Maîtriser les adventices sans labour et sans glyphosate

En Rhône-Alpes, l'Isara a étudié l'impact des techniques de travail du sol sans labour et sans glyphosate sur les communautés d'adventices et les performances agronomiques des cultures.

Depuis une quinzaine d'années, l'Isara (École d'ingénieur en agriculture et agroalimentaire, à Lyon) mène des expérimentations en région Rhône-Alpes sur les techniques de non-labour en agriculture biologique (AB) ou sans utilisation de glyphosate. À l'origine, ces travaux sont issus de discussions avec des agriculteurs de la région, qui souhaitaient tester ces techniques pour améliorer la fertilité de leur sol. De nombreuses questions se sont posées, principalement l'impact de ces techniques sur la maîtrise des adventices et, par conséquent, les performances agronomiques des cultures.

Une expérimentation de plus de quinze ans

Pour répondre aux questions posées par la gestion sans labour et sans glyphosate, une expérimentation longue durée a été mise en oeuvre chez un agriculteur AB de l'Ain (site de Thil), associée à un réseau de parcelles chez des agriculteurs et agricultrices AB de la région Rhône-Alpes. Cette expérimentation a débuté en 2005 et s'est achevée en 2021. L'objectif était de comparer quatre techniques de travail du sol en AB :

- un labour traditionnel (LT) à 30 cm de profondeur ;

- un labour dit agronomique (LA) à 18 cm de profondeur sans rasette pour réduire la dilution de la matière organique ;

- un travail superficiel (TS) à 15 cm avec un outil à dents de type chisel ;

- un travail très superficiel (TTS) à 7 cm avec un outil à dents, ce dernier devant être à l'origine un semis direct sous couvert roulé (testé en 2005 et 2008).

Les pailles étaient toutes restituées au sol, soit profondément enfouies dans le cas du labour, soit mélangées à la surface du sol dans le cas des techniques sans labour. Ces techniques ont été mises en oeuvre dans un essai agronomique classique dans un sol sablo-limoneux calcaire d'alluvions du Rhône (chaque traitement est mis en oeuvre sur une parcelle de 12 m × 80 m, et répété trois fois). La rotation retenue était celle de l'agriculteur, représentative des systèmes irrigués de la région, soit une rotation courte de type maïs/soja/blé, avec des couverts mixtes (légumineuses et graminées) en interculture entre le blé et le maïs et si possible entre le maïs et le soja (de type graminée).

À la suite de cet essai et au mauvais contrôle des adventices en semis direct dans l'essai longue durée de Thil, des travaux spécifiques sur le semis direct sous couvert roulé sans glyphosate ont été entrepris en 2016 sur deux cultures de printemps : le soja et le maïs. Ainsi, plusieurs essais annuels ont été implantés dans la région entre 2016 et 2020 chez des agriculteurs afin de caler des itinéraires techniques permettant, d'une part, une bonne maîtrise des adventices et, d'autre part, une bonne implantation et un bon rendement des cultures. Les travaux en détail, issus de la thèse de Laura Vincent-Caboud, ont été publiés en français dans la revue de l'Association française d'agronomie (Peigné et al., 2022).

Les principaux enseignements du non-labour en AB

Une amélioration d'année en année, hors semis direct

En premier lieu, il faut retenir que l'ensemble de nos travaux se sont déroulés dans des rotations courtes, avec deux cultures de printemps qui se suivaient. Ainsi des travaux mécaniques de désherbage, de type binage, ont été réalisés suivant les besoins.

La courbe rouge de la Figure 1 résume les résultats des seize années d'essai en termes de différences de rendements entre le travail très superficiel TTS à 7 cm de profondeur et le labour traditionnel LT à 30 cm, soit les deux traitements les plus extrêmes l'un de l'autre. Ainsi, quand la courbe dépasse le 0, le travail très superficiel présente un meilleur rendement que le labour et inversement. Les barres jaunes et bleues représentent la quantité d'adventices en tonnes de matière sèche par hectare à la récolte, respectivement pour le LT et le TTS.

La technique du semis direct sous couvert roulé, testée en 2005 avec un maïs sous luzerne et en 2008 avec un soja sous seigle, a été un échec. En effet, les couverts ne présentaient pas assez de biomasse et, une fois roulés, ils ont laissé se développer les adventices avec aucune possibilité de les maîtriser (présence d'un paillis, aucun désherbage mécanique possible). Cela a conduit à des baisses de rendements spectaculaires pour le maïs (-75 %) en TTS comparé au labour, ainsi que pour le soja (-35 % de rendement). Ces échecs ont aussi conduit à un salissement prolongé des parcelles ; il a fallu une à deux années de désherbage mécanique intensif pour revenir à un niveau de densité des adventices acceptable. À la suite de ces essais, le sol a été très légèrement travaillé (7 cm) et nous avons engagé un programme spécifique sur le semis direct pour caler la technique.

