L'attrait esthétique n'est pas la seule raison pour laquelle les agriculteurs combattent les mauvaises herbes. Un champ sans mauvaises herbes peut conduire à des rendements plus élevés et à un produit plus propre. Sans mauvaises herbes, les cultures peuvent profiter d'un espace supplémentaire, de la lumière, de l'eau et des nutriments. Le soja en particulier est «plastique», ce qui signifie qu'il peut pousser pour remplir l'espace disponible. Bien que les jardiniers amateurs puissent lutter efficacement contre les mauvaises herbes en désherbant et en binant à la main, le désherbage manuel n'est tout simplement pas une option viable pour les producteurs de maïs ou de soja à grande échelle. Alors, quelles sont les alternatives?
Toutes les mauvaises herbes ne sont pas créées égales. Les mauvaises herbes qui émergent peu de temps après la plantation d'une culture ont souvent un impact plus important sur la croissance de la culture que les mauvaises herbes qui n'apparaissent qu'après la maturation. Une fois que les plantes cultivées deviennent suffisamment grandes, elles peuvent être en mesure de rivaliser avec les mauvaises herbes et de former un couvert fermé entre les rangées, étouffant ainsi la croissance des mauvaises herbes. Si les techniques de gestion des mauvaises herbes commencent suffisamment tôt dans la saison pour permettre aux cultures de s'établir avec succès, les mauvaises herbes de fin de saison peuvent souvent être largement ignorées.
Pourquoi ne pas simplement vaporiser de l'herbicide pour éliminer les mauvaises herbes? Ou jusqu'à fréquemment? Bien que ces deux approches tuent efficacement les mauvaises herbes, les deux présentent de sérieux inconvénients. Les herbicides conventionnels peuvent contaminer les cours d'eau et les eaux souterraines et ont risques potentiels pour la santé. Même les herbicides approuvés par le Institut d'examen des matériaux organiques (OMRI) ne sont pas nécessairement la meilleure réponse, car ils sont assez chers, en particulier pour les gros producteurs de céréales. Et un labour fréquent peut conduire à l'érosion du sol et à la perte de nutriments. Le travail du sol entraîne un coût supplémentaire en temps, en carburant fossile et en passes de tracteur, ce qui entraîne une augmentation des émissions de carbone. En raison de ces défis, de nombreux chercheurs agricoles concentrent leurs efforts sur la recherche d'alternatives à ces pratiques typiques de gestion des mauvaises herbes.
Une introduction aux expériences de gestion des mauvaises herbes à Rodale Institute
En collaboration avec l'écologiste de recherche Steven Mirsky de l'USDA-ARS à Beltsville, MD, le Rodale Institute a mis en œuvre trois essais de recherche en 2010 dans le but de répondre à certaines questions sur l'impact des mauvaises herbes sur les rendements des cultures. Notre objectif est de répéter ces expériences en 2011 et de comparer les résultats. Les titres et les axes de ces expériences sont:
1. Établissement de soya: Comment et quand rouler les cultures de seigle et planter du soja biologique sans labour.
2. Gestion supplémentaire du soya: Comment et quand gérer les mauvaises herbes après la plantation de soja biologique sans labour.
3. Concours de maïs: Évaluer comment les cultures et les mauvaises herbes se font concurrence dans le maïs labouré conventionnel et biologique et sans labour.
Expérience d'établissement de soja
Lorsque la plupart des gens pensent à un champ prêt pour la plantation, ils imaginent un sol nu. Le sol nu est idéal pour la culture des cultures, mais il est également idéal pour la culture des mauvaises herbes. Une façon de contourner ce problème lors de la plantation de soja est de commencer à planifier les mauvaises herbes à l'automne en plantant un seigle dense culture de couverture. Venez au printemps, lorsque le seigle est mature (environ six pieds de haut), un appareil monté sur tracteur appelé un rouleau-sertisseur peut rouler le seigle, le tuer et laisser un paillis épais sur le sol. Le soja peut ensuite être planté directement dans ce paillis sans perturber le tapis de seigle, le laissant intact pendant toute la saison de croissance. Voila, sans labour biologique!
Des techniques similaires de laminage de cultures de couverture ont été utilisées par les agriculteurs ailleurs, et les scientifiques ont trouvé comment intégrer ces techniques dans une rotation des cultures biologiques sans labour. Ils ont découvert qu'un tapis de seigle plus épais supprime mieux les mauvaises herbes et que les meilleurs moyens d'obtenir un tapis plus épais sont soit d'augmenter le taux de semis du seigle, soit de le laisser pousser plus longtemps. Il existe cependant une multitude de facteurs qui influencent l'efficacité avec laquelle cette méthode peut entraver la croissance des mauvaises herbes et améliorer les rendements des cultures.
