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L鈥櫭﹖ude Glenlea de 19 ans

par Stuart McMillan

Rotation, rotation, rotation. Ce fut r茅p茅t茅 si souvent que les producteurs biologiques peuvent 锚tre excus茅s de se sentir endoctrin茅s.

听

Certains jours, on a la sensation que les rotations ont 茅t茅 promues comme 茅tant la solution pour 脿 peu pr猫s tous les maux en agriculture, sinon pour la plan猫te enti猫re. Bien que ces propos semblent exag茅r茅s, l鈥檌nsistance mise sur la rotation a 茅t茅 tr猫s importante. Il y a de bonnes raisons pour cela, car les rotations ont 茅t茅 identifi茅es comme pouvant influencer plusieurs aspects des syst猫mes de cultures. Ce n鈥檈st 茅videmment pas nouveau. Pline l鈥橝ncien a 茅crit au sujet de la pertinence des s茅quences des cultures (rotation des cultures) en l鈥檃n 77 apr. J.-C.

En 1992, l鈥櫭﹖ude 脿 long terme Glenlea a 茅t茅 lanc茅e au Manitoba sous la gouverne du Dr Martin Entz. L鈥櫭﹖ude compare les rotations des cultures dans des champs biologiques, conventionnels et sans intrants, et une prairie restaur茅e. La prairie restaur茅e sert de point de r茅f茅rence pour comparer les r茅sultats 脿 ceux des conditions naturelles. L鈥櫭﹖ude compare 茅galement une rotation de cultures strictement annuelles 脿 un syst猫me o霉 les fourrages vivaces sont inclus deux ans sur quatre. Cela semble assez simple, mais les r茅sultats ont 茅t茅 tout sauf simples. Au cours des ann茅es, l鈥櫭﹖ude de rotation a permis d鈥檈xaminer une myriade de questions et offert des opportunit茅s de recherche 脿 un grand nombre d鈥櫭﹖udiants des cycles sup茅rieurs et, plus r茅cemment, aux chercheurs de la Grappe scientifique biologique.

Production de cultures

Le maintien sur pr猫s de deux d茅cennies d鈥檜ne 茅tude sur les rotations permet d鈥檕bserver les effets cumulatifs, lesquels peuvent 锚tre absents des 茅tudes 脿 plus court terme. Par exemple, il est devenu 茅vident au cours des ann茅es que les syst猫mes fourrage/annuelles assuraient un meilleur contr么le des mauvaises herbes que la rotation uniquement bas茅e sur les cultures annuelles. En d茅pit du meilleur contr么le des mauvaises herbes, Entz et les autres chercheurs ont r茅alis茅 qu鈥櫭� la longue, l鈥檈xportation du fourrage sur deux ann茅es de rotation g茅n茅rait de larges pertes de nutriments. La solution est de remettre au champ les nutriments inclus dans les fourrages sous forme de fumier compost茅. La rotation devient donc un syst猫me plus durable. Entz d茅crit la solution de remplacement, 芦听Lorsque le fourrage biologique est r茅colt茅 comme foin et que les nutriments du fumier ne sont pas remis au sol comme intrants, le syst猫me s鈥檈ffondre.听禄¹

Les applications de fumier de bovins compost茅 ont 茅galement g茅n茅r茅 une hausse du rendement des fourrages. Avec l鈥檃jout de fumier, les rendements en fourrage biologique ont avoisin茅 les rendements conventionnels, alors que dans le syst猫me sans ajout de fumier, les rendements en fourrage biologique n鈥櫭ゞalaient que les deux tiers de ceux de la production de fourrage conventionnel. Entz explique, 芦听S鈥檌l n鈥檡 a pas de production de fourrage, il n鈥檡 a alors pas de fixation d鈥檃zote par le fourrage, et le syst猫me entier commence 脿 s鈥檈ffriter.听禄¹

Les rendements de bl茅 biologique ont 茅t茅 substantiellement plus bas que les rendements conventionnels tout au long de la rotation. Cependant, l鈥檃jout de fumier dans la rotation biologique a hauss茅 les rendements de bl茅.¹

En somme, les rendements de lin sous r茅gie biologique ne peuvent 锚tre comparables au rendement du lin sous r茅gie conventionnelle. M锚me avec l鈥檃jout de fumier, les rendements de lin sont demeur茅s an茅miques sous r茅gie biologique. La culture du lin dans le syst猫me de rotation biologique 茅tait fortement envahie par les mauvaises herbes. Il y avait moins de mauvaises herbes en culture de lin lorsque les fourrages 茅taient int茅gr茅s 脿 la rotation, mais le niveau de mauvaises herbes demeurait important. Le fumier a stimul茅 la biomasse des mauvaises herbes pour atteindre 1000-1500 kg/ha. Un taux plus raisonnable de mauvaises herbes dans une culture de lin au Manitoba 茅galerait 500鈥�600 kg/ha.