D'année en année, les rendements se sont améliorés en travail du sol très superficiel (comparé au labour), avec des années où ce dernier présentait de meilleurs résultats (2007, 2013) et, sur les sept dernières années, une amélioration du rendement jusqu'à obtenir des rendements supérieurs comparés au labour traditionnel. Cela coïncide avec une diminution des biomasses d'adventices en TTS, avec toujours un peu plus de biomasse d'adventices en non-labour, ce qui, finalement, a peu d'effets pour le rendement. En intégrant des données issues d'autres parcelles agricoles comparant labour et non-labour en AB, on observe un seuil autour de 1 à 1,5 t/ha de matière sèche d'adventices à la récolte : en dessous de ce seuil, soit quand le salissement est contrôlé, les adventices ne sont plus un facteur limitant du rendement. Toutefois, le contrôle des adventices en non-labour est plus difficile qu'en labour les années où le printemps est humide, comme en 2013 et 2014 dans nos essais. D'une part, le désherbage mécanique est moins efficace (les outils sont moins efficaces et les plantules mal arrachées ont tendance à repousser), d'autre part, du fait de nombreux passages, il crée des tassements du sol.

Une différenciation de la flore adventice

Après seize ans d'essai, en mai 2021 sous blé d'hiver, les biomasses d'adventices sont faibles pour un système en AB, avec moins de 300 kg/ha de matière sèche à la récolte quelle que soit la technique de travail du sol, similaires entre techniques. Toutefois, le développement des adventices est différent : on recense plus d'adventices au mètre carré dès la sortie de l'hiver en non-labour (Figure 2 page suivante), avec des espèces plus diversifiées mais moins développées, d'où des biomasses finalement équivalentes entre techniques de travail du sol. Les principales espèces recensées sont assez communément retrouvées dans des parcelles de blé, comme le coquelicot, le ray-grass, la stellaire intermédiaire et le spéculaire miroir de vénus. Dans le cadre d'un projet européen, une étude datant de 2012 réalisée par des collègues espagnols sur les données issues de plusieurs essais en non-labour en AB (dont l'essai de Thil) montre une différenciation de la flore adventice entre les techniques avec et sans labour. En regardant de plus près les traits fonctionnels de ces adventices, les changements dans les communautés d'adventices semblent impliquer une réduction de la compétition entre ces dernières et les cultures dans les deux systèmes de travail du sol. Par exemple, les communautés d'adventices en non-labour sont potentiellement moins compétitives car les espèces présentes sont de plus petites tailles et ont moins d'affinité avec les nutriments. Les communautés d'adventices en labour profond produisent potentiellement moins de graines et sont le plus souvent des annuelles (Armengot et al., 2016).

Le semis direct sous couvert roulé sans glyphosate

Une technique originaire des États-Unis

Afin de réduire le travail mécanique en non-labour en AB, pouvant provoquer des tassements et un mauvais contrôle des adventices comme évoqué précédemment, nous avons testé une pratique de semis direct sous couvert végétal roulé (photo p. 24). Cette technique initialement développée aux États-Unis présente plusieurs avantages :

- un couvert vivant en interculture qui contrôle des adventices en les étouffant et protège le sol ;

- puis un roulage pour créer un paillis au sol qui bloque le développement des adventices au cours du cycle de la culture (barrière physique) ;

- avec un semis direct de la culture dans le couvert roulé ;

- ainsi plus aucune intervention de désherbage jusqu'à la récolte de la culture (Vincent-Caboud et al., 2019).

En 2005 et 2008, les essais de semis direct sous couvert n'ont pas été concluants car, d'une part, nous n'avions pas à disposition de matériel adapté (rouleau cranteur, semoir direct) et, d'autre part, le choix et le mode d'implantation des couverts n'avaient pas été assez réfléchis pour assurer une bonne destruction au moment du semis de la culture. Ainsi, après des échanges avec nos collègues d'universités nord-américaines (universités de Madison et Cornell) qui avaient déjà mis en oeuvre ces techniques, plusieurs essais en soja et maïs ont été menés entre 2016 et 2020, en région Rhône-Alpes dans des systèmes AB ou en conventionnel, mais sans utilisation d'herbicide.

Gestion des adventices pendant la phase de couverture

Pendant la phase de couverture, il est important que le couvert se développe vite et couvre le sol. Dans des essais de semis de seigle et triticale à la fin de l'été, les résultats montrent que plus on sème tôt le couvert (vers la mi-septembre) et dense (aux alentours de 200 kg/ha), plus il est développé en entrée de l'hiver et permet, d'une part, d'atteindre une forte biomasse au printemps et, d'autre part, de gérer le développement des adventices. En termes d'espèces, la présence de seigle dans les couverts (en pur ou en association) permet la meilleure régulation des adventices (effet allélopathique). Le seigle fourrager permet un développement du couvert plus rapide à l'automne et de plus fortes biomasses au printemps comparé au seigle grain.

