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Département fédéral de l'économie DFE
Station de recherche Agroscope Changins-Wädenswil ACW
Synthèse de 40 ans d’expérimentation enSynthèse de 40 ans d expérimentation en techniques de conservation du solContribution des différentes techniques culturales au niveau de la protection du sol et de sa fonction productive à long termeDéfis en cours et à venir
Raphaël CharlesSystèmes de grandes cultures
3ème journée romande « Sol – plante – climat »Yverdon, 14.10.2010
Systèmes de grandes culturesp29C: Culture sans labour en (1969)
24A A d t Site Couverts végétaux TCSp24A: Amendements
organiques et fumure azotée (1977)
Techniquesculturales
EspèceVariété
en TCS
p20: Rotation des cultures (1967)
P24B: Efficacité des engrais de ferme (1995) PI
Rotationdes cultures
Nutritiondes plantes
p29B: Fumure PK en sol argileux (1970)
Fertilitédes sols
Protectiondes végétaux
p11A: Amendements organiques et fertilité
des sols (1963) p32: MOSAIC Agroécosystème
Economie, environnement, société240 ans d’essais de travail du sol| Défis en cours et à venir
Raphaël Charles
Culture sans labourEtude des conséquences à long terme de différentes méthodes de culture sansEtude des conséquences à long terme de différentes méthodes de culture sans labour, sur un sol argileux et sur un sol limoneux depuis 1969 à Changins.Labour (25-30cm) comparé au chisel (25-30cm), au cultivateur (10-15cm) et au travail minimal (herse rotative (5-10cm)
rrue isel
Cha
r
Chi
vese
rota
tiv
ltiva
teur
340 ans d’essais de travail du sol| Défis en cours et à venirRaphaël Charles H
ers
Cu
7
8
lture
5
6
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cu
herbicides non sélectifs
herbicides sélectifs
l
3
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d'in
terv
en sarclage
semis
lit de semence
0
1
2
Nom
bre travail principal
interculture
440 ans d’essais de travail du sol| Défis en cours et à venirRaphaël Charles
0labour travail minimum
Quelles sont les propriétés du sol modifiées et leurs influences sur les cultures?leurs influences sur les cultures?
Plusieurs publications de synthèseP. Vullioud et al., Revue Suisse Agric., entre 2004-2007
540 ans d’essais de travail du sol| Défis en cours et à venirRaphaël CharlesACW 2010 | Assurer une production agricole à long terme
640 ans d’essais de travail du sol| Défis en cours et à venirRaphaël Charles
Distribution de la matière organique
6
Type de sol et profondeurAccumulation en surface
4
5
6
e or
gani
que
Accumulation en surface avec effet
• protecteur contre les ff t d li t
2
3
eur e
n m
atiè
re(%
MO
) effets du climat• favorable à la stabilité
des agrégats
0
1
Labour Chisel Cultivateur Travail mini.
Tene
g g• propice à l’activité
biologique du solArgile - 0-10cm Argile - 10-20cmLimon - 0-10cm Limon - 10-20cm 2003
V l 1969Valeur en 1969Argile : 4.8%Limon : 2.5%
740 ans d’essais de travail du sol| Défis en cours et à venirRaphaël Charles
Stratification des éléments nutritifs
Concentration en surface des Phosphore – méthode d’extraction forte
80
100
120
phor
e +E
DTA
) éléments nutritifs• Situation équivalente pour le
P de réserve et le P
40
60
80
neur
en
phos
p/k
g te
rre
-AA
+ P de réserve et le P facilement disponible
• Différence nette selon le
0
20
Labour Chisel Cultivateur Travail mini.
Ten
(mgP
/
pouvoir tampon du sol• Légère acidification de
surfaceArgile - 0-10cm Argile - 10-20cmLimon - 0-10cm Limon - 10-20cm 2003
surface
Différences significatives entre labour et travail minimumDifférences significatives entre labour et travail minimum
840 ans d’essais de travail du sol| Défis en cours et à venirRaphaël Charles
Propriétés physiques
Disposer d’un état structural favorable à l’enracinementDensité apparente, favorable à l enracinement des cultures, à la portance du sol, à l’aération du sol, à l’absorption et la rétention de
Densité apparente, macroporosité, résistance
30 l absorption et la rétention de l’eau, en particulier en sol limoneux20
25
30
é -V
olum
e %
*
50
60
m2)5
10
15
Mar
copo
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té
20
30
40
ista
nce
(kg/
cm
0Labour Chisel Cultivateur Travail min.