Le phosphore

Lorsqu鈥檜ne exp茅rience est men茅e pendant plusieurs ann茅es, l鈥檌mpact de certaines pratiques devient 茅vident. Le phosphore (P) a 茅t茅 identifi茅 comme 茅tant une pr茅occupation constante sur les fermes biologiques dans les 茅tudes et exp茅riences men茅es 脿 travers le monde. En 2001, les Drs Entz et Gulden, en compagnie du fermier manitobain Robert Guilford, ont publi茅 les r茅sultats provenant de 13 fermes biologiques de l鈥檈st des Prairies canadiennes et du Dakota du Nord.² Ils ont observ茅 que la plupart des fermes affichaient des taux suffisants d鈥檃zote, potassium et soufre, mais que les taux de P du sol 茅taient bas, parfois extr锚mement bas. Cependant, les conclusions globales 茅taient difficiles 脿 茅tablir 脿 cause des diff茅rences subtiles d鈥檜ne ferme 脿 l鈥檃utre en mati猫re de gestion, de type du sol et d鈥檃utres facteurs.

Le site de Glenlea a permis 脿 Entz et ses 茅tudiants d鈥檈xaminer d鈥檜ne mani猫re contr么l茅e la dynamique du P sur les terres sous r茅gie biologique pendant plusieurs ann茅es. Cons茅quemment, la dynamique du P a 茅t茅 茅tudi茅e 脿 travers le Canada et certains des r茅sultats ont 茅t茅 partag茅s 脿 la Conf茅rence scientifique canadienne sur l鈥檃griculture biologique de f茅vrier 2012.

L鈥檜ne des questions soulev茅es fut: si le phosphore est dans un tel 茅tat de carence, pourquoi cette carence ne se traduit-elle pas toujours par un rendement plus bas? La r茅ponse peut 锚tre li茅e au fait que le P existe sous diff茅rentes formes dans le sol. Certaines sont enti猫rement disponibles pour les plantes et d鈥檃utres sont peu ou pas disponibles. La plupart des sols agricoles canadiens ont de larges r茅serves de P, mais le phosphore n鈥檈st pas accessible pour les plantes parce qu鈥檌l est 茅troitement li茅 脿 l鈥檃luminium ou au calcium. De 20% 脿 80% du phosphore du sol peut se trouver sous une forme inorganique moins disponible. L鈥檃utre r茅serve de P est un min茅ral labile (disponible) ou sous forme organique. Les tests sp茅cifiques du sol ne mesurent que certaines parties des r茅serves de P.

Les in茅quations entre les taux de P relev茅s dans les tests et les rendements des cultures peuvent 锚tre dues en partie 脿 une inexactitude des m茅thodes de testage. Si les r茅serves de P organique sont plus 茅lev茅es sous r茅gie biologique et que les cycles de P sous conditions organiques sont plus rapides, peut-锚tre que le phosphore est plus disponible que certains tests le laissent croire. Kim Schneider a cit茅 une recherche qui a r茅v茅l茅 une pi猫tre relation entre les m茅thodes des tests couramment utilis茅s au Canada (le test Olsen du P du sol) et le rendement des cultures.^3,4 Bien que sa recherche se soit d茅roul茅e sur 14 fermes laiti猫res biologiques de l鈥橭ntario et de la Nouvelle-脡cosse, les r茅sultats ont 茅t茅 confirm茅s par les d茅couvertes de Glenlea.

Tandra Fraser de l鈥橴niversit茅 de Guelph a pr茅sent茅 une recherche qui se penchait sur les diff茅rentes m茅thodes d鈥檈xtraction de P.⁵ Ses r茅sultats montrent que la m茅thode d鈥檈xtraction sp茅cifique utilis茅e pour extraire P des les 茅chantillons du sol avait un impact substantiel sur les taux de P mesur茅s.

