Conclusions sur les couvertures comme solution de substitution

aux herbicides

Entretiens de l’AEI Février 2018

M. Griffon

1. Bases écologiques de la malherbologie en Europe occidentale

Les 3 Origines des adventices

Présentes ds la dernière glaciation- déglaciation:

ayant donc résisté au froid et aux sécheresses

Importées avec des semences, par le vent,

ou par proximités successives

Mutations et résistances génétiques en

fonction de l’environnement

Photo: Vladimir S. Myglan

Steppe glaciaire – paysage strate herbacée de l’Altaïr

(actuel). On peut considérer que lors de la dernière

déglaciation, ce paysage était majoritaire. Peu à peu

la forêt a conquis l’espace herbacé.

Histoire évolutive des adventices

• Origines évolutives: toundras post glaciaires, dispersion éolienne des graines, apparition des milieux agricoles (circuit des semences), déplacement des populations humaines, des troupeaux, marchés…

• Puis, adaptation par mutation aux pratiques des milieux cultivés (Jauzein 2001). « Mimétisme vavilovien »: apparition de caractéristiques proches de celles des plantes cultivées associées. Hybridations.

• � Résilience des adventices : résistance héritée à la dessication, et à l’asphyxie

Donc s’adaptent remarquablement à l’évolution

climatique post glaciaire et à l’agriculture

« Stratégie écologique » des adventices

• Adaptées aux milieux « perturbés » donc agricoles et riches en nutriments

• � Stratégie rudérale: cycle court, floraison précoce, très reproductrices

• D’où: Souvent très présentes dans les banques de graines du sol

Donc tendance à la domination des

adventices qui représentent l’essentiel

des végétaux hors plantes cultivées

Phénologie des adventices

Profondeur de germination pour

grande majorité: dans les 5 cm.

Vulpin: 10cm.

Capacité de production de

semences généralement élevée

Germination automne et hiver dans

les céréales d’hiver et le colza.

Graines en été

Gaillet, renoncule,

vulpin, folle avoine

Germination de printemps Chénopode, renouée

Germination estivale Amarante, mercuriale,

digitaire

Que tire-t-on de ces données?

• Les adventices sauvages sont vraisemblablement mieux adaptées aux milieux que les plantes cultivées

• Elles s’adaptent au milieu de culture des plantes cultivées (vraisemblablement par des mécanismes épigénétiques)

• Les contrôler est donc d’une grande difficulté. Est-ce même possible? Faut-il chercher à les contrôler complètement, ou composer avec elles (les maintenir à un niveau acceptable?)

2. Un peu d’histoire du contrôle des adventices dans l’Ouest européen

• Avec la déglaciation s’installe la grande forêt européenne: forêt primaire du zonobiome némoral (doux + hiver froid), et zonobiome méditerranéen

• Les peuples du Néolithique puis celtes venus de l’Est apportent l’agriculture : Colonisation néolithique (commence vers – 3000) par le Danube et la Méditerranée: déforestation et généralisation de la strate herbacée post glaciaire

• Les sociétés cherchent d’abord à contrôler cette strate herbacée par le feu (racines restent) et des moyens mécaniques (pour contrôler les racines): pioche, araire puis charrue en traction attelée…

• La strate herbacée reste et devient une prairie pâturable et une jachère avec l’apparition de la rotation.

Source: Jean Paul Demoule. Le néolithique- Sciences Humaines- 10-05-2011

Sites: Framepool et fotocommunity

Dès que la forêt (strate arborescente complète)

disparaît pour semer dans un sol riche et

meuble, la strate herbacée prend la place

(clairière) et le sol est envahi par les racines

Source: Très

riches heure s du

Duc Jean de Berry

L’envahisse

ment

progressif

par la

strate

herbacée

oblige à

recourir à

la charrue

Au XIXème siècle

• Contrôle des adventices par:

• Le labour (bœufs et chevaux)

• Le binage manuel ou mécanique pour les plantes sarclées

• Les successions culturales pour bénéficier de l’effet plantes sarclées et de l’effet nettoyant

• Des limites:

• Quantité de travail importante

• Coût en énergie pour les animaux (1/3 de la sole cultivée)

Après la deuxième guerre mondiale

• Le contrôle des adventices se fait massivement par:

• Le labour profond(retournement de la jachère puis suppression de la jachère); utilisation de tracteurs, opération dispendieuse en énergie mais avec des prix du pétrole de plus en plus bas jusqu’en 1973

• Les premières molécules herbicides de synthèse

• Très vite apparaissent des limites:

• Les pollutions chimiques

• Les coûts en énergie après le premier choc pétrolier

• L’érosion des sols découverts et travaillés en profondeur

• Les jours disponibles pour les travaux du sol

Dés les années 50, le tracteur et la charrue sont la solution,

grâce au pétrole bon marché. Source: FDSEA 28.