M
Limon - 0-10cm Limon - 10-20cm 2000
0
10
0 10 20 30 40 50
Rés
iArgileux
2000
940 ans d’essais de travail du sol| Défis en cours et à venirRaphaël Charles
Profondeur du sol (cm)
Labour Chisel Cultivateur Travail minimum
Stabilité des agrégats
Obtenir une stabilité élevée favorable aux
Stabilité des agrégats,teneur en matière élevée favorable aux
fonctions du solteneur en matière organique
0.0
0 5
propriétés mécanique-hydrodynamique (S)
0.5
1.0
1.5bilit
é S
(indi
ce)
25
30
e)
Propriétés physico-chimiques (K)
2.0
2.5Labour Chisel Cultivateur Travail min
Inst
ab
10
15
20
bilit
é K
(ind
ice
Labour Chisel Cultivateur Travail min.
Argile - 0-20cm Limon - 0-20cm 2000
0
5
10
Labour Chisel Cultivateur Travail min.
Sta
Différences significatives entre labour et travail minimum
1040 ans d’essais de travail du sol| Défis en cours et à venirRaphaël Charles
Argile - 0-20cm Limon - 0-20cm 2000
Différences significatives entre labour et travail minimum
Propriétés hydriques
Obtenir un équilibre entrePorosité totale Obtenir un équilibre entre capacité d’absorption, de rétention et perméabilité
éd i l i l
Porosité totale, macroporosité, capacité de rétention, perméabilité
50
60
me
%
pour réduire les risques lors de manque ou d’excès d’eau
30
40
50
entio
n -V
olum
0
10
20
paci
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e ré
te
0Labour Chisel Cultivateur Travail min.C
ap
Argile - 0-20cm Limon - 0-20cm 2000
1140 ans d’essais de travail du sol| Défis en cours et à venirRaphaël Charles
Activités biologiques
Activité respiratoire, ATP - Favoriser la vie du sol p ,biomasse microbienne, vers de terre
pour….
200
250
7
8
9
O2
100
150
200
Nom
bre
/ m2
Nicodrilus anéciques
L terrestris4
5
6
7
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tent
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CO
CO
2/g/
h M
S)
0
50
Labour Travail Labour Travail N
Endogés
Epigés
0
1
2
3
Act
ivité
(μg
min. min.
argile limon 1987
0Labour Chisel Cultivateur Travail min.
Argile - 0-20cm Limon - 0-20cm 1989
1240 ans d’essais de travail du sol| Défis en cours et à venirRaphaël Charles
Problèmes phytosanitaires
Rupture des cycles de Mauvaises herbes, stocks p ymultiplication ou de développement par enfouissement
grainiers, maladies, ravageurs
Eff t d f t tè l l di blé
enfouissement
20000
25000
Facteurs Septoriose Oïdium Rouille Piétin verse
Effet des facteurs « systèmes « sur les maladies sur blé.Composantes de la variance en %.Essai longue durée Rotation céréalière (1967)
10000
15000
20000
k gr
aini
er (
gr/m
2)
p
Assolement 9,5% 7,4% 5,9% 50,2% Travail du sol 2,0% 15,8% 3,8% 7,9%
Variété 20,3% 15,4% 20,7% 1,2% Fongicide 44,3% 10,8% 25,2% 9,9%
0
5000
our
sel
eur
min
.
our
sel
eur
min
.