Les facteurs que nous avons testés dans l'expérience d'établissement étaient:
• Maturité du seigle au roulage / terminaison (anthèse ou pâte)
• Roulage ou enlèvement du couvert végétal de seigle
• Plantation de soja lors du roulage / retrait du seigle ou 7 à 10 jours après le roulage / retrait
• Dispositif de plantation (Monosem, Monosem + dents de requin, Peque + trancheuse à résidus)
Nous avons eu 16 traitements combinant les facteurs ci-dessus, ainsi qu'un traitement qui était censé refléter les pratiques de labour standard dans le soja biologique. Les nombreux traitements, répétés quatre fois chacun, nous ont permis de déterminer quelles techniques avaient le plus d'impact sur la biomasse des mauvaises herbes, le rendement du soja et de nombreuses autres variables dépendantes.
Avant même de récolter le soya, nous avons remarqué des différences entre les traitements. Par exemple, l'élimination du paillis de seigle a donné environ quatre fois la quantité de mauvaises herbes (en poids sec) par rapport au fait de laisser le tapis de seigle intact. Il fallait s'y attendre, car le tapis de seigle agit comme une barrière contre les mauvaises herbes. Des trois dispositifs de plantation utilisés lorsque le tapis de seigle a été laissé intact, le planteur Monosem avec des dents de requin a donné les rendements les plus élevés à 31 boisseaux / acre. L'ajout de dents de requin au planteur Monosem était censé aider à couper à travers le tapis de seigle pendant la plantation et fournir une fine bande de sol nu pour le soja. De plus, les rendements avaient plus à voir avec la taille des plants de soja que le nombre de plants dans la parcelle, illustrant la plasticité des plants de soja.
laissé intact produit, en moyenne, le plus de soja et le moins de mauvaises herbes.
Expérience de gestion du soja
Même si vous faites tout correctement pour cultiver le soja, les mauvaises herbes peuvent toujours trouver un chemin à travers le tapis de seigle et devenir un problème. Dans une expérience simultanée, nous avons établi toutes les parcelles de soja exactement de la même manière (planter du soja dans du seigle roulé), mais nous avons suivi diverses stratégies de gestion des mauvaises herbes qui ont tenté de laisser le tapis de seigle intact pendant toute la saison. Bien que ces stratégies de gestion entraînent le même temps et les émissions associées à des passages supplémentaires, elles n'ont pas beaucoup perturbé le sol. L'érosion et ruissellement ont donc été théoriquement minimisés et le tapis de seigle est resté une barrière contre les mauvaises herbes.
Les deux principales techniques de gestion que nous avons testées étaient 1) le fauchage entre les rangs de soja et 2) à l'aide d'un tracteur.
outil monté appelé «cultivateur à haut résidu» (HRC). Le fauchage entre les rangs a été suggéré comme alternative au désherbage manuel. La partie la plus délicate est de tondre suffisamment bas pour couper les petites mauvaises herbes, mais suffisamment haut pour laisser le tapis de seigle intact. Le HRC a des coutres qui coupent à travers le tapis de seigle pour créer un chemin pour que les balayages passent sous le tapis de seigle, juste en dessous de la surface du sol pour couper les sommets des mauvaises herbes de leurs racines ou les déraciner. Le HRC a été utilisé à nouveau une semaine plus tard pour s'assurer que les mauvaises herbes ne se réenracinaient pas. Le plus difficile ici est d'éviter de grouper le tapis de seigle ou de l'ouvrir trop largement, ce qui laisse le sol nu.
Les facteurs que nous avons testés dans l'expérience de gestion supplémentaire étaient:
• Type de gestion: Désherbage manuel, HRC, tonte, aucun (contrôle)
• Calendrier de gestion: tonte 3, 5 ou 3 et 5 semaines après la plantation; HRC 4 et 5, 5 et 6 ou 7 et 8 semaines après la plantation
Les parcelles désherbées à la main et les parcelles sans gestion supplémentaire des mauvaises herbes ont été utilisées comme moyen de comparaison, car ces parcelles montreraient les deux extrêmes de présence et de pression des mauvaises herbes.
Ces traitements n'étaient pas aussi visuellement différents que les parcelles de l'expérience d'établissement, mais nous avons fait quelques observations intéressantes. Le fauchage n'a pas réduit de façon significative la biomasse des mauvaises herbes par rapport aux parcelles témoins où les mauvaises herbes n'avaient pas du tout été gérées. Cependant, il y avait une différence statistiquement significative entre les parcelles témoins et les parcelles HRC, ainsi qu'entre le contrôle et le désherbage manuel. Cela signifie que le HRC a éliminé efficacement les mauvaises herbes. Parmi les parcelles HRC, le chronométrage des passages à 5 et 6 semaines après la plantation a produit les meilleurs rendements, à une moyenne de 34 boisseaux / acre. Les parcelles désherbées manuellement avaient également un rendement moyen de 34 boisseaux / acre. Il y avait moins de plantes mais plus lourdes dans les traitements HRC par rapport aux traitements de tonte, reliant encore une fois des plantes plus grandes, pas plus de plantes, à des rendements plus élevés.
Bien que nous pensions à l'origine que le fauchage entre les rangs pouvait être une alternative plus rapide au désherbage manuel (à des fins de recherche uniquement), nous avons constaté que les traitements fauchés avaient des rendements inférieurs à ceux des parcelles désherbées manuellement. Cela pourrait être lié au timing; peut-être n'avons-nous pas fait tondre les mauvaises herbes pendant une période critique. Nos données suggèrent en fait que l'utilisation du HRC produit des rendements comparables au désherbage manuel.
