Bandes enherbées biodiversité mais sans danger

A court terme, elles induisent peu de risques malherbologiques c'est-à-dire d'infestations de parcelles par des adventices

Les bandes enherbées sont aujourd'hui en place depuis près de cinq ans pour des raisons environnementales. Gelés sans contrepartie financière, ces linéaires exempts de désherbage chimique peuvent être considérés comme de potentiels refuges de diversité pour la flore spontanée... Mais aussi, à l'opposé, comme des réservoirs de mauvaises herbes proches – trop proches – des parcelles cultivées. Aussi est-il important de savoir quels types d'espèces et quelles densités de plantes sont présents. Et, surtout, si elles font courir aux agriculteurs un risque « malherbologique », c'est-à-dire d'entrée de mauvaises herbes nuisibles dans les champs. C'est le sujet de trois ans d'études, résumés ici.

Le paysage agricole est aujourd'hui doté de bandes enherbées mises en place pour des raisons environnementales. Elles sont rendues obligatoires par plusieurs types de législation (surface en « couvert environnemental » liée à la conditionnalité des aides PAC depuis 2003, 4e « Plan d'action en zones vulnérables » issu de la directive nitrates depuis 1991).

Pourquoi étudier les bandes enherbées

Créées pour l'eau

Leur objectif premier était de limiter l'érosion hydrique des sols et réduire la pollution des eaux de surface : fossés humides (photo en médaillon), cours et plans d'eau (photo ci-essous).

Ces zones tampon de 5 m de large entre la parcelle et l'eau permettent de limiter la contamination de l'eau par dérive des produits phytosanitaires et engrais (Réal et al., 1997). De plus, le couvert herbacé réduit la vitesse d'écoulement du cours d'eau sur le sol, favorisant la sédimentation des matières en suspension (particules de terre) et l'infiltration des molécules phytosanitaires que les micro-organismes du sol peuvent dégrader. Ces dispositifs ont prouvé leur efficacité en la matière (CORPEN, 2007).

Biodiversité de surcroît

Le Grenelle de l'Environnement avec le développement de la « trame verte et bleue », a ajouté à cette mesure un objectif en faveur de la biodiversité : la notion de corridor écologique

L'idée est de favoriser la diversité faunistique en complétant le maillage paysager existant (bordures, haies, talus, etc.) pour favoriser les déplacements et la reproduction de certaines communautés animales liées aux agrosystèmes. Cet effet pourrait favoriser les communautés de gibiers sauvages (Maillet-Mezeray et al., 2006), de pollinisateurs, d'autres insectes et d'oiseaux affectées par la simplification des paysages agricoles.

Inquiétudes malherbologiques

Cependant, l'interdiction des herbicides, la non-perturbation du sol après l'implantation et le fait que la bande soit implantée en bord de parcelle suscitent des questions sur le type de communautés végétales hébergées dans ce nouveau milieu ou pouvant le coloniser.

En effet, le gel pérenne des cinq premiers mètres du champ, où les mauvaises herbes sont en général plus abondantes qu'à l'intérieur, peut en faire un réservoir de diversité végétale importante mais aussi de mauvaises herbes risquant d'envahir la parcelle. Ce risque de réservoir d'espèces agressives difficiles à gérer dans la parcelle (chardon, brome stérile, chiendent) génère chez les agriculteurs des craintes qui pourraient s'amplifier en cas de réduction de choix d'herbicides efficaces (Cordeau et al., 2009).

Cette problématique a fait l'objet d'un travail de thèse (Cordeau, 2010) durant trois ans à l'UMR Biologie et Gestion des Adventices (INRA Dijon). Nous présentons ses principaux résultats.

Quelles mauvaises herbes ?

Espèces « sauvages » au milieu de celles semées

Pour enherber ces zones, les agriculteurs ont choisi d'implanter un couvert semé afin de limiter le développement rapide des mauvaises herbes à partir du stock semencier du sol (photo ci-contre).

Les espèces implantées peuvent varier en fonction du type de sol et du contexte paysager : bord de cours d'eau, zones sèches ou intermédiaires. Le choix des espèces semées est large (fétuque des prés, dactyle, lotier, sainfoin) et dépend de la volonté des agriculteurs de récolter du foin pour l'alimentation animale ou des mélanges disponibles dans les coopératives. C'est donc à travers un couvert d'espèces particulièrement compétitif que va se développer la flore « sauvage » des bandes enherbées.

