m-2, le nombre de grains épi-1 et le poids des grains habituellement mesuré en poids de mille grains (Scott 1977). Ces trois composantes interagissent selon les ressources de l’environnement et le stade de développement de la plante (Grafius 1972). Un équilibre de ces trois composantes donne un rendement optimal. Toutefois, il faut être conscient que certaines composantes ne peuvent être modifiées une fois établies. Par exemple, il ne peut y avoir production de nouveaux épis lors du remplissage des grains.
Figure 1. Composantes du rendement chez le blé. (Adaptée de Slafer et al. 1996)
Slafer et al. (1996) ont précisé les composantes du rendement du blé (Figure 1). Selon ces auteurs, les composantes de grains par m-2 et de poids de mille gains seraient inversement proportionnelles. Donc, si le nombre de grains par m-2 est trop élevé, cela réduira le poids de mille gains à la récolte (Slafer et al 1996). De plus, ces composantes de rendement se déterminent pendant des stades de développement spécifiques, comme l’indique la figure 2.Parce que la période de croissance liée à la production du nombre de grains par m-2 est plus longue que celle associée au poids de mille gains, elle serait plus à risque de variations sujettes à son environnement. Il faut considérer aussi que le nombre de grains par m-2 est composé du nombre d’épis par m-2 et du nombre de grains par épi. Le nombre d’épis m-2 serait une composante répondant principalement à l’environnement et à l’amélioration génétique tandis que le nombre de grains
par épi compenserait en utilisant la disponibilité des ressources non utilisées par la composante du nombre d’épis par m2 (Slafer et al. 2008).
Figure 2. Croissance et développement du blé montrant les étapes du semis (Se), émergence (Em), initiation florale (IF), deux talles (DT), fin du tallage (FT), épiaison (É), floraison (F), début de la période de remplissage du grain (RG), maturité physiologique (MP) et la récolte (R) en lien avec les composantes du rendement (Adaptée de Slafer et Rawson 1994)
Comparativement au blé de printemps, le blé d’automne aurait un plus grand nombre de grains par m2 et un poids de mille gains supérieur (Entz et Fowler 1991). Le rendement plus élevé du blé d’automne s’expliquerait par son développement effectué tôt au printemps, lors de conditions adéquates de précipitations et de températures (modérées). Le fait d’amorcer sa croissance dès le début du printemps lui confère ainsi une plus longue période de croissance dans des conditions optimales.
2.1.3.2 Effet de rotation bénéfique
L’implantation d’une céréale comme le blé d’automne dans la rotation permet d’améliorer la santé du sol et d’augmenter le rendement des autres cultures. Une étude réalisée en Ontario par Gaudin et al. (2015) a comparé différentes rotations (maïs-maïs, maïs-soya, maïs-soya-blé d’automne) dans le but de comprendre l’effet bénéfique de la diversité des cultures. L’ajout du blé d’automne dans une rotation maïs-soya augmente le rendement du soya de 12 %. Le rendement du maïs bénéficie aussi de l’ajout du blé d’automne avec une augmentation de 18,8 % dans un système de travail de sol conventionnel et de
16,6 % avec un travail de sol en bandes (Gaudin et al. 2015). De plus, cette étude révèle que l’ajout du blé d’automne dans une rotation maïs-soya permet d’augmenter l’efficacité de l’azote, ce qui permet de réduire la quantité d’azote utilisée dans le maïs.
2.1.3.3 Effet bénéfique sur la santé du sol et l’environnement
Le blé d’automne contribue de façon positive à la santé du sol. L’établissement du blé d’automne permet de protéger le sol contre l’érosion particulièrement lorsqu’il est semé tôt (Meyer et al. 1999). Il permet aussi une meilleure infiltration d’eau qui réduit le ruissèlement d’éléments nutritifs vers les cours d’eau et favorise l’absorption des nitrates résiduels en fin de saison (Tonitto et al. 2006; Quemada et al. 2013).
Le semis d’automne, assurant une culture de couverture ou engrais vert, permet une amélioration de la structure et de la fertilité du sol grâce à une activité biologique accrue (Biederbeck et al. 1998; Dabney et al. 2001). L’établissement d’une culture de blé d’automne permet d’améliorer de façon significative l’agrégation des particules du sol (Atkinson et al. 2009). Le blé d’automne produit des racines qui peuvent descendre au double de la profondeur d’enracinement du blé de printemps. Il permet ainsi de réduire le lessivage de l’azote dans l’environnement (Thorup-Kristensen et al. 2009)
La compétition envers les mauvaises herbes est supérieure chez le blé d’automne comparativement au blé de printemps (Beres et al. 2010b; Vanasse 2012). Le fait d’occuper l’espace disponible tôt à l’automne et la reprise rapide au printemps laisse peu de chance aux mauvaises herbes. Le semis de blé d’automne introduit immédiatement après la récolte d’une culture d’été permet la suppression du développement végétatif des mauvaises herbes à l’automne mais aussi au printemps suivant (Moyer et al. 2000).
