AFPP – QUATRIÈME CONFÉRENCE INTERNATIONALE
SUR LES MÉTHODES ALTERNATIVES EN PROTECTION DES CULTURES LILLE – 8, 9 ET 10 MARS 2011
UTILISATION DE SYSTÈMES DE CULTURE INNOVANTS INTÉGRANT LES PLANTES DE SERVICE POUR RÉDUIRE L’UTILISATION DE PRODUITS PHYTOSANITAIRES EN
BANANERAIE AUX ANTILLES FRANÇAISES
L. GERVAIS(1), M. DOREL(2), R. ACHARD(3)
(1) INSTITUT TECHNIQUE TROPICAL (IT²), C/O BANAMART, BOIS ROUGE, 97224 MARTINIQUE, l.gervais@it2.fr
(2) CIRAD, STATION DE NEUFCHATEAU, SAINTE MARIE, 97130 CAPESTERRE-BELLE- EAU, GUADELOUPE, m.dorel@cirad.fr
(3) PRAM, PETIT MORNE, BP 214, 97285 LAMENTIN CEDEX 2, MARTINIQUE, r.achard@cirad.fr
RÉSUMÉ
Les producteurs de banane de Guadeloupe et Martinique sont impliqués dans la réduction de l’utilisation des produits phytosanitaires par l’adoption de méthodes de luttes culturales et biologiques. Dans le plan Banane durable, l’Institut Technique Tropical (IT²) et le CIRAD visent l’élaboration de pratiques culturales innovantes utilisant moins de produits phytosanitaires grâce à l’emploi de plantes de service. Leur utilisation doit en priorité permettre la maitrise des adventices et la réduction de l’utilisation des herbicides. Plusieurs stratégies adaptées aux différents contextes et objectifs de réductions d’utilisation d’herbicides sont développés en partenariat avec les producteurs. La voie actuellement privilégiée est l’association du bananier avec une couverture vivante permanente, ce qui suppose le choix d’espèces appropriées, une prise en compte de la concurrence pour la nutrition et la mise au point d’itinéraires adaptés. L’intégration de ces plantes de service doit aussi favoriser la création de porosité biologique et la conservation de la qualité des sols.
Mots-clés: Banane, plantes de service, produits phytosanitaires, itinéraires techniques innovants.
SUMMARY
USING INNOVATIVE CROPPING SYSTEMS INCORPORATING COVER CROPS TO REDUCE PESTICIDE USE IN BANANA PLANTATIONS IN THE FRENCH WEST INDIES Banana producers of Martinique and Guadeloupe are currently involved in the reduction of pesticide use, by adopting methods of cultural and biological control. In the sustainable banana plan, the Tropical Technical institute (IT²) and CIRAD are developing innovative agricultural practices using less pesticide through the use of cover crops. Their use should serve primarily to the mastery of weeds and reducing herbicide use. Several strategies tailored to different contexts and objectives in the reduction of pesticide use are developed in partnership with producers. Currently, preference is give to the association of banana with a permanent ground cover, which implies the choice of appropriate species, taking into account the completion for nutrition and the development of suitable cropping systems. The integration of these cover crops is also required to enhance soil porosity and the conservation of soil quality.
Keywords: Banana, cover crops, pesticides, innovative cropping systems.
INTRODUCTION
Le secteur de la banane est le premier employeur privé des Antilles françaises avec 18 500 emplois directs et indirects, 833 exploitations pour 9 086 hectares et une production avoisinant les 270 000 tonnes annuelles exportées en Europe. Depuis une dizaine d’années, l’utilisation des produits phytosanitaires sur les systèmes de culture bananiers aux Antilles Françaises a été réduite de 72%, du fait de la généralisation des jachères et rotations culturales, la mise en place de la lutte biologique contre le charançon du bananier (Cosmopolites sordidus) et l’emploi de plus en plus raisonné des produits phytosanitaires par les producteurs. Les herbicides constituent aujourd’hui la principale contribution aux quantités de matières actives appliquées en bananeraie, le développement de solution alternatives permettrait encore une réduction significative de cette charge polluante.