77 relevés floristiques

Afin d'identifier la flore présente dans les bandes enherbées, des relevés floristiques ont été réalisés sur 77 de ces bandes réparties sur deux zones géographiques (Figure 1) : la zone atelier « Plaine et Val de Sèvres », du CNRS de Chizé (ouest de la France), et la zone d'étude de Fénay, de l'INRA de Dijon (est de la France). Sur chaque bande enherbée, 10 quadrats de 0,36 m² (cinq sur le côté adjacent à la parcelle, cinq sur le côté adjacent à la bordure) permettent de noter le pourcentage de recouvrement de chaque espèce rencontrée (semée ou spontanée). Ce relevé est complété par un parcours à pied dans la bande enherbée sur une surface de 500 m² pour identifier la présence d'espèces qui auraient échappé aux quadrats.

Réelle richesse

Les relevés floristiques indiquent que les bandes enherbées hébergent de nombreuses espèces non semées. En effet, on en dénombre en moyenne 26 par bande (variant de 6 à 50). 89,9 % sont des adventices que l'on peut rencontrer dans les champs (48,9 % étant estimées « fréquentes » dans les champs). En nombre d'espèces, les bandes enherbées sont au moins deux fois plus riches que les parcelles.

Cette étude a permis de recenser au total 187 espèces non semées dont certaines très fréquentes dans les bandes enherbées (31 espèces ayant une fréquence > 30 %). Beaucoup d'espèces sont peu fréquentes (76 espèces « rares » à fréquence < 5 %).

Asteracées, riveraines, ronces, ligneux

Parmi les espèces les plus fréquentes (Tableau 1), celles de la famille des asteracées (laiteron rude, pissenlit, laitue scarole et helminthie fausse vipérine) ont la particularité de disperser leurs semences par le vent.

On y rencontre aussi des espèces des bords de champs humides ou de rivières comme le cabaret des oiseaux (photo ci-dessous) et plus rarement le roseau commun ou les arums.

Très étonnamment et parfois en l'absence de haies ou de bois adjacents, la ronce est très fréquente dans près de deux tiers des bandes enherbées. Plus que sa présence qui peut s'expliquer par l'absence de travail du sol, c'est sa fréquence et son abondance dès les premières années qui interrogent.

De même, on rencontre souvent des espèces ligneuses : clématite, sureau noir et pousses d'arbres (hêtre, cornouiller, etc.). Leur présence est réglementairement interdite. En effet, une bande enherbée reste une terre cultivable dont l'entretien minimal doit éviter l'évolution vers une friche donc l'apparition de ligneux.

L'ascension des vivaces

Les espèces fréquentes sont en majorité pluriannuelles (47,2 % pour 43,3 % d'annuelles) comme le liseron ou le chardon des champs, identifiés sur toutes les bandes enherbées du site de Fénay et sur plus de 8 sur 10 sur le site de Chizé.

De plus, le ratio annuelle/vivace varie avec le temps (Figure 2). Un an après l'implantation, on observe environ 50 % d'espèces vivaces. Puis la proportion augmente et les vivaces remplacent progressivement les annuelles et bisannuelles.

Pourquoi tant de vivaces ?

Vivaces semées compétititives

Les bandes enherbées sont implantées pour plusieurs années avec des graminées prairiales (ray-grass, dactyle aggloméré, fétuque rouge...) et des légumineuses (trèfle rampant, lotier corniculé, etc.) Globalement, ces espèces vivaces très compétitrices ont une grande aptitude à occuper le milieu car, soit elles sont cespiteuses à croissance rapide (fétuque des prés, dactyle), soit elles tapissent toute la surface du sol (lotier, fétuque rouge). Comme l'apport d'engrais est interdit, l'ajout de légumineuses permet d'augmenter la pérennité du couvert semé par leur capacité à fixer l'azote atmosphérique. Mais, selon les départements et les réglementations liées aux « Plans d'action zone vulnérable » (directive nitrate), les légumineuses sont interdites le long des cours d'eau.

Les relevés floristiques réalisés montrent que la couverture végétale totale est en moyenne de 77,3 % ± 14,9 % et que 95 % des bandes enherbées ont une couverture totale de plus de 50 %. Seules 18 % des bandes enherbées présentent une couverture liée aux espèces adventices supérieure à celle liée aux espèces semées (Figure 3).

Espèces semées de plus en plus majoritaires

Il a été observé une couverture adventice plus importante pour des bandes âgées de 1 à 3 ans, pour lesquelles beaucoup de plantes sont encore issues du stock de semences. Au fur et à mesure que la réserve de semences du sol s'épuise, les plantes semées prennent le dessus et assurent la couverture du milieu.