Une étude réalisée au Royaume-Uni sur l’effet du cultivar et de la densité de semis du blé d’automne (125, 270 et 380 plants m-2) sur la présence des mauvaises herbes a permis de préciser que la hauteur des plants et la capacité de tallage sont des facteurs liés à la réduction des mauvaises herbes (Korres et Froud-Williams 2002). La densité de semis se révèle aussi plus important que le choix du cultivar dans la lutte aux mauvaises herbes. Les infestations les plus
faibles de mauvaises herbes étaient obtenues avec la densité de semis la plus élevée ou dans les traitements démontrant un tallage développé. Une autre étude effectuée avec des densités de plants plus élevées (204, 449, et 721 plants m-2) a montré que plus la densité est élevée, plus grand sera le rendement et meilleure sera la répression sur les mauvaise herbes (Olsen et al. 2005). Cette compétitivité accrue envers les mauvaises herbes suggère donc une réduction de l’utilisation de pesticides et par conséquent, des coûts de production.
La fusariose de l’épi (Fusarium graminearum) représente aussi un problème important pour la culture du blé. Elle peut occasionner des pertes de rendement considérables mais surtout des mycotoxines dans les grains (OMAFRA 2009). Dans le cycle de la maladie, le blé est infecté pendant sa floraison en présence de conditions chaudes et humides. Le blé d’automne par sa floraison hâtive, échappe davantage à la fusariose de l’épi que les céréales de printemps (Vanasse 2012). En général, la floraison hâtive du blé d’automne évite le stade critique où l’inoculum et les conditions climatiques sont à leur optimum pour favoriser l’infection de la plante (AAC 2004). La réduction de fongicides appliqués normalement pour réprimer cette maladie suggère donc une réduction de l’utilisation de pesticides et qui contribue encore une fois à réduire les coûts de production.
2.2 Survie à l’hiver
2.2.1 Endurcissement automnal et résistance au froid
Le blé d’automne est semé à l’automne pour être récolté l’été suivant. Il doit donc survivre aux températures froides des mois d’hiver grâce à différents mécanismes. Tout d’abord, le blé d’automne doit subir une vernalisation pour passer du stade végétatif au stade reproductif. Ce mécanisme s’enclenche lorsque la plantule passe par une période de basse température (Chouard 1960). Les températures requises seraient entre 0 et 8 °C (Sánchez et al. 2014) et la durée de vernalisation varierait selon la température. La vernalisation est donc essentielle afin de produire des épis contrairement au blé de printemps qui n’a
pas besoin de vernalisation. Donc, si l’on sème du blé d’automne au printemps, il va rester végétatif et ne produira pas d’épis.
La plantule doit aussi procéder à son endurcissement automnal afin qu’elle puisse tolérer le froid pour sa survie durant les mois d’hiver. Ce processus physiologique long et progressif permet à la plante d’accumuler des réserves et des sucres cryoprotecteurs (Antikainen et Griffith 1997). Dès que le coléoptile sort de terre, on estime que sa tolérance au froid n’est que de -8 °C. À partir du stade de début tallage, la plante commence son endurcissement au froid (Arvalis - Institut du végétal 2015). L’endurcissement commence lorsque les températures passent sous un seuil de 9 °C. L’endurcissement s’effectue en moyenne pendant 4 à 8 semaines selon la température (Fowler 1982). L’endurcissement se fera plus rapidement si les températures se rapprochent de 0 °. La survie à l’hiver du blé d’automne dépend des dommages à la couronne située à moins de 5 cm dans le sol. C’est donc la température à cette profondeur de sol qui détermine la tolérance au froid. Si les températures passent au-dessus de 9 °C suite à l’endurcissement, la plante procèdera à un désendurcissement. Il s’agit d’une sorte de réserve qui fluctue à l’automne jusqu’à l’arrivée de l’hiver. La survie à l’hiver dépend donc de cette réserve à l’endurcissement. Des températures automnales élevées peuvent nuire à l’endurcissement (Lepage et al. 2012).
La tolérance aux températures froides d’hiver varie selon les différentes céréales d’automne comme le présente le tableau 2. Le seigle d’automne est l’espèce qui tolère le mieux les températures froides avec un seuil de tolérance jusqu’à -27,0 °C suivis du blé d’automne avec -19,5 °C et de l’orge d’automne avec -14,7 °C (Antikainen et Griffith 1997).