Pour conforter et renforcer ces avancées, le plan Banane Durable a été signé en décembre 2008 à la Martinique par le ministère de l’agriculture, les collectivités locales de Guadeloupe et de Martinique et la filière et s’est traduit rapidement par la création de l’Institut Technique Tropical (IT²) avec pour objectif majeur la réduction de 50% de l’utilisation des produits phytosanitaires à l’horizon 2013. L’IT² en collaboration étroite avec le CIRAD, s’est fixé pour objectif de proposer des systèmes de culture innovants économiquement rentables et à faible impacts environnementaux, adaptés aux contraintes topographiques et pédoclimatiques rencontrées sur les exploitations de Guadeloupe et de Martinique. La stratégie privilégiée est l’intégration de plantes de service en phase de jachères et/ou en association avec les bananiers. En effet, l’utilisation de plantes de service est une voie pour réintroduire de la biodiversité dans les systèmes de culture et une solution efficace pour le contrôle des adventices (Bàrberi, 2002). Cependant, l’introduction de plante de service provoque une concurrence pour la nutrition hydrique et azotée, même sur des cultures pérennes (Celette et al, 2008, 2009). La sélection de ces plantes consiste à identifier les traits fonctionnels favorables au contrôle des adventices (den Hollander et al., 2007), mais aussi trouver le compromis entre capacité de couverture et concurrence avec la culture (den Hollander et al.,2007b, Tixier et al, 2011). Enfin, l’introduction de plantes de service dans les systèmes de culture nécessite obligatoirement de s’adapter aux différents contexte des exploitations (Blazy et al., 2009).
Les services recherchés au travers de l’utilisation des plantes de service concernent :
- un assainissement du sol en nématodes phytoparasites du bananier (Radopholus similis et Pratylenchus coffeae principalement) durant l’année de jachère généralement réalisée en inter-culture.
- la couverture du sol pour obtenir un contrôle des adventices et limiter le risque érosif ; - la restructuration du sol (drainage et création de porosité biologique) ;
- la remobilisation des éléments nutritifs (remontée d’éléments depuis les horizons non explorés par la culture, fixation de l’azote par nodulation active).
Une trentaine de plantes de service introduites en collection sont caractérisées pour identifier leurs potentialités. Une détermination de leur statut d’hôte par inoculation contrôlée est également effectuée au laboratoire pour les espèces Radopholus similis et Pratylenchus coffeae.
Sur la base de la caractérisation des plantes de service, des plantes sont sélectionnées pour être introduites dans la conception de prototypes de systèmes de culture innovants. Six prototypes sont attendus pour être évalués chez les producteurs dans les différents contextes agronomiques et d’exploitation des Antilles.
Nous présenterons ici les résultats de la caractérisation de six plantes identifiées comme ayant des potentialités pour une utilisation dans les systèmes de culture de bananiers. Nous présenterons ensuite les résultats de l’évaluation d’un de ces prototypes. Nous discuterons
enfin des activités de démonstration et d’adaptation de ces systèmes de culture innovants à mettre en œuvre, suite à un changement d’échelle au sein de dispositifs multi-locaux.
MATÉRIELS ET MÉTHODE Plantes de service candidates
Sur l’ensemble des espèces évaluées en collection et au laboratoire nous présenterons ici les résultats obtenus sur six d’entre elles présentant des potentialités :
- Brachiaria decumbens cv. Basilisk, graminée pérenne naturalisée largement utilisée en production de fourrage aux Antilles françaises, mais aussi en plante de couverture en phase de jachère pour une replantation des bananiers sur mulch ;
- Paspalum notatum cv. Common, graminée pérenne présente dans la flore des Antilles françaises et utilisée pour la réalisation de pelouses ;
- Pueraria phaseoloides, légumineuse lianescente pérenne naturalisée aux Antilles françaises, très largement utilisée en zone tropicale comme plante de couverture (en palmeraies, hévéaculture…) ;
- Neonotonia wightii cv. Cooper, légumineuse lianescente pérenne rare aux Antilles françaises mais utilisée partout dans le monde comme plante de couverture à valorisation fourragère ;
- Stylosanthes guianensis cv. Guianensis, légumineuse pérenne rare aux Antilles françaises mais très utilisée dans les tropiques comme plante de couverture à valorisation fourragère ; - Stylosanthes hamata, légumineuse bien présente aux Antilles françaises, utilisée également en zone tropicale comme plante fourragère.