Toutefois, dans les conditions climatiques de Rhône-Alpes et la période d'essai, les automnes secs et les hivers humides n'ont pas permis d'atteindre en moyenne l'objectif de biomasse fixé à 8 tonnes de matière sèche par hectare. Cet objectif est issu de travaux nord-américains, qui démontraient que cela représentait la biomasse minimale à atteindre avant roulage pour obtenir un paillis suffisant afin de gérer les adventices par la suite (Vincent-Caboud et al., 2019). En moyenne, nous avons obtenu une biomasse de l'ordre de 5,5 t/ha, et surtout une très forte variabilité entre sites expérimentaux et années. À chaque fois que les 8 t/ha ont été atteintes au roulage, la biomasse adventice n'augmentait que de 200 kg/ha entre la floraison et la récolte du soja. Dans les sites n'ayant pas obtenu ces 8 t/ha, la pression adventice s'est accrue de plus de 1 t/ha entre ces deux dates (Figure 3). Ces résultats posent de nombreuses questions sur la conduite du couvert, plus particulièrement : est-il possible, dans nos conditions pédoclimatiques, d'obtenir de telles biomasses de façon régulière ? Quelle conduite du couvert adopter ? Les Nord-Américains ont décidé de sélectionner des plantes de couvert spécifiquement dédiées à cette technique, afin d'atteindre ces fortes biomasses au printemps. Une autre question qui se pose est la gestion de l'eau. En effet pour atteindre une forte biomasse au printemps, le couvert va consommer de l'eau, ce qui peut être préjudiciable aux cultures de printemps à venir. Nos essais ont plutôt montré l'effet bénéfique du paillis en été sur la préservation de la fraîcheur, avec des résultats très intéressants en soja conduit en sec.

Gestion des adventices après le roulage du couvert

Afin d'obtenir un paillis le plus couvrant, il est recommandé de semer la culture principale perpendiculairement au sens de semis du couvert, ainsi le roulage est lui aussi perpendiculaire et assure un plus grand recouvrement du sol. Il faut attendre la mi-floraison des espèces pour rouler, afin de bien « tuer » le couvert et éviter des repousses ultérieures, ce qui transformerait le couvert en adventice ! Le stade mi-floraison doit ainsi être réfléchi en adaptant la date de semis du couvert, l'espèce retenue, mais aussi la variété de la culture afin de pouvoir la semer le plus tard possible au printemps. Un essai avec du pois autrichien comme couvert pour le maïs a ainsi échoué car il n'a pas été possible d'attendre la mi-floraison du pois fourrager pour le rouler, le maïs devant être semé. Le pois s'est relevé après roulage et a empêché le maïs de lever. Rouler plusieurs fois le couvert pour coucher les plantes relevées n'est pas efficace, cela améliore l'aspect visuel du champ mais a tendance à gêner l'implantation des cultures et ainsi à diminuer les rendements.

Pour les essais en maïs, des couverts de féveroles seules ou mélangées à du seigle ont été testés afin de voir le compromis entre :

• un paillis peu dense (féverole pure) pour une bonne implantation et levée de la culture mais qui aura tendance à se dégrader vite et laisser passer les adventices ;

• et un paillis plus dense, difficile pour l'implantation et la levée de la culture mais plus efficace pour le contrôle des adventices.

Les résultats montrent que le couvert de féverole pure favorise le maïs, mais favorise le développement de la flore de la parcelle. Ainsi dans une perspective à long terme, il est possible d'implanter un couvert plus dense avec une féverole mélangée à du seigle. Pour obtenir un rendement satisfaisant, il faut alors augmenter la densité de semis du maïs, afin de pallier le problème d'implantation, si cela est possible, en adaptant la variété si besoin.

Les rendements obtenus avec ces techniques de semis direct sont bien évidemment variables, mais peuvent être intéressants avec des différentiels assez faibles vis-à-vis des pratiques de travail du sol et désherbage mécanique : ainsi en soja, l'écart moyen est de 8 %. Mais en raison des faibles charges du semis direct (de la moitié à deux tiers de passages en moins), la marge brute augmente. Il faut faire attention néanmoins à ces résultats, car on ne connaît pas les arrière-effets de cette technique sur le stock semencier d'adventices du sol par exemple ou sur la gestion du paillis après récolte de la culture.

Conclusion

Le non-labour en AB est possible et peut même conduire à des résultats similaires, voire plus intéressants qu'avec le labour. Toutefois, la gestion des adventices reste un enjeu majeur et nécessite bien souvent une intensification mécanique des parcelles en non-labour (nombreux passages nécessaires). Les flores se différencient en passant du labour au non-labour. Dans le système étudié, ce phénomène ne conduit pas forcément à une flore plus compétitive : malgré une apparition plus importante d'espèces vivaces, celles-ci restent minoritaires dans la composition de la flore. Le non-labour conduisant à une très grande diversité d'espèces adventices, il limite la dominance de certaines.

Pour remédier au désherbage mécanique en non-labour, la pratique du semis direct sous couvert avec l'utilisation de rouleaux (sans utilisation de glyphosate) est une voie intéressante. Il est possible d'obtenir de bons résultats, avec un contrôle satisfaisant des adventices dans ces systèmes. Toutefois, en raison de l'irrégularité des résultats, des travaux sont encore nécessaires pour optimiser la technique en fonction des différentes conditions pédoclimatiques rencontrées (et au changement climatique) et surtout pour l'insérer dans les rotations pratiquées par les agriculteurs.