Dès les années 60, les herbicides se généralisentSource: Jouffray Drillaud.

Dès les années 60, les herbicides se généralisentSource: Jouffray Drillaud.

Avec les années 2000 se développent le semis-direct

et le travail simplifié yc sans labour avec herbicides

totaux (glyphosate). Source: Faut il travailler le sol? Ed Quae 2014

Depuis 2000

• Développement de résistances chez les adventices: brome, ray-grass, coquelicot, matricaire, folle-avoine, chénopode, vulpin

• Opposition de plus en plus forte de l’opinion publique aux produits phytosanitaires

• Procès du Round up (glyphosate)

• Le gouvernement veut limiter les traitements

Vulpin des champs. Source: Wikipedia

3. Tendances actuelles

Dans l’avenir:Changement climatique et adventices

• Les adventices s’adapteront avec du temps et elles devraient devenir plus tolérantes au climat

• La hausse de température pourrait faciliter la migration vers le nord; des adventices méditerranéennes en particulier. Il pourrait y avoir des changements significatifs de flore

Sources: voir Webagri Terre-net, et INRA Stéphanie Gibot Leclerc et Jean F. Soussana

Que tire-t-on de cette histoire?

• La prolifération des adventices actuelles est beaucoup le résultat de l’agriculture elle-même

• Les rotations régulières créent des retours réguliers des adventices: Colza – blé – orge � ray grass- vulpin - géranium

• L’action contre les adventices fait évoluer la flore des mêmes adventices

• Contrôler la compétition entre plantes cultivées et plantes non désirées est une des questions d’écologie opérationnelle les plus difficiles et les plus anciennes, donc avec des solutions non évidentes

Que tire-t-on de ces informations?

• Beaucoup d’innovation dans l’après guerre, peu ensuite?

• R&D d’abord fondée sur de nombreuses tentatives au hasard puis privilégie des Herbicides à effets génériques (totaux ou mono/dicotylédones), peu sélectifs

• La perturbation de la photosynthèse comme mode d’action principal

• L’ensemble des processus de toxicité (modes d’action) obtenus semble fait de cas ponctuels

• Ces solutions ont été potentiellement imprudentes car on en ignorait les effets ultimes. La directive REACH a durci les règles mais ne peut prétendre tout vérifier

• On est dans une logique de retrait des AMM

Une voie future? :recherche de précision du traitement pour réduire le risque

Maîtrise de la dérive: réglage des buses, obstacles

latéraux, charbons adsorbants…

En même temps: évolution vers la microdose ?

Evolution vers le traitement microlocalisé dans la

rhizosphère du sol ?

Source: Site La terre

Recherche de précision du traitement

Source: Cie MMC

Têtes de détection sur rampes: reconnaissance d’image

puis arrachage ou jet de précision

Utilisation de drones de reconnaissance (ex: chardons) et

de robots d’intervention Ultra Low Volume

Tendance : Les voies chimiques futures: la bioinspiration

• La base du raisonnement: l’allélopathie (mécanismes inhibiteurs de proximité)

• Les progrès en génomique et métabolomique

• Dans l’histoire évolutive, certaines plantes ont pu résister à la concurrence en produisant des molécules toxiques contre les adventices

• Selon l’époque de leur apparition dans l’arbre de la vie, ces processus sont plus ou moins génériques ou spécifiques

• Avantages: la bioinspiration garantit que les molécules sont métabolisables dans la biosphère et qu’elles peuvent donc avoir une fin ultime, mais cela ne garantit pas l’acceptabilité. Antérieurement, des molécules biomimétiques ont été interdites (pyrèthre)

Des interrogations sur l’avenir de la voie chimique

• Les plantes cultivées étant très peu nombreuses par rapport aux autres, c’est potentiellement la quasi-totalité de la flore qu’il faut contrôler, c’est-à-dire une diversité extrême

• Cela amène à réfléchir à des spectres d’action très larges, car des spectres spécifiques demanderaient un grand nombre de molécules.