Les sites où sont installés les collections sont pour la Guadeloupe, la station de Neufchâteau du CIRAD située à Capesterre-Belle-Eau et pour la Martinique, le Pôle de Recherche Agro- environnementale de la Martinique (PRAM) situé à Petit Morne au Lamentin. Chaque espèce a été évaluée pendant 9 mois sur des parcelles élémentaires de 10 m x 10 m pour la Guadeloupe et 4 m x 5 m pour la Martinique. Les doses de semis ont été choisies en fonction des informations disponibles auprès des semenciers. Après semis à la volée, l’enfouissement des graines a été réalisé manuellement au râteau puis par un passage de rouleau. Si nécessaire, des irrigations sont pratiquées pour garantir des conditions de germination et de croissance optimales.
Statut hôte vis-à-vis des nématodes
Les espèces sont évaluées pour leur statut d’hôte pour les nématodes phytoparasites majoritaires du bananier Radopholus similis et Pratylenchus coffeae. Cette évaluation est réalisée en pot par des inoculations contrôlées de nématodes. Après un mois, ce qui correspond à un cycle de multiplication des individus, ceux-ci sont extraits des racines des plantes testées. Les résultats de sensibilité aux nématodes sont exprimés par le rapport entre la population de nématodes extraite dans les racines des plantes testées et par la quantité apportée comme inoculum de départ.
Capacité de couverture
La seconde fonction recherchée avec l’utilisation des plantes de service étant le contrôle des adventices, nous avons évalué leur capacité à couvrir le sol, ainsi que leur indice de surface relative. La capacité de couverture a été évaluée par notation selon un barème CEB (Marnotte et al., 1998) d’évaluation utilisé sur les adventices. Les indices foliaires ont été obtenus en mesurant avec un scanner numérique la surface d’un échantillon de poids connu de feuilles des plantes de services, puis en calculant l’indice foliaire sur la base du rapport de masse feuille/plante entière et des biomasses par unité de surface mesurées.
Conception de prototypes
En amont de la conception des prototypes de systèmes de culture innovants, nous avons définis 6 cahiers des charges correspondants aux différents contextes d’exploitation et d’environnement, mais aussi aux grandes options d’utilisation et de gestion des plantes de service (Tableau I).
La conception des prototypes de systèmes de culture innovants est actuellement réalisée à dire d’expert en s’appuyant sur les connaissances disponibles à la fois sur les contraintes à prendre en compte, sur le fonctionnement de l’agrosystème, et sur les caractéristiques des plantes de service utilisables. Cette démarche est réalisée lors de réunions du « Conseil Agronomique » qui regroupent des chercheurs, des conseillers techniques encadrant les producteurs et un panel de producteurs (Figure1). Le ou les prototypes ainsi conçus sont ensuite testés expérimentalement in situ sur des parcelles de production.
Pour illustrer les résultats obtenus, et dans un souci de concision, nous nous attarderons uniquement aux résultats du prototype B « couverture vivante de soja pérenne » où un Neonotonia wightii cv. Cooper a été implanté en jachère, puis maintenu en couverture vivante en bananeraie. La parcelle d’évaluation se situe sur l’exploitation SCA Changy à Capesterre-Belle-Eau en Guadeloupe. Deux mois après la destruction et l’enfouissement des bananiers, la préparation de sol et le semis ont été réalisés. Le semis a été réalisé à l’aide d’un semoir à la dose de 10 kilogrammes par hectare. Après un an de jachère, la replantation s’est faite au trou sur le couvert vivant de Neonotonia wightii cv. Cooper. Les performances de la culture ont été évaluées pendant 3 cycles. La parcelle élémentaire de 10m x 100m est répétée 5 fois sur l’ensemble de la parcelle identifiée. Les observations se sont poursuivies sur une totalité de 3 cycles de culture.
RÉSULTATS
Caractérisation des traits fonctionnels des plantes de service Statut hôte en nématodes
Les taux de multiplication pour R.similis pour toutes les espèces sont proches de zéro, ce qui signifie que ce nématode ne se multiplie pas et ne se maintient pas sur les racines de ces espèces. De même, pour P. coffeae, les taux de multiplication sont toujours inférieurs à 1, sauf pour P. notatum cv. Common où il est très légèrement supérieur correspondant à un statut de très mauvais hôte (Tableau II).
Capacité de couverture
La seconde fonction recherchée par l’utilisation des plantes de service concerne le contrôle des adventices. La figure 2a présente l’évolution au cours du temps du pourcentage de recouvrement du sol. Les espèces ayant la couverture la plus rapide sont B. decumbens cv.
Basilisk et P. notatum cv. Common. Ils atteignent une couverture de pratiquement 85% en 5 semaines. Les autres espèces permettent d’obtenir ce niveau de couverture du sol en moins de 10 semaines pour P. phaseoloides et S. hamata et en 10 semaines pour N. wightii cv.