Tableau 2. Température létale de l’air pour 50 % des plants selon les différentes espèces de céréales d’automne (Adaptée de Antikainen et Griffith 1997)
Comme la couronne possède des tissus de développement et de régénération des feuilles et des racines, c’est cette dernière qui dicte la survie du plant. La tolérance au froid n’est pas statique durant l’hiver, elle est plutôt dynamique selon les variations de la température durant l’hiver. Cette tolérance au froid diminue lorsque la température surpasse la température minimale précédente à laquelle le blé s’était endurci. Par exemple : la plantule s’endurcit jusqu’à son maximum à la fin de l’automne, c’est-à-dire -19 °C. Lorsque la température dans le sol à la hauteur de la couronne atteint le -19 °C pendant l’hiver, la plantule a atteint son maximum de tolérance. Si la température remonte de -19 °C à -15 °C pour une période de temps prolongé, elle perdra 4 °C de tolérance au froid. La nouvelle tolérance au froid n’est donc plus de -19 °C, mais de -15 °C. Lorsque la température redescendra à -19 °C, des dommages seront causés à la plantule. Ces variations de température répétées durant l’hiver réduiront l’endurcissement de la plante. Les variations de température, mais aussi la durée de ces variations sont des facteurs importants au maintien de l’endurcissement. Le blé est donc plus à risque vers la fin de l’hiver qu’à la fin d’automne où l’endurcissement est à son maximum (Fowler 1982; Hayhoe et al. 2003).
2.2.2 Facteurs agro-climatiques
Les facteurs responsables des faibles taux de survie seraient tout d’abord liés aux conditions du climat comme le gel, les précipitations excessives en automne et le couvert de neige inconstant. Ensuite viennent les facteurs liés au terrain comme le mauvais égouttement et le drainage déficient des sols (Larsen 1994). Hayhoe et al. (2003) ont utilisé les données météorologiques pour prédire et mieux comprendre la survie à l’hiver du blé d’automne en Ontario. Ils ont découvert que 89 % des variations de survie à l’hiver étaient dues : au cultivar, à la localisation, au dénivelé du terrain et à six facteurs climatiques. Parmi ces six facteurs climatiques, les variations de température, l’épaisseur de neige et les pluies hivernales se sont avérées être des facteurs importants à la survie à l’hiver.
2.2.2.1 Variations de température, pluies hivernales et conditions anaérobiques
Comme mentionné plus haut, les plantules de blé acquièrent une tolérance au froid qu’elles perdront progressivement au cours de l’hiver. Les cycles de gel-dégel peuvent considérément réduire la survie à l’hiver lorsque le couvert de neige, fondant, forme des plaques d’eau aux champs. Lorsque l’eau reste un certain temps causé par un mauvais égouttement des sols, il y a formation d’une couche de glace imperméable qui fait obstacle à la respiration des plantes (condition anaérobique) (Skinner et Mackey 2009). De plus, la conductivité supérieure de la glace, supérieure à celle de la neige, augmente les risques de blessures à la couronne et aux racines lors de cycle gel/dégel (Lepage et al. 2012). Enfin, lorsque la température oscille autour de 0 °C, elle favorise la recristallisation rapide de la glace, augmentant les volumes de cristaux de glace qui causent des blessures aux tissus (Griffith et Yaish 2004).
Gusta et Fowler (1977) ont découvert que deux cycles de gel/dégel abaissaient la tolérance au froid de 5 °C. De plus, les auteurs affirment que plus la durée du gel est longue et que le dégel est rapide, plus la survie à l’hiver du blé d’automne sera affectée négativement. Le cycle de gel-dégel augmente aussi le risque de déchaussement des plants puisque le plant exposé à l'air est plus sujet à la dessiccation.
Hayhoe et al (2003) estiment que les mois les plus dommageables causés par les pluies hivernales sont décembre et février. Les hauts taux de mortalité causés par les pluies hivernales de décembre étaient liés aux zones de dénivelé faible (cuvette). Il n’y avait aucun lien entre les pluies hivernales et le dénivelé pour le mois de février. Les auteurs expliquent que les dommages de décembre étaient attribuables à la formation de glace au sol puisque le couvert de neige est faible à cette période. Les pluies hivernales de février réduisaient le couvert de neige, favorisant la fonte, et mettaient ainsi à risque la survie des plantules de blé d’automne. Les auteurs affirment aussi que les froids extrêmes après une période de redoux étaient plus dommageables vers la fin de l’hiver (mars et avril), période où le désendurcissement est amorcé lorsque les plants sont exposés à des températures supérieures à 0 °C. Vers la fin de l’hiver, les plants
ont perdu beaucoup d’endurcissement suite aux événements climatiques des mois précédents, ils sont donc plus à risque.
2.2.2.2 Épaisseur du couvert de neige
Le couvert de neige agit comme un isolant et permet de protéger les plantules contre les températures très froides de l'hiver. Une épaisseur de neige de 7 cm serait suffisante pour protéger la couronne du plant quand la température descend jusqu’à -40 °C (Aase et Siddoway 1979). Selon Hayhoe et al (2003), la couverture de neige est essentielle pour la survie du blé d'automne, non seulement pour isoler la culture des températures extrêmement froides, mais aussi pour la protéger contre les hausses de température pour maintenir son endurcissement. Le couvert de neige aurait donc un effet tampon pour réduire les variations de température.