Sto
c k
Interactions 20,9% 40,0% 36,6% 24,9% erreurs 3,0% 10,5% 7,8% 5,9%
Labo
Chi
s
Cul
tivat
e
Trav
ail m Labo
Chi
s
Cul
tivat
e
Trav
ail m
Argile Limon 2003
1340 ans d’essais de travail du sol| Défis en cours et à venirRaphaël Charles
Performances : rendement et coûts
Rendements équivalents ou supérieurs en TCST il t ût éd it TCS
45Travail et coût réduits en TCSDésherbage plus intensif, en particulier avec des herbicides
él tif25
30
35
40
cas
(N=6
8)
non sélectifs
5
10
15
20
Nom
bre
de
argile
limon
1400
0<10% <5-10% +/-5% >5-10% >10%
Ecart de rendement par rapport au labour
800
1000
1200
lture
(frs
)
200
400
600
Coût
s / c
u Désherbage
Travail du sol
1440 ans d’essais de travail du sol| Défis en cours et à venirRaphaël Charles
0labour travail minimum Tarifs FAT 2004
Synthèse 2010
Les pratiques en non labour sont tout aussi performantesp q pEn réduisant l’intensité de travail du sol, les améliorations
suivantes sont constatées• Propriétés physique du sol• Protection contre aléas climatiques
Vie du sol• Vie du sol• Performances économiques et énergétiquesMais pourquoi les agriculteurs ne font ils pas tousMais pourquoi les agriculteurs ne font-ils pas tous
des TCS ?• Problèmes mauvaises herbes, maladies et ravageurs, g• Faim d’azote dans les systèmes sans bétail• Modification non d’une technique, mais d’un système
1540 ans d’essais de travail du sol| Défis en cours et à venirRaphaël Charles
Systèmes de cultureCouverts végétauxCouverts végétaux
X
On farm research
Labour Semis sous litière Semis directCouverts végétaux
Désherbage
C l d élé t t itifCycle des éléments nutritifs
1640 ans d’essais de travail du sol| Défis en cours et à venirRaphaël CharlesJournée semis direct 2010 | Maîtrise des adventices par les couverts végétaux
R. Charles - ACW
Trouver des solutions aux contraintes de désherbage et aux faims d’azote par l’intermédiaire des
Production de biomassecouverts végétaux en association pour des systèmes de culture simplifiés
Association
p
Tester différentes espèces et caractériser leur croissance, leur valeur agronomique et leur propriété allélopathique
Compétition pour l
Associationd’espèces
propriété allélopathique
Comprendre et décrire le fonctionnement des peuplements végétaux servant de couvert
Cycle desélé t t itif
les ressources
Allélopathie
Elaboration des associations d’espèces comme couverts végétaux pour des techniques culturales simplifiées
Autres facteurs- réduction des intrants: énergie, chimie
- protection contre l’érosiont ti d l tiè i
éléments nutritifs Allélopathie
Fixation N
culturales simplifiées
1740 ans d’essais de travail du sol| Défis en cours et à venirRaphaël Charles
- entretien de la matière organique- maladies et ravageurs
- biologie du solN, P, K, Mg
Engrais verts et TCS
Sarrasin phacélie moha avoine
niger tournesolray-grass d’Italie crucifères
1840 ans d’essais de travail du sol| Défis en cours et à venirRaphaël CharlesJournée semis direct 2010 | Maîtrise des adventices par les couverts végétauxgesse fourragère vesce d’hiver fenugrec nombreux trèflespois fourrager
La modification non d’une technique, mais d’un systèmed un système
De l’idée du non-labour au développement des techniques culturales simplifiées
Non-labour Interventions plus précises et ciblées
Economie de carburant et de mécanisation Systèmes de production moins énergivore
Préservation des sols Impact environnemental plus global
Vers de terre Biodiversité fonctionnelle
C t i t d t é ét O til i f tContrainte des couverts végétaux Outils agronomiques performants
Notion de durabilité Agriculture écologiquement intensive
Faims d’azote (cycle et minéralisation) Développement de l’auto-fertilitéFaims d azote (cycle et minéralisation) Développement de l auto fertilité
Contrainte de désherbage (glyphosate) Construction de rotations performantes
Approche très céréalières Systèmes plus performants avec élevage
D’une approche un peu simpliste à un fourmillement d’idées et d’innovations
La revue TCS a 10 ans TCS N°51 20091940 ans d’essais de travail du sol| Défis en cours et à venir
Raphaël Charles
La revue TCS a 10 ans - TCS N 51 2009
Ecart entre les observations de la recherche et les actions de la pratiquerecherche et les actions de la pratique
Agriculteur AgronomeVision globale Regard approfondi
Relations entre plante, sol, i l été
Analyses de plante, sol, animal, li tanimal, météo, …
Conditions variables
climat, …
Conditions contrôléesConditions variables
Actions
Conditions contrôlées
Observations2040 ans d’essais de travail du sol| Défis en cours et à venir
Raphaël Charles Tiré de Patricia Fry, 2009 et 2001 – à lire absolument
Pour une agriculture durable
2140 ans d’essais de travail du sol| Défis en cours et à venirRaphaël Charles