Cooper et S. guianensis cv. Guianensis. Après 4 mois, les taux de couvertures sont entre 90 et 100% pour toutes les espèces.
Production de Biomasse
La Figure 2b présente l’évolution de la biomasse des plantes de service en collection. La biomasse représente une caractéristique majeure des plantes de service, corrélée à la fois à leur capacité de couverture et à leur demande en éléments minéraux. Nous avons observé que B. decumbens cv. Basilisk produit rapidement une biomasse importante (30 kg/m² en 4 mois). P. notatum cv. Common produit une quantité de biomasse plus modeste, qui se stabilise au bout de 3 mois.
Les autres espèces présentent des productions de biomasses moindres que P. notatum et présentent une stabilisation de la biomasse fraîche ou un net ralentissement de son accumulation entre trois et quatre mois.
Indice foliaire
Les indices foliaires les plus élevés sont obtenus par les graminées, avec un indice foliaire très important pour B. decumbens cv. Basilisk. Les autres espèces atteignent à la floraison des indices foliaires plus modestes situées entre 2 et 4, cette dernière valeur étant obtenue par N. Wightii cv. Cooper et S. Hamata. Un indice foliaire élevé permet une forte interception de la lumière utile d’une part pour la croissance ou le maintien de la plante de couverture, mais aussi pour provoquer un ombrage important pour assurer un contrôle continu des adventices.
Prototypes expérimentaux
Choix de la plante de service
Ce premier prototype, vise à implanter une plante de service pendant la période de jachère assurant la fonction d’assainissement et à la maintenir en couverture vivante en association en bananeraie tout en minimisant les problèmes de concurrence et d’entretien. Nous avons donc dans un premier temps écarté les graminées qui nécessitent un fauchage, et nous avons privilégié les légumineuses lianescentes qui pour un indice foliaire équivalent ou supérieur aux deux espèces de luzernes tropicales (Stylosanthes sp.) forment un couvert assez bas facilitant la circulation dans la parcelle. Nous avons privilégié l’utilisation de N.
wightiii qui offre une forte couverture pour une biomasse et une hauteur plus faible par rapport à P. phaseoloides.
Installation de N. wightii cv. Cooper et couverture obtenue
N. wightii s’est installé assez lentement et a nécessité un accompagnement par une application d’herbicide sélectif (FUSILADE MAX (fluazifop-p-butyl)) pour limiter la croissance des adventices graminée. Une fois que la plante a commencé à former des lianes, la couverture de N. wightii s’est rapidement formée et a dominé les adventices jusqu’à constituer un couvert monospécifique qui s’est maintenu après la mise en association en bananeraie.
Impact sur les nématodes du N. wightii par rapport au témoin couvert spontané
Après un an de jachère, après replantation des bananiers les niveaux de populations de nématodes sur les parcelles en N. wightii sont systématiquement inférieurs aux populations présentes après jachère spontanée (Figure 3). Pour R. similis, l’espèce qui occasionne le plus de dégâts sur le bananier, un assainissement complet est obtenu dans les deux cas.
Pour P. Coffeae, l’utilisation du couvert de N. wightii en jachère, assure un meilleur assainissement qu’un couvert spontané.
Impact sur le rendement du couvert de N. wightii par rapport au témoin sol nu
Après replantation des bananiers, au premier cycle, il est constaté un retard de floraison de trois semaines sur le couvert de N. wightii (Tableau III), toutefois le nombre de fruits par régime est plus élevé sur ce couvert. Il apparait que cela compense la floraison plus tardive et que par conséquent le rendement par hectare et par an est similaire sur couvert de N.
Wightii et sur conduite sur sol nu. En second cycle, il est constaté un accroissement du retard de floraison de deux semaines supplémentaires, mais comme précédemment ce retard est compensé par un régime présentant un nombre de fruits supérieur. En troisième cycle, la floraison reste décalée du fait du retard hérité des cycles précédents. Sur couvert de N. wightii, le nombre de fruit reste légèrement supérieur, ce qui assure comme précédemment une compensation du retard sur le rendement/ha/an.