Une façon d’augmenter le couvert de neige résiderait dans la méthode de semis (Larsen et al. 1988). Les trois méthodes de semis : conventionnelle, travail réduit et semis direct ont été comparées en fonction de l’accumulation du couvert de neige et de la température à la hauteur de la couronne dans le sol du blé d’automne. Le semis direct a permis des survies à l’hiver de près de 100 % pendant les quatre années de l’essai comparativement à 50 % et moins (2 années sur 4) des deux autres méthodes de semis. Le semis direct avait plus du double de couvert de neige et une température plus chaude du sol pendant l’hiver que le semis conventionnel. Les débris de la culture précédente laissés au sol du semis direct agiraient comme une barrière afin de capter plus de neige réduisant ainsi les chutes de température favorisant les chances de survie.
2.2.3 Moisissures nivéales
Les moisissures nivéales se produisent surtout à la fin de l'hiver, avant la fonte des neiges, et peuvent dans certains cas causer de graves dommages aux plantules de blé d’automne. Par un échantillonnage complet dans onze régions agricoles du Québec, Pouleur et Couture (1988) ont identifié les agents pathogènes en cause, soit : Microdochium nivale (moisissure rose nivéale),
Typhula ishikariensis (moisissure tachetée), Typhula incarnata (moisissure
nivéale). Les auteurs affirment que certains agents pathogènes croissent dans des environnements bien particuliers. Dans certaines régions, alors que le
Typhula spp. a été retrouvé dans les dépressions où le degré d'humidité du sol
était très élevé, Myriosclerotinia borealis préférait les zones où le couvert de neige était plus épais et que ces dernières tardaient à fondre au printemps. Les conditions humides causées par la fonte des neiges, résultant du mauvais égouttement des sols, constituent un environnement idéal permettant un développement favorable des moisissures nivéales (Ergon et al. 2003; Gaudet et al. 2011). Aussi, une croissance trop luxuriante du feuillage à l'automne peut augmenter la destruction des tissus par le gel et les attaques de moisissures nivéales (Bailey et al. 2004).
2.2.4 Gel printanier
Vers la fin de l’hiver, le blé d’automne entame son désendurcissement pour ensuite reprendre le chemin de la croissance. Un dernier risque pour la survie à l’hiver du blé d’automne est le gel printanier. Les risques associés au gel printanier sont bien décrits par Warrick et Miller (1999). Trois facteurs sont déterminants sur l’intensité d’un gel printanier : le stade de développement de la plante, la température atteinte sous le point de congélation et surtout la durée du gel au sol. Un gel printanier prolongé aura donc plus d’impact qu’une brève période à température similaire.
Le point de croissance est la partie la plus vulnérable de la plante durant un gel printanier. Au tallage, il faudrait une température de -11 °C durant deux heures pour affecter le nombre de talles et causer des dommages puisque le point de croissance est généralement sous terre à ce stade de développement et est donc moins vulnérable au gel printanier. Les dommages sont généralement des nécroses (brûlures) aux feuilles et une odeur de décomposition est présente les jours suivant le gel. Le potentiel de rendement perdu à ce stade est minime à intermédiaire (Warrick et Miller 1999).
À la montaison, une température de -4 °C durant plus de deux heures peut causer des dommages aux points de croissance de la plante. On parle de perte de rendement de modérée à sévère à ce stade. Le degré d’intensité est rarement identique dans un champ puisque la température au sol interagit avec le dénivelé
du sol. Les zones près des plans d’eau, les vallées et zones de dépression sont souvent plus à risque (Warrick et Miller 1999).
Évidemment, le gel qui surviendrait à des stades de développement plus avancés de la plante aurait un effet encore plus dévastateur sur le rendement qui pourrait être nul. En revanche, passé le stade de la montaison, le risque de gel au sol s’avère très rare (Warrick et Miller 1999).
2.3 Effets de la date de semis
2.3.1 Survie à l’hiver
La date de semis est un facteur important à considérer pour augmenter les chances de survie à l’hiver du blé d’automne. La date de semis serait critique, car les plantules ont besoin de suffisamment d’énergie pour acquérir un endurcissement automnal complet afin de tolérer les températures froides pendant l’hiver (Beres et al. 2010a). Plusieurs études ont démontré que la date de semis joue un rôle crucial pour l’obtention d’une bonne survie à l’hiver. Knapp et Knapp (1978) ont mené une étude dans l’état de New York afin de vérifier la survie à l’hiver selon différentes dates de semis. Le cultivar Arrow a été semé deux années consécutives à huit dates de semis la première année et à cinq dates de semis la deuxième année allant du 21 août jusqu’au 24 octobre. Le blé semé entre la mi-septembre et fin septembre avait une meilleure survie à l’hiver. Les plants semés tardivement étaient beaucoup moins développés que ceux semés hâtivement. Les auteurs affirment que les températures fraîches des semis tardifs réduisent le développement végétatif des plantules et diminuent les chances de survie durant l’hiver.