L鈥櫭﹖ude de Fraser 茅tait bas茅e sur les travaux men茅s 脿 Glenlea quelques ann茅es plus t么t.⁶ L鈥櫭﹖ude de Glenlea a montr茅 que les sources de P les plus disponibles pour les plantes 茅taient toutes plus basses sous r茅gie biologique, mais que la fraction du P non disponible 茅tait similaire sous r茅gies biologique et conventionnelle apr猫s 15 ans de r茅gie biologique. Le remplacement du P serait essentiel pour le succ猫s 脿 long terme et la durabilit茅 des rotations des cultures sous r茅gie biologique. L鈥櫭﹖ude Glenlea a aussi montr茅 une colonisation mycorhizienne plus importante des cultures et des populations mycorhiziennes sup茅rieures sous r茅gie biologique.

Fraser a d茅crit le r么le des 茅tudes rotationnelles 脿 long terme telle que celle de Glenlea. 芦听Bien que ce soit int茅ressant d鈥檃ller sur les fermes et d鈥檡 pr茅lever des 茅chantillons,听禄 dit-elle, 芦听il est tr猫s difficile, voire impossible, de trouver une comparaison biologique/conventionnel avec la m锚me gestion.听禄听

Kim Schneider a montr茅 que les taux de phosphore 茅taient similaires entre les fermes laiti猫res biologiques et conventionnelles quand le P non disponible 茅tait inclus.^3,4 Elle a d茅couvert que sous r茅gie biologique, le P organique 茅tait significativement plus 茅lev茅 dans le sol. De plus, la colonisation par les champignons mycorhiziens 脿 arbuscules (CMA) augmentait au fur et 脿 mesure que diminuait le P mesur茅 par les tests. La recherche de Schneider soutient les r茅sultats de Glenlea.⁶ Schneider a trouv茅 des diff茅rences significatives 脿 l鈥檌nt茅rieur des communaut茅s de CMA sous r茅gie biologique en comparaison de la gestion conventionnelle. Les diff茅rences au niveau de ces esp猫ces peuvent influencer l鈥檃bsorption du P.

La sant茅 du sol

En agriculture biologique, une vie du sol abondante et diversifi茅e est requise pour aider 脿 d茅composer les mati猫res v茅g茅tales, recycler les nutriments et construire la structure du sol. Sarah Braman, 茅tudiante de cycle sup茅rieur, a 茅tudi茅 les microorganismes dans le syst猫me de rotation de Glenlea. Le type de rotation des cultures a eu un effet marquant sur la vie du sol, ayant une plus grande influence en r茅gie biologique qu鈥檈n r茅gie conventionnelle. La rotation incluant les fourrages 茅tait vraiment meilleure du point de vue microbien.

Les microorganismes 茅taient beaucoup plus abondants et l茅g猫rement plus actifs sous r茅gie biologique. Avec ou sans ajout de fumier, il y avait plus de vie dans les sols sous r茅gie biologique que dans ceux sous r茅gie conventionnelle. La grandeur des populations microbiennes dans les sols biologiques approchait m锚me les niveaux observ茅s dans les prairies restaur茅es.

Quant aux nutriments contenus dans les microorganismes, la prairie et les syst猫mes biologiques sans intrants ont accumul茅 le plus haut niveau de phosphore microbien. Les deux syst猫mes affichaient aussi un taux 茅lev茅 de mati猫res organiques du sol. Le carbone dans les mati猫res organiques du sol promeut la r茅tention du phosphore chez les microorganismes. Tous les syst猫mes biologiques affichaient un taux du phosphore de la biomasse microbienne plus 茅lev茅 que les syst猫mes conventionnels, mais inf茅rieur 脿 celui du syst猫me de rotation des prairies restaur茅es.

Avec le temps, la sant茅 des sols sous r茅gie conventionnelle a diminu茅.⁷ Les syst猫mes biologiques et sans intrants sont plus r茅silients sous des temp茅ratures extr锚mes que les syst猫mes conventionnels. Sous r茅gie biologique, la sant茅 du sol peut 锚tre mieux maintenue sous des temp茅ratures extr锚mes que sous r茅gie conventionnelle.

Une r茅cente 茅tude de Glenlea avec la Dre Lindsay Bell, de l鈥橴niversit茅 de Toowoomba en Australie, a montr茅 qu鈥檌l peut y avoir un inconv茅nient aux rotations biologiques, sans 茅gard 脿 l鈥檌nclusion de fourrages.⁸ Sa recherche portait sur le carbone organique du sol 脿 une profondeur de 120 cm. Le syst猫me biologique, m锚me avec l鈥檃jout de d茅jections animales, n鈥檃joute pas de carbone au sol profond en comparaison du syst猫me conventionnel. Bien que ce soit contraire aux attentes, les syst猫mes biologiques n鈥櫭﹖aient pas aussi performants que les conventionnels si seul le contenu en carbone du sol profond 茅tait consid茅r茅.