La flore spontanée qui se développe dans les bandes enherbées subit des pressions de sélection très fortes à la fois d'origine naturelle (compétition par le couvert semé, prédation) et d'origine anthropique (broyage).

Pour perdurer dans un tel habitat compétitif, les espèces adventices doivent avoir la capacité d'entrer en compétition pour l'occupation de l'espace, tant au niveau du sol (compétition racinaire, espace pour germer) qu'au niveau aérien (captation de la lumière). La compétition pour la lumière est certainement majeure dans un couvert végétal dense et d'une hauteur dépassant les 60 cm en juin.

Une espèce messicole comme le bleuet voit sa biomasse diminuer au stade plantule de 21,4 g/plantule à 5,3 g/plantule lorsqu'il se développe dans un couvert de ray-grass.

Mais certaines espèces annuelles à croissance indéterminée, telle la véronique de Perse, par l'élongation de ces ramifications, parviennent à se développer et à fructifier avant le broyage, atout majeur pour les espèces annuelles afin de se maintenir dans les bandes enherbées.

L'effet du broyage

En effet, les espèces doivent de plus pouvoir tolérer les fauches (ou broyage) qu'effectue l'agriculteur pour gérer le couvert végétal. Selon nos enquêtes les agriculteurs réalisent entre 1 et 3 broyages par an en respectant la période d'interdiction préfectorale (30 à 40 jours de mai à juin en général). Souvent, un broyage est réalisé avant cette période et un autre l'été.

Or, un broyage tardif peut favoriser la grenaison des espèces annuelles alors que les dates de broyage affectent peu les espèces vivaces.

Ces vivaces, avec leurs organes de survie en surface (rosette du pissenlit) ou souterrains (bulbes de l'avoine à chapelet, rhizomes du chiendent, drageons du chardon), sont fort bien adaptées à supporter ces pratiques.

La destruction mécanique du chardon des champs par exemple est complexe du fait de son mode d'accumulation de réserves carbonées dans son système souterrain qui rend sa gestion plus complexe que pour les autres espèces vivaces (Rodriguez et al., 2007). La fauche du couvert est donc très favorable à de telles espèces qui, profitant de la ré-ouverture du milieu après la fauche (accès à la lumière) peuvent alors se développer rapidement malgré la compétition exercée par les espèces semées. L'exportation des foins favorise encore plus ce phénomène de réouverture qui, bien qu'elle exporte plus de 15 000 semences/m² de bandes enherbées dont 99 % sont des espèces semées (Cordeau et al., 2010), favorise le re-développement végétatif des espèces vivaces les mieux implantées, notamment celles semées.

Annuelles, germer en surface

Les espèces annuelles peuvent produire des semences si leur date de production est décalée par rapport à celle de destruction du couvert, en ayant lieu très tôt (véronique à feuilles de lierre, cardamine des champs) ou très tard (espèces estivales type mouron des champs).

Toutefois, si une espèce annuelle parvient à produire des semences viables, il faut aussi que ces semences soient capables de germer à la surface d'un sol qui n'est plus perturbé par le travail du sol.

Nos expérimentations de germination en surface montrent une très forte hétérogénéité selon les espèces adventices quant à cette capacité (Reibel et al., 2010). Ainsi, le bleuet voit son taux de germination diminuer si les semences sont placées en surface (photo ci-contre). En revanche, la semence de véronique de Perse germe mieux en surface (84,4 %) qu'enfouie (59 %).

La dure vie de messicoles

C'est ainsi que de nombreuses espèces annuelles présentes dans le stock semencier sous la bande enherbée, vont progressivement disparaître. Parmi ces annuelles, les messicoles comme le bleuet, espèces devenues rares du fait de l'intensification des pratiques agricoles mais qui maintenaient leurs populations sur le bord des champs, sont défavorisées par les bandes enherbées sur ces bords de champs. Le semis d'une bande de graminées compétitrices sur un sol non travaillé, et où la végétation est entretenue par des broyages fréquents, pourrait leur être très défavorable.

Espèces gagnantes

Enfin, les espèces à semences dispersées par le vent (espèces anémochores) peuvent se maintenir dans les espaces hors champ (bordure, talus, fossés) et venir coloniser ponctuellement les bandes enherbées. Leurs semences ont plus de chance d'occuper les espaces laissés vides par le couvert et leur système racinaire vivace ou végétatif en rosette leur confère une aptitude à se maintenir dans les bandes enherbées.

En l'état actuel des connaissances sur les relations entre espèces adventices et semées et sur les facteurs qui structurent les communautés adventices, il est possible de dégager des noms d'espèces potentiellement gagnantes dans les bandes enherbées (Tableau 2).