Les résultats d’Andrews et al. (1992) dans l’est de l’Ontario sur l’effet de la date de semis sur la survie à l’hiver ont aussi été concluants. Le dispositif expérimental était mis en place à trois stations, soit : Douglas, Ottawa et Kemptville. Cinq dates de semis : 27 août, 10 septembre, 24 septembre, 8 octobre et 22 octobre (Kemptville seulement) ont été utilisées avec quatre cultivars (Augusta, Fredrick, Gordon et Houser). La survie à l’hiver s’est avérée meilleure pour les dates de semis hâtives (27 août, 10 septembre et 24
septembre) dans les trois stations. En général, les dates de semis tardives (8 octobre et 22 octobre) entraînaient des taux de survie à l’hiver sous le seuil de 60 %. De plus, le maximum de rendement correspondait souvent au meilleur taux de survie. Les résultats de ces recherches ont permis aussi de statuer que les stades de développement atteints par les plantules avant l’hiver étaient différents au regard de la date de semis (Andrews et al. 1997). Le blé semé tardivement produisait qu’une seule talle et son poids frais était jusqu’à 10 fois inférieur au semis du mois d’août qui avait produit de trois à cinq talles. Des résultats similaires ont été observés par Smid et al. (1979), qui précisent que les chances de survie des blés ayant atteint le stade d’une à deux feuilles en semis tardif sont réduites comparativement aux stades 3 à 5 feuilles du blé semé hâtivement. Le faible endurcissement automnal des plantules semées tardivement n’est pas optimal. Les stades de développement moins avancés obtenus lors des semis tardifs ne permettent pas une résistance au froid maximale et sont plus sujets à l’englacement durant l’hiver.
Deux études en Saskatchewan font aussi état de l’effet des dates de semis sur la survie à l’hiver. Tout d’abord, Fowler (1982) ont vérifié la survie à l’hiver de quatre cultivars de blé d’automne pour des semis effectués entre le 1er août jusqu’au 15 octobre avec un intervalle de deux semaines entre chaque date de semis. Une diminution du poids sec des plantules a été observée avec les semis tardifs. Les survies optimales à l’hiver ont été déterminées aux dates de semis de la mi-août au début septembre. L’étude suggère que la date de semis optimale du blé d’automne se situe quatre à six semaines avant le début d’octobre afin d’avoir un endurcissement automnal adéquat.
La seconde étude portait sur l’effet de la date, la densité et la profondeur de semis du blé d’automne dans le sud de la Saskatchewan (Campbell et al. 1991). Les deux premières semaines de septembre étaient les meilleures périodes de semis pour la survie à l’hiver et le rendement. Tels qu’observés ci-haut, les stades de développement avant le gel automnal de la plante différaient selon la date de semis. De la date de semis la plus hâtive (fin août) jusqu’à la date la plus tardive (fin octobre), le stade de développement sur l’échelle Zadoks (Zadoks et al. 1974) variait en moyenne du stade tallage (une à deux talles) à
la non-germination. Le nombre de jours avant le gel automnal variait de 60 jours en moyenne pour la première date jusqu’à seulement huit jours pour la dernière date.
Rappelons que le blé d’automne a besoin de temps pour compléter sa vernalisation et son endurcissement automnal pour passer l’hiver. Donc, la date de semis s’avère très importante pour la survie à l’hiver, car elle permet à la plante d’avoir suffisamment de temps pour bien s’implanter et se préparer à l’hiver.
2.3.2 Rendement et composantes du rendement
L’effet de la date de semis a beaucoup d’influence sur le rendement, mais surtout sur les composantes du rendement. Au Canada, plusieurs études ont confirmé des dates de semis optimales pour le rendement.
Dans les Prairies canadiennes, McLeod et al (1992) ont vérifié les effets de cinq dates de semis de blé d’automne dans le sud de la Saskatchewan. Les dates de semis, espacées de 15 jours, s’étalaient de début-septembre jusqu’à début novembre. Le rendement chutait de 40 % entre la première semaine de septembre et la dernière date de semis. Les auteurs concluent que pour un peuplement et rendement optimal, les deux premières semaines de septembre représentent la meilleure option de semis. À St-John, dans les provinces de l'Atlantique, cinq dates de semis, du 20 août jusqu’au 26 octobre, ont été mises à l’essai pour déterminer la date de semis permettant d’atteindre un rendement optimal (Spaner et al. 2000). Le rendement tendait à diminuer avec les semis tardifs. Cette diminution était aussi observée pour le nombre d’épis m-2, le nombre de grains par épi-1 et le poids des grains. Selon les auteurs, le rendement est étroitement lié à la survie à l’hiver et au nombre d’épis m-2 et recommandent de semer près du 31 août pour atteindre le rendement maximum.