L鈥櫭﹖ude du carbone dans les profondeurs a montr茅 que la parcelle de la Prairie avait des quantit茅s importantes de carbone dans le sous-sol. Entz a sugg茅r茅 la solution peu conventionnelle qu鈥櫭� long terme, l鈥檃jout de plantes et de vivaces de la prairie pourrait 锚tre n茅cessaire au maintien de la sant茅 du sol. Comment recr茅er des communaut茅s de plantes semblables 脿 la prairie dans l鈥檕c茅an de champs agricoles qui caract茅risent la r茅gion reste 脿 d茅terminer, mais ces humbles parcelles peuvent orienter l鈥檃griculture dans de nouvelles directions.

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Entz a analys茅 les crit猫res suivants dans la rotation de Glenlea听:¹

• la performance agronomique (rendement du bl茅, les populations des mauvaises herbes et les nutriments disponibles);
• la qualit茅 du sol (mati猫re organique du sol, champignons mycorhiziens);
• la biodiversit茅;
• l鈥檈fficacit茅 茅nerg茅tique; et
• le risque de pollution par P.

L鈥櫭﹖ude d鈥橢ntz a montr茅 que les rotations les plus performantes 茅taient: 1) rotation biologique avec fourrages et d茅jections animales et 2) la rotation conventionnelle avec seulement les annuelles. Les syst猫mes biologiques 茅taient plus performants que les syst猫mes conventionnels pour la plupart des param猫tres.听 Les syst猫mes biologiques 茅taient particuli猫rement plus performants pour les param猫tres environnementaux et les risques de pollution, mais les syst猫mes conventionnels ont produit des rendements de cultures plus 茅lev茅s.

Le syst猫me biologique bas茅 uniquement sur les grains affichait des limitations et la performance la plus pauvre. L鈥檃jout de compost a invers茅 les d茅clins survenus dans le syst猫me grain/fourrage apr猫s les premi猫res ann茅es. Les rendements en bl茅 et la balance du P ont tous deux commenc茅 脿 s鈥檃m茅liorer apr猫s 2007 quand le compost a 茅t茅 r茅int茅gr茅 dans le syst猫me.

Les rotations 脿 long terme requi猫rent un financement continu et des contributions physiques pour 锚tre poursuivies. Entz a soulign茅 脿 la fois ce d茅fi et cette opportunit茅. 芦听Maintenir des 茅tudes 脿 long terme est un d茅fi, mais une fois que vous pouvez les poursuivre, les gens s鈥檡 int茅ressent.听禄 Apr猫s pr猫s de vingt ans, la rotation Glenlea a suscit茅 l鈥檌nt茅r锚t et fait conna卯tre l鈥檃griculture biologique. Tout en soulignant les quelques d茅fis qui doivent 锚tre relev茅s, l鈥櫭﹖ude a montr茅 les multiples b茅n茅fices acquis 脿 la suite d鈥檜ne rotation 脿 long terme bien planifi茅e.

Pour en apprendre davantage sur Glenlea et les Syst猫mes d鈥檃griculture naturelle, visitez

Cet article est d鈥檃bord paru dans l鈥櫭ヾition sp茅ciale 脡t茅听2012 du 鈥淐anadian Organic Grower鈥� consacr茅e 脿 la recherche.听Cette 茅dition sp茅ciale du TCOG est publi茅e gr芒ce au soutien de la Grappe scientifique biologique. Les projets de la Grappe scientifique biologique d茅crits dans cet article ont 茅t茅 financ茅s par Agriculture et Agroalimentaire Canada, la Commission canadienne du bl茅 et l鈥橝ssociation canadienne des producteurs de semences.

La Grappe scientifique biologique du Canada (GSB) fait partie de l鈥橧nitiative de grappes agro-scientifiques canadiennes du cadre strat茅gique Cultivons l鈥檃venir d鈥�, une initiative f茅d茅rale-provinciale-territoriale. La GSB est dirig茅e par le Centre d鈥檃griculture biologique du Canada et par le demandeur principal de l鈥檌ndustrie, la .

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