Flore potentiellement « difficile »

En conclusion, les relevés floristiques indiquent que les bandes enherbées hébergent une flore plus riche que celle des parcelles adjacentes. Ainsi, la présence de ces adventices, en majorité des adventices des cultures et en majorité des vivaces difficiles à gérer dans la parcelle, suscite des craintes de dispersion d'espèces de la bande enherbée vers la parcelle.

Ces espèces dispersent-elles vers la parcelle ?

Comptages effectués

L'effet des bandes enherbées sur l'entrée d'espèces dans la parcelle cultivée a été quantifié par des relevés floristiques sur des transects continus, perpendiculaires à la bordure et allant jusqu'à 30 m à l'intérieur du champ.

Ces transects sont disposés sur deux côtés opposés d'un même champ (avec et sans bande enherbée). Chaque transect est composé de quadrats de 0,25 m² disposés en continu, soit 2 dans la bordure herbacée, 10 dans la bande enherbée, un dans l'interface et 60 dans la parcelle.

Sur chaque quadrat, on compte le nombre d'individus de chaque espèce adventice.

Moins d'adventices avec une bande enherbée

Le comptage du nombre d'espèces sur chaque quadrat montre que la mise en place des bandes enherbées diminue l'entrée d'adventices dans la parcelle (Figure 4).

En effet, sans bande enherbée, la bordure extérieure du champ modifie la flore du champ jusqu'à 6,5 m alors qu'avec une bande enherbée, cette distance tombe à 1,5 m. La richesse spécifique diminue très rapidement dans la bande enherbée et, bien qu'elle remonte dans le premier mètre de la zone cultivée, elle est plus faible que sur le côté ne possédant pas de bande enherbée (Figure 4).

La bande enherbée apparaît donc comme une zone tampon à la dispersion des espèces depuis la bordure vers le champ, au moins à court terme. Les bandes enherbées étudiées avaient entre 2 et 4 ans. On peut penser qu'une bande enherbée plus âgée pourra se comporter comme une bordure de champ.

Des solutions en cas éventuel d'infestation

Globalement, sur ces 3 années d'étude, nous n'avons pas observé de cas d'envahissement de parcelles cultivées à partir des bandes enherbées. Néanmoins, dans des situations particulières, le chardon des champs et à un moindre degré le chiendent des champs, par leur mode de propagation, pourraient être favorisés par la présence d'une bande enherbée.

L'agriculteur peut alors retourner sa bande enherbée par un labour profond et implanter un nouveau couvert. L'utilisation d'un chisel est également envisageable pour remonter à la surface une partie des rhizomes ou drageons afin de les laisser se dessécher.

Par la suite, il est préférable d'implanter un couvert associant des espèces compétitrices tapissantes (fétuque rouge) et cespiteuses de grande taille (fétuque élevée). Un broyage unique annuel avant grenaison élimine les espèces annuelles et favorise la compétition des espèces semées sur les adventices. Trop broyer favorise les espèces tolérantes au broyage, donc celles vivaces ou en rosettes.

Quel bilan ?

Les bandes enherbées sont à l'origine une mesure environnementale qui présente déjà un intérêt par la seule fragmentation du paysage qu'elles génèrent.

Ces bandes semblent aussi présenter un intérêt pour le maintien de la diversité des communautés biologiques animales des milieux cultivés (rôle de refuge et/ou de corridor). Si nos données montrent que les bandes enherbées sont des habitats où la flore est riche, il apparaît que les fonctions que peuvent assurer ces espèces (production de pollen et nectar, production de graines pour les prédateurs, etc.) sont moins nombreuses.

Ainsi des jachères dites « florales » ont été créées par ailleurs ; leur véritable intérêt reste encore très discuté (Gadoum et al., 2007).

Du point de vue agronomique, les bandes enherbées apparaissent néanmoins comme une opportunité à court terme pour gérer la flore à l'échelle de la parcelle sans salissement de cette dernière au moins les premières années, en maintenant un niveau de biodiversité élevé dans l'espace de bordures de champs.

<p><b>Photo en médaillon : Cette bande enherbée longe un fossé de drainage dont elle protège l'eau. Mais peut-elle servir de base arrière à des mauvaises herbes envahissant la parcelle ? Réponse dans ces pages.</b></p> <p>* INRA, UMR1210, Biologie et gestion des adventices, 21000 Dijon.</p> <p>Adresse : INRA, UMR1210, Biologie et gestion des adventices, 17, rue Sully, BP 86510, 21065 Dijon cedex. E-mail : s.cordeau@groupe-esa.com</p>