En Ontario, Bootsma et al. (1993) ont observé une relation hautement significative entre la date de semis optimale et la température atmosphérique moyenne quotidienne entre le 1er septembre et le 31 octobre à six emplacements. Plus la température moyenne quotidienne augmente, plus la date de semis peut être tardive. Les dates de semis optimales variaient du 21 août dans la région de Kapuskasing au nord de l’Ontario jusqu’au 15 octobre
dans la région de Windsor tout au sud de la province. Les retards de semis après les dates optimales entraînaient des pertes de rendement entre 40 et 65 kg ha -1 par jour dans l’est de la province tandis que dans le sud-ouest, la perte se chiffrait à 75 kg ha-1 par jour. Andrews et al. (1992) ont confirmé que la date de semis optimale pour le rendement était du début à mi-septembre pour les stations d’Ottawa et de Kemptville alors que pour la station plus au nord, Douglas, le blé d’automne devait être semé à des dates plus hâtives comme fin août-début septembre. Les auteurs mentionnent que les semis tardifs causaient une diminution du poids de mille grains, qui se reflétait sur le rendement. Aussi, le choix du cultivar avait souvent un effet significatif sur le rendement.
Dans l’état de Washington, différentes dates et densités de semis ont été évaluées sur les trois composantes du rendement du blé d’automne, soit le nombre d’épis m-2, le nombre de grains par épi-1 et le poids de mille grains (Donaldson et al. 2001). Le semis hâtif du 20 août (deux années sur trois) et du 16 septembre (une année sur trois) s’est révélé comme étant l’optimum pour l’obtention d’un rendement maximal comparativement au semis du 21 octobre. La date de semis avait une influence significative sur le nombre d’épis m-2 et le poids de mille grains. Il y avait une réduction du nombre d’épis m-2 pour le semis d’octobre comparativement au semis d’août. Le poids de mille grains était plus élevé pour le semis de septembre lors des deux premières années de l’étude tandis que le semis de septembre n’était pas différent du semis du mois d’août la dernière année. Selon les auteurs, le rendement en grains est influencé davantage par le nombre d’épis m-2 et le nombre de grains par épi-1 que par le poids de mille grains. D’autres auteurs ont aussi confirmé cette observation (Knapp et Knapp 1978; Shah et al. 1994). Finalement, Donaldson et al. (2001) mentionnent qu’un grand nombre d’épis m-2 entraîne une forte réduction du nombre de grains par épi-1 et une faible réduction du poids de mille grains tandis qu’une augmentation du nombre de grains par épi -1 influence à la baisse le poids de mille grains.
2.3.3 Autres composantes agronomiques
L’étude de Fowler (1983) met en évidence les délais de l’épiaison et de la maturité au regard de la date de semis du blé d’automne. L’auteur a examiné
six dates de semis espacées de 15 jours, du 1er août au 15 octobre en Saskatchewan. Le retard entre la première date jusqu’à la dernière date de semis était de 11 jours pour l’épiaison et la maturité. Une différence a été observée entre les dates d’épiaison et de maturité des cultivars. Shah et al. (1994) ont noté un retard de 10 à 14 jours pour atteindre l’épiaison entre la date de semis hâtive et la date de semis tardive en Louisiane. Le même constat a été fait pour la date de maturité du blé d’automne dans les travaux de McLeod et al. (1992). Un semis effectué en début novembre engendrait un retard sur la maturité physiologique de 10 à 13 jours par rapport à un semis fait en début septembre. Au final, les délais de la date de semis se répercutent sur l’épiaison et la maturité du blé d’automne.
Au regard des maladies, Blue et al. (1990) au Nebraska mentionnent un effet de la date de semis sur la rouille des feuilles (Puccinia recondita f. sp. tritici). Des observations visuelles indiquaient que les parcelles semées en date intermédiaire et tardive avaient des infestations plus sévères que celles semées hâtivement.
L’étude d’Andrews et al. (1992), détaillée plus haut, a mis en évidence que les semis tardifs causaient une diminution du poids spécifique. Fowler (1986) en est arrivé aux mêmes conclusions puisque le semis de début septembre avait un meilleur poids spécifique que le semis de début octobre. Une réduction de 12 % du poids spécifique a aussi été observée par McLeod et al. (1992) pour les semis tardifs mi-octobre, début novembre) par rapport au semis hâtif (début-mi-septembre). Ils rapportent même que seulement les semis de septembre permettaient d’obtenir le grade no. 1 ou 2 du Canada Western Red Winter Wheat. Les auteurs expliquent cette chute du poids spécifique des semis tardifs par le manque d’eau combiné à une maturation des grains pendant des périodes sèches.