Concours de maïs
Tant de facteurs influencent la gestion des mauvaises herbes qu'il est difficile d'en choisir quelques-uns à analyser. Dans notre expérience Corn Competition, nous voulions comparer des parcelles conventionnelles et biologiques, ainsi que des traitements de labour et de semis direct, pour voir si le maïs dans ces systèmes réagit différemment à la pression des mauvaises herbes. Comment les mauvaises herbes affectent-elles les rendements du maïs? Les différents niveaux de pression des mauvaises herbes entraînent-ils différents niveaux de rendement? Certains systèmes sont-ils intrinsèquement plus tolérants aux mauvaises herbes que d'autres?
Afin de répondre à certaines de ces questions, nous avons tenté de créer un gradient à quatre niveaux de mauvaises herbes pour chacun des quatre systèmes agricoles (labouré conventionnel et sans labour, et labouré biologique et sans labour). Nous n'avons pas été en mesure de trouver une méthode efficace pour établir un gradient biologique sans labour, nous n'avons donc finalement recueilli que des données provenant de trois systèmes agricoles (labouré conventionnel et sans labour, et labouré biologique).
C'est ainsi que nous avons établi le gradient dans les trois systèmes agricoles:
Malheureusement, les traitements n'ont pas non plus créé un gradient de mauvaises herbes bien défini pour les systèmes conventionnels. Le désherbage à la main était rarement nécessaire pour obtenir des parcelles sans mauvaises herbes, et même une pulvérisation à moitié débit était souvent suffisante pour que les parcelles soient essentiellement exemptes de mauvaises herbes. Ce chevauchement a rendu impossible de voir comment le rendement était affecté le long d'un gradient de mauvaises herbes et nous a empêché de comparer les résultats entre les parcelles biologiques et conventionnelles. Même si notre expérience ne s'est pas déroulée comme nous l'avions espéré, elle nous a révélé qu'une demi-dose d'herbicide est peut-être suffisante pour lutter contre les mauvaises herbes dans les parcelles conventionnelles.
En fait, nos rendements dans les systèmes conventionnels reflètent le mauvais gradient de mauvaises herbes. Les rendements pour les parcelles de milieu, faible et sans mauvaises herbes étaient presque identiques; environ 145 boisseaux / acre en semis direct et environ 184 boisseaux / acre en till. Tant en labour que sans labour, ces parcelles avaient un rendement beaucoup plus élevé que la parcelle à haute herbe qui était de 60 boisseaux / acre en semis direct et 147 boisseaux / acre en labour.
Dans les parcelles biologiques, il y avait un meilleur établissement d'un gradient de mauvaises herbes, bien que les parcelles à faibles et moyennes mauvaises herbes aient en fait des quantités similaires de mauvaises herbes. Les données de rendement reflètent à nouveau ce gradient, car les parcelles sans mauvaises herbes avaient le rendement le plus élevé (environ 185 boisseaux / acre), les parcelles à faible et moyenne mauvaises herbes avaient un rendement plus faible (80-100 boisseaux / acre) et le rendement élevé -les parcelles d'algues avaient le rendement le plus faible (33 boisseaux / acre). Fait intéressant, les rendements dans les parcelles à forte densité de mauvaises herbes étaient faibles, pas nécessairement en raison du manque de plants de maïs survivants, mais principalement en raison de rafles déformées dépourvues de grains.
Que pouvez-vous faire maintenant?
Les stratégies efficaces de gestion des mauvaises herbes commencent avant même que vous ne voyiez une mauvaise herbe dans votre champ. Il existe de nombreuses variations sur le calendrier et les stratégies entourant les cultures de couverture roulantes et la plantation de cultures commerciales, et la meilleure stratégie peut dépendre de votre climat, du type de sol, de la pression des mauvaises herbes et d'autres facteurs. Les agriculteurs peuvent commencer par intégrer des cultures de couverture dans leurs rotations de cultures, et plus tard essayer des méthodes de test de cultures de couverture roulantes et de plantation directement dans le tapis. Une fois les cultures établies, le contrôle des mauvaises herbes (si nécessaire) doit être effectué pendant la période critique, avant que les mauvaises herbes ne commencent à concurrencer les cultures pour l'espace et les ressources. Un équipement comme le cultivateur à haute teneur en résidus est un gros investissement, mais peut-être qu'un plan agricole à long terme comprendrait l'achat de certains équipements pour aider à contrôler les mauvaises herbes mécaniques. L'établissement d'un plan de gestion efficace des mauvaises herbes est une première étape importante pour réduire la pulvérisation et le travail du sol pour tout agriculteur qui envisage de faire la transition.
Ce matériel est basé sur des travaux soutenus par le Département de l'Agriculture des États-Unis, Service de recherche agricole, dans le cadre de l'accord de coopération spécifique numéro 58-1265-9-110. Les opinions, constatations, conclusions ou recommandations exprimées dans cette publication sont celles des auteurs et ne reflètent pas nécessairement le point de vue du département américain de l'Agriculture.