DISCUSSION
Choix des plantes de service utilisées en bananeraie
L’objectif des caractérisations était de disposer de couvertures ayant des performances agronomiques et des caractéristiques techniques diversifiées. Par exemple, pour un même recouvrement deux espèces peuvent avoir des biomasses très différentes, c’est le cas de B.
decumbens et de P. notatum. Le premier est utilisable en jachère pour assurer un bon recyclage des éléments fertilisants issus de la décomposition des résidus de bananiers et pour produire un mulch épais au moment de la plantation. A l’inverse, P. notatum sera plus adapté en couverture vivante en association en bananeraie. Par ailleurs, les légumineuses étudiées, forment une biomasse proche de celle de P. notatum, mais celle-ci pouvant fixer de l’azote, on peut penser que le niveau de concurrence lors d’une utilisation en couverture vivante en bananeraie devrait être moindre pour la nutrition azotée. Enfin, une implantation durant l’interculture de la couverture vivante, évitera de faire coïncider la phase d’installation du couvert où ses besoins sont les plus importants et la phase d’installation de la culture.
C’est ainsi qu’en choisissant N. wightii, il est recherché une limitation de la concurrence entre la couverture et la culture.
Performances du prototype « Association N. wightii - bananier »
L’objectif des expérimentations étaient d’apporter des réponses quant aux performances du couvert de Neonotonia wightii cv. Cooper en association sous bananeraie.
Durant une jachère spontanée, de nombreuses espèces adventices peuvent permettre un maintien de nématodes pratylenchidae (aussi bien R. similis que P. coffeae, Quénéhervé et al., 2006) sans une intervention chimique en cours de jachère pour éliminer ces réservoirs hôtes. N. wightii qui assure un bon contrôle des adventices, et qui ne multiplie pas les nématodes du bananier répond positivement à cette problématique en les défavorisant. La production de biomasse assurée par N. wightii permet d’imaginer aussi un rôle dans le maintien de la fertilité du sol. Une Fiche technique reprend aujourd’hui cet itinéraire technique, fiche technique évolutive selon le retour des performances dans l’installation de cette espèce sur d’autres zones agro-climatiques.
En termes de composantes de rendement, il est observé un retard de floraison sur les trois cycles des bananiers. Cependant, il n’est pas observé de baisse du nombre de fruits, ce
retard n’est pas forcément l’effet d’une concurrence pour la nutrition, mais serait plutôt dû à une baisse de température constatée en bananeraie en présence d’une couverture vivante.
Ce retard de cycle peut avoir des conséquences dans la programmation des récoltes et les périodes de commercialisation à prévoir. Les effets de l’ajout de cette couverture vivante selon les modalités de ce prototype auraient des effets sur la productivité tout à fait marginaux et seraient donc compatibles avec les objectifs économiques des agriculteurs.
A noter toutefois des contraintes d’aspect réglementaire. En effet, Neonotonia wightii cv.
Cooper est une plante présente dans la flore de Guadeloupe et de Martinique (Fournet J., 2002) mais relativement rare. Se pose alors la question de son introduction à plus grande échelle pour diffusion de semences auprès des planteurs et généraliser cette pratique. Cette espèce est largement employée comme fourrage à travers le monde et est domestiquée.
Malgré tout, le risque invasif est indispensable à évaluer. Concernant les listes existantes sur les Antilles françaises, elle n’y apparaît pas (liste UICN, ARP).
Des évaluations auprès de planteurs localisés dans différentes zones de Guadeloupe et Martinique et tenant compte des contraintes spécifiques et individuelles des exploitations concernées sont en cours. Elles permettront d’affiner l’évaluation agronomique de N. wightii cv. Cooper en collection et prototype expérimental et permettra d’apporter des éléments de réponse supplémentaires sur son comportement. .
CONCLUSION
La démarche de conception des Systèmes de cultures innovants est aujourd’hui bien intégrée et porte ses fruits. Il existe de véritables boucles de rétroaction permettant l’intégration des résultats obtenus à la fois au sein des différents niveaux d’évaluation des Systèmes de culture innovants ainsi qu’entre les différents partenaires associés au processus global de conception de systèmes de culture innovants. La démarche fonctionne bien aujourd’hui et les planteurs à travers leur implication dans le Comité Agronomique sont bien intégrés au processus global.
Les résultats obtenus quant aux plantes évaluées sont encourageants et laissent entrevoir des applications à moyen terme dans différents prototypes. Sous réserve de difficultés réglementaires dans l’importation de N. wightii, son utilisation à grande échelle semble prometteuse, et devrait permettre sur les bananeraies compatibles avec ce système de culture une réduction drastique des quantités d’herbicides utilisées.
BIBLIOGRAPHIE
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