En général, aucun effet de la date de semis n’a été rapporté sur la teneur en protéines (Campbell et al. 1991; McLeod et al. 1992). Les auteurs mentionnent que les variations de la teneur en protéines au cours des années étaient directement liées au déficit d'humidité en saison. En revanche, une étude récente effectuée en Alberta a révélé une augmentation de la teneur en protéines
de 9 g kg–1 pour les semis effectués en octobre comparativement au semis de septembre probablement due à une compensation pour les faibles rendements des semis d’octobre (McKenzie et al. 2007).
2.4 Effets de la densité de semis
2.4.1 Survie à l’hiver
L’effet de la densité de semis semble avoir peu d’impact sur la survie à l’hiver selon la plupart des études consultées. Spaner et al. (2000) ont évalué le taux de recouvrement des parcelles au printemps pour différentes dates et densités de semis (255, 320, 385 et 450 grains m-2) du blé d’automne à St-John dans les provinces de l'Atlantique. Les taux de recouvrement du couvert végétal au printemps ont varié de 25 à 90 % pour l’année 1998-99. La densité de semis s’est révélée significative par rapport au taux de recouvrement du couvert végétal au printemps. Les densités de semis entre 320 et 450 grains m-2 ont obtenu de meilleurs taux de recouvrement du couvert végétal au printemps. La plupart des études révèlent que le cultivar a un rôle considérable à jouer sur la survie à l’hiver. Chaque cultivar défini par son bagage génétique possède une tolérance différente à l’hiver. Beres et al. (2010a) ont observé de grandes différences entre les cultivars par rapport à la survie à l’hiver mais aucune différence entre trois densités de semis (300,450 et 600 grains m-2) sur la survie à l’hiver.
2.4.2 Rendement et composantes du rendement
Le nombre d’épis par m-2 est identifié comme la principale composante du rendement qui est affectée par la densité de semis (Smid et Jenkinson 1979; Blue et al. 1990; Dahlke et al. 1993). Le nombre de grains par épi-1 et le poids de mille grains seraient moins affectés par la densité de semis (Blaser et al. 2006).
Plusieurs recherches canadiennes se sont penchées sur l’effet de la densité de semis sur le rendement, mais aussi sur la dynamique des composantes du rendement. L'étude menée à St-John par Spaner et al. (2000) rapporte un effet significatif linéaire positif du rendement (moyenne de 17,5 % d’augmentation)
et du nombre d’épis m-2 avec les densités de semis de 255 à 450 grains m-2. Le nombre de grains par épi-1 diminuait significativement avec l’augmentation de la densité de semis alors que le poids de mille grains demeurait stable. Le bilan de cette étude suggère une densité de semis de 400 ±50 grains m-2 pour un rendement optimal.
En Alberta, Beres et al. (2010a) ont comparé trois cultivars, soumis à trois densités de semis (300, 450 et 600 grains m-2). La densité de semis a eu un effet significatif sur le rendement, le nombre d’épis m-2 et le nombre d’épis par plant. Le rendement optimal a été atteint à 450 grains m-2. Une perte de rendement de 2 % à 300 grains m-2 et de 4 % à 600 grains m-2 a été enregistrée. La plus forte densité de semis apportait toutefois une réduction de 40 % de l’infestation des mauvaises herbes. Le nombre d’épis m-2 s’est accrû lorsque la densité augmentait (14 % d’augmentation) tandis que le nombre d’épis par plant diminuait de façon linéaire, passant de 2,79 à 1,83 épis par plant entre 300 et 600 grains m-2. L’étude révèle aussi de fortes différences entre les cultivars pour le rendement, le nombre d’épis m-2, le poids de mille grains et la compétition faite envers les mauvaises herbes. Le choix du cultivar s’avère donc très important pour optimiser la productivité.
En Ontario, Andrews et al. (1992) a expérimenté quatre densités de semis : 163 (Kemptville seulement), 234, 307 et 378 grains m-2. À Ottawa, il n’y avait aucune différence de rendement entre les densités de 234 et 307 grains m-2 mais il y avait une augmentation de 5 % entre 307 et 378 grains m-2. À Kemptville, aucune différence de rendement n’a été enregistrée entre les densités de 234 à 378 grains m-2 mais une réduction a été notée à la plus faible densité de 163 grains m-2. Il y a eu un effet significatif de la densité de semis sur le poids de mille grains seulement à Ottawa. Le poids de mille grains était supérieur pour la densité de semis plus élevée (378 grains m-2). Teich et Smid (1993) ont évalué la densité de semis de 100 à 600 grains m-2 avec une gradation de 100 grains m-2 entre chaque densité. Le rendement a répondu de façon quadratique à la densité de semis. Le rendement maximal calculé a été atteint à 459 grains m-2 alors que le rendement économique optimal a été fixé à 435 grains m-2. Le nombre d’épis m-2 a augmenté jusqu’à une densité de 600 grains m-2 alors que
le nombre de grains par épi-1 a diminué, les densités de 100 et 200 grains m-2 obtenant les valeurs maximales. La densité de semis a eu moins d’effet sur le poids de mille grains, la densité de semis la plus faible (100 grains m-2) a toutefois entraîné un poids de mille grains inférieur aux autres densités de semis. Selon Hay et Walker (1989), l’augmentation des densités de semis entraîne un plafonnement des rendements avec de fortes densités de semis tandis qu’à très fortes densités, une réduction significative du rendement est observée.
