Certaines rotations de cultures sans travail du sol dans les fermes laitières pourraient bénéficier d’un travail du sol stratégique

De nombreux producteurs sans labour sont réticents à mettre en œuvre toute perturbation du sol en raison de préoccupations concernant les impacts négatifs sur la santé du sol. Cependant, une nouvelle étude menée par une équipe de chercheurs de Penn State suggère que le fait de labourer les champs une fois après cinq ans dans une rotation des cultures qui comprend une couverture avec des cultures de couverture et des plantes vivaces peut maintenir la santé du sol et offrir d’autres avantages.

« Bien que le semis direct se soit avéré très bon pour la santé des sols et que son adoption à grande échelle en Pennsylvanie et dans le nord-est ait entraîné une réduction de l’érosion et de la sédimentation, il a entraîné l’émergence de mauvaises herbes résistantes aux herbicides car les agriculteurs du semis direct comptent sur les herbicides pour contrôler les mauvaises herbes et mettre fin aux cultures de couverture », a déclaré Heather Karsten, chef d’équipe, professeure agrégée de production végétale/écologie. « Et cela a créé un gros problème de contrôle des mauvaises herbes. »

Karsten, dont le groupe de recherche du Collège des sciences agricoles étudie depuis près de deux décennies comment les fermes laitières peuvent produire des cultures de manière plus durable, a souligné que la dépendance à l’égard d’herbicides tels que le glyphosate peut avoir des impacts environnementaux négatifs et des problèmes de santé humaine. Au lieu de cela, les scientifiques de Penn State préconisent la gestion intégrée des mauvaises herbes, qui emploie plusieurs pratiques de lutte contre les mauvaises herbes.

L’agriculture sans labour présente de nombreux avantages, a noté Karsten, mais l’un de ses inconvénients est que les producteurs utilisent à plusieurs reprises des herbicides pour tuer les cultures de couverture et les plantes vivaces dans leurs rotations. C’est une charge environnementale qui peut et doit être réduite, soutient-elle, car le semis direct a été si largement adopté. Par exemple, une enquête réalisée en 2017 par le département américain de l’Agriculture a révélé que 67 % de la superficie cultivée en Pennsylvanie était gérée sans labour et 24 % avec des cultures de couverture.

« Lorsque vous utilisez des herbicides encore et encore pour brûler les cultures de couverture et tuer les plantes vivaces, cela sélectionne les mauvaises herbes résistantes aux herbicides et contamine l’environnement », a-t-elle déclaré. « Il est de plus en plus évident que les herbicides tels que le glyphosate et le 2,4D qui sont couramment utilisés pour brûler les cultures de couverture et contrôler les mauvaises herbes posent des problèmes de santé humaine, tels que le lymphome non hodgkinien et la perturbation endocrinienne. Ces herbicides et d’autres utilisés pour contrôler les mauvaises herbes résistantes aux herbicides sont également toxiques pour les organismes du sol et la faune. »

Dans l’expérience de six ans menée au centre de recherche agricole Russell E. Larson de Penn State, les chercheurs ont comparé deux systèmes de culture : un système continu sans labour utilisant des herbicides et un système de gestion intégrée des mauvaises herbes utilisant un travail du sol inversé stratégique et moins d’herbicides. Ils ont mesuré des indicateurs de santé du sol, tels que les niveaux de carbone du sol souhaitable et d’agrégats stables dans l’eau, qui se réfèrent à une qualité d’agrégation du sol souhaitable qui favorise la porosité du sol, facilite l’infiltration de l’eau et de l’air, réduit l’érosion du sol et améliore les conditions de croissance des racines des plantes et organismes du sol.

L’expérience a été menée dans une rotation de fermes laitières du nord-est consistant en canola d’hiver, ou canola, plus avoine, suivi d’une culture de couverture de seigle; soja suivi d’une culture de couverture de seigle; et maïs-grain ou ensilage de maïs, suivi de trois années de fourrage vivace de luzerne et de dactyle planté avec un petit grain compagnon.

Dans des conclusions récemment publiées dans Frontières des systèmes alimentaires durables, les chercheurs ont rapporté qu’ils avaient échantillonné le sol à deux profondeurs – 2 pouces et 6 pouces – pour le carbone total et la densité apparente. Ils ont découvert que, malgré des valeurs initiales de santé du sol plus faibles dans le système de travail du sol stratégique après le travail du sol avec inversion, toutes les propriétés, à l’exception du carbone labile, étaient similaires dans les deux systèmes après deux ans de fourrages vivaces au cours de la sixième année de la rotation. Le carbone labile est la fraction du carbone organique du sol dont les temps de renouvellement sont les plus rapides et qui est donc la plus disponible pour les microbes du sol.

Les résultats suggèrent que les producteurs peuvent éviter les dépenses liées à l’application d’autant d’herbicides et éviter de contaminer leurs écosystèmes en mettant en œuvre un travail du sol stratégique très limité, a expliqué Karsten. Et à long terme, la santé de leurs sols restera largement inchangée et protégée.

Il y a des avantages supplémentaires du travail du sol stratégique qui n’ont pas été abordés dans cette recherche mais qui sont importants, selon Karsten. Dans le semis direct à long terme, les amendements du sol tels que le phosphore peuvent s’accumuler à la surface du sol, ce qui peut entraîner un ruissellement de phosphore et une pollution de l’eau. Mélanges de travail du sol stratégiques dans ces amendements de sol, y compris la chaux qui peut améliorer le pH du sol à travers une plus grande partie du profil du sol.

De plus, le travail du sol stratégique a un effet perturbateur sur les populations de limaces qui prospèrent dans les systèmes sans travail du sol et sont particulièrement problématiques dans les champs sans travail du sol avec de grandes quantités de résidus de cultures provenant de cultures commerciales et de cultures de couverture précédentes – un habitat idéal pour les limaces.

« Nous avons constaté – mais nous n’avons pas signalé dans cet article – que les années où les limaces étaient problématiques, les populations de limaces et les dommages causés par les limaces à la culture qui a été plantée après le travail du sol étaient nettement inférieurs car le travail du sol perturbe leurs populations et détruit probablement les œufs pondus par les limaces.  » a déclaré Karsten. « C’est une autre raison pour laquelle les agriculteurs devraient envisager un travail du sol stratégique. Après la conversion des fermes au non-labour, nous recevons des appels de producteurs nous demandant ce qu’ils peuvent faire pour contrôler les limaces. Le travail du sol peut faire reculer les populations de limaces.