• Les spectres d’action larges ne sont pas prudents

• Le glyphosate a cette caractéristique. De plus, son coût est peu élevé. Cela crée donc un « verrouillage »

4. La poursuite de la voie mécanique de contrôle des adventices

• Le contrôle en « aire »

• Le labour mais superficiel: 13 cm

• Les dents en travail d’arrachage

• Herse étrille et houe rotative

• La pratique des faux semis

• Le mulch de terre (Horsht)

• Le contrôle en ligne: strip till

• Le binage guidé électroniquement

• Le contrôle en « points »

• Arrachage ponctuel (manuel, assisté)

• Binage ponctuel

• Destruction thermique ( gaz, eau chaude)

• Destruction laser (Univ. Leibnitz)

5. La gamme des solutions fondées sur l’écologie

Source: passion Céréales

Source: Supagro

Les rotations et l’effet précédent cultural

• L’allélopathie utilisée en effet précédent

• « Ensemble de plusieurs interactions biochimiques directes ou indirectes, positives ou négatives, d'une plante sur une autre (micro-organismes inclus) au moyen le plus souvent de métabolites secondaires tels les acides phénoliques, les flavonoïdes, les terpénoïdes et les alcaloïdes ». Def INRA

• L’effet sur les adventices des techniques utilisées lors de la culture antérieure

• Travail du sol (labour, binages…)

• Optique rotations longues / optique succession annuelle

Cas: rotation conçue pour maîtriser les adventices Cas: rotation conçue pour maîtriser les adventices Cas: rotation conçue pour maîtriser les adventices Cas: rotation conçue pour maîtriser les adventices sans herbicidessans herbicidessans herbicidessans herbicides

1. Luzerne (2 ou 3 ans) avec fauche contre les vivaces

2. Luzerne

3. Luzerne

4. Blé

5. Paille secondaire

6. Légumineuse annuelle, culture de printemps pour casser le cycle des adventices

7. Blé

8. Tournesol: culture sarclée, semis de printemps

9. Retour luzerne si adventices ou culture à semis d’automne

10. BléSource: Joséphine Peigne et François Vian ISARA

L’effet « couverture » végétale

• Densité de semis élevées, gestion du risque de verse

• Association d’espèces dominant les adventices dans l’espace et dans le temps et ne gênant pas les plantes cultivées

• Couvertures permanentes entretenues

Avoine vesce. Source: site Arvalis

Cas: couverture de trèfle + Eco-dyn

Eco-dyn: travail horizontal du sol à 4cm: racines

coupées.

Trèfle d’Alexandrie en couverture, détruit par le gel

(mulch)

Puis semis de maïs.

Adventices maintenues sous

le couvert.Manfred Wenz, Pays de Bade- FA 7-12-2012

Cas: Les prairies comme couvertures Cas: Les prairies comme couvertures Cas: Les prairies comme couvertures Cas: Les prairies comme couvertures nettoyantes (3 à 5 ans)nettoyantes (3 à 5 ans)nettoyantes (3 à 5 ans)nettoyantes (3 à 5 ans)

• Expérimentations de Franck Baechler

• Prairies dans des exploitations céréalières

• Troupeau bovin dans d’autres exploitations; animaux en pension

• Contrats d’utilisation de l’herbe par les troupeaux

• Problème: risque d’interdiction du labour des prairies

Medicago truncatula (annuel)

Australie

Cas: Blé dur + Luzerne annuelle + Mouton en Australie

Cas de la « milpa » en Amérique centrale

Cas idéal en couvertures végétales vivantes

Plante principale captant la lumière

Légumineuse fournissant N

Cucurbitacée retenant

l’humidité ou plante

couvrante fournissant N

L’effet couvertures mortes: mulchs

• Résidus végétaux du précédent constituant une mince couche de mulch

• Mulch issu d’une culture dédiée avant cycle: pompe biologique détruite par herbicide ou mécaniquement

• Mulch apporté

• Paillage

• BRF Bois raméal fragmenté

Site: agriculture de conservation

Cas: Cultures dérobées et Cas: Cultures dérobées et Cas: Cultures dérobées et Cas: Cultures dérobées et mulchsmulchsmulchsmulchs

• Expérimentations Bernard de la Morinière

• Semis d’une association d’espèces dans des blés dès la moisson faite

• Le couvert végétal est « blessé » mécaniquement et tué au glyphosate avec de faibles doses

• Le semis est fait directement dans le mulch qui en résulte

L’effet des couvertures plastiques

• Plastiques contrôlant la photosynthèse et la croissance des plantes privées de lumière

• Plastiques (polymères biodégradables contenant en complément des herbicides à diffusion lente pour contrôler la germination

Source: CARBIOS

L’AEI combine les réponses suivantes L’AEI combine les réponses suivantes L’AEI combine les réponses suivantes L’AEI combine les réponses suivantes

• Les rotations et successions culturales utilisant l’allélopathie

• Les couvertures utilisant la concurrence contre les adventices

• Les solutions mécaniques, en privilégiant le ponctuel, la ligne puis subsidiairement le labour

• Subsidiairement: les herbicides dans une optique de précision et de limitation des traitements