Une étude de 21 stations implantées entre 1986 à 1988 en Saskatchewan a montré l’effet de la densité de semis et de l’écartement entre les rangs en semis direct sur les composantes de rendement (Tompkins et al. 1991). L’augmentation de la densité de semis (entre 65 et 400 grains m-2) et la réduction de l’écartement entre les rangs (entre 60 et 9 cm) ont augmenté le nombre d’épis m-2 et le rendement. En revanche, le poids de mille grains est supérieur à faible densité de semis et le nombre de grains par épi-1 est supérieur lorsque la densité de semis est faible et l’écartement entre les rangs est maximal. Les auteurs mettent en lumière le contraste entre le nombre d’épis m -2 et le nombre de grains par épi-1 qui réagissent différemment à la densité de semis. Il y a donc une dynamique entre les composantes de rendement qui est en lien avec la compétition entre les plants de blé pour l’espace disponible. Hay et Walker (1989) et Beres et al. (2010a) rapportent que l’augmentation de densité de semis amène une augmentation d’épis m-2 et une réduction progressive du nombre d’épis par plant (tallage).
Les recommandations actuelles de densités de semis diffèrent à travers le Canada. À l’ouest, l’Alberta Wheat Commission (2013) recommande une densité de semis de 450 grains m-2 basée sur les recherches de Beres et al. (2010a). Le ministère de l’agriculture de la Saskatchewan recommande la même densité de semis que le blé de printemps soit 250 grains m-2 (Saskatchewan Ministry of Agriculture 2017a-b). Au Manitoba, on indique que les densités de semis devraient mener à un peuplement de 215-323 plants m-2 (MAFRI 2017). Plus à l’est en Ontario, l’OMAFRA (2017) recommande une densité de semis entre 345 grains m-2 et 420 grains m-2. Au Québec, les recommandations établies par le
Conseil des productions végétales du Québec datent de 1988 et indiquaient une densité de semis de 365 à 440 grains m-2 (CPVQ 1988).
2.4.3 Autres composantes agronomiques
La plupart des études consultées ne révèlent aucune différence entre les densités de semis sur le nombre de jours pour atteindre l’épiaison et la maturité chez le blé d’automne.
Schaafsma et Tamburic-Ilincic (2005) rapportent toutefois avoir eu un effet significatif de la densité de semis (320, 480 et 640 grains m-2) sur la durée de floraison. Ils ont aussi vérifié le lien entre la durée de floraison et les symptômes de la fusariose de l’épi (Fusarium graminearum) et l’accumulation de DON (désoxynivalénol). La densité de semis de 640 grains m-2 entraînait une réduction d’environ une journée sur la durée de floraison mais ne s’est pas traduite par une réduction des symptômes de fusariose de l’épi et d’accumulation de DON. Les symptômes de la fusariose de l’épi étaient moins apparents pour la densité de semis intermédiaire par rapport aux deux autres densités. La densité de semis n’a eu aucun effet sur l’accumulation de DON. En comparaison, Gelata et al. (2002) arrivent à une réduction de deux jours sur la durée de floraison en augmentant la densité de semis.
D’autres auteurs ont constaté une influence de la densité de semis sur la verse du blé d’automne. Hall (2014) a obtenu une intensité accrue de la verse avec des densités élevées en semis hâtif. Roth et al. (1984) avaient aussi mentionné des résultats similaires, à l’effet que l’augmentation de la densité de semis entraînait la verse du blé d’automne, particulièrement si de fortes densités de semis étaient combinées à des fertilisations azotées élevées. Cet effet d’interaction entre les densités de semis et la fertilisation azotée sur la verse du blé a aussi été confirmé par Johnson et al. (1988). La verse des céréales se produit généralement lors du remplissage des grains lorsque l’épi est plus lourd et que les conditions météorologiques (pluies, vent) sont propices à la verse. La verse des céréales serait davantage liée à la force des racines et à la qualité de l’ancrage au sol que de la force de la tige. La résistance à la verse est souvent associée aux cultivars à tige courte ayant des racines fortes et bien développées.