Innovative field crop systems (soil tillage, crop rotation and covers crops)

• Research unit: AGS
• Project number: 14.11.4.1

Key words (English)

Field crop systems, soil tillage, crop rotation, cover crop, green manure, legumes, conservation agriculture

Short description (French)

Le champ d’activité concerne la recherche dans les systèmes de grande culture et couvre plus particulièrement les objectifs de l’agriculture de conservation et, par extension, de l’agriculture biologique. Des solutions sont attendues concernant les principaux freins agronomiques à l’adoption de ces systèmes. Il s’agit en particulier de fournir les éléments utiles permettant de réduire l’intensité de travail du sol, de diversifier la rotation et de couvrir le sol au maximum par la végétation. Le développement de ces méthodes de production visent aussi de nouveaux services agro-écosystémiques pour améliorer l’efficience de l’utilisation des ressources du sol, réduire le recours aux intrants et augmenter les performances des cultures. Pour cela, la valeur agronomique des principaux couverts végétaux doit être précisées, ainsi que les principaux traits fonctionnels de ces espèces et les fonctions agrosystémiques associées. En particulier, il s’agit de réduire les faims d’azote et de lutter contre les adventices par le système de culture. Le fonctionnement des associations de couverts végétaux et les règles d’assemblage sont étudiées pour valoriser au mieux la fixation symbiotique des légumineuses et les capacités concurrentielles des couverts contre les adventices. Des compléments d’information sont attendus pour les données de base pour la fumure en ce qui concerne les effets du travail du sol et la valeur de précédent cultural des couverts végétaux pour l’azote, mais aussi pour le phosphore et le potassium.

Ce champ d’activité se concentre sur l’intensification écologique et plus particulièrement sur les méthodes de production en grandes cultures. Il rejoint l’agriculture écologiquement intensive dans la mesure où les externalités positives sont maximisées. Ces intentions sont servies par le projet « Travail du sol, rotation et couverts végétaux », par son complément thématique CC4CA financé par fonds tiers, ainsi que par les projets planifiés « Offensive Bio Romandie », « Légumineuses en rotation et dans les associations de cultures » et « Grandes cultures sans herbicide ». Les méthodes de production concernées ici contribuent également à d’autres thèmes centraux, pour lesquels des collaborations sont prévues ou à développer. La gestion des domaines expérimentaux rattachés au DR11 fait également partie de ce champ d’activité.

Ce champ d’activité permet d’améliorer les connaissances spécifiques sur les couverts végétaux. Le développement d'une méthode pour relier les caractéristiques des plantes aux services agro-écosystémiques permet d’améliorer la rentabilité de cultures intermédiaires. Celle-ci concerne une utilisation plus large des légumineuses dans la rotation (associations), de nouvelles stratégies de lutte contre les adventices en renonçant notamment glyphosate, de nouvelles contributions pour améliorer l’efficience des éléments nutritifs (N, P). Un nouveau savoir-faire est acquis par l’utilisation d’une modèle de croissance des plantes couplé à un essai de longue durée. Une meilleure compréhension des systèmes de culture sert également de consolidation et de reconnaissance des acquis des agriculteurs pionniers, et une accompagnement vers de nouveaux systèmes innovants. Parallèlement, les nouvelles orientations des politiques agricole bénéficient d’un accompagnement en matière de mise en place de systèmes de culture cohérents répondant à de nouveaux défis. Les externalités négatives sont également réduites.

Project aims (French)

1.  Contribuer au développement de systèmes de culture basés sur les principe de l’agriculture de conservation : réduire l’intensité de travail du sol, diversifier la rotation et couvrir le sol pour les cultures de printemps en particulier (betterave, maïs). Fournir des recommandations permettant de réduire l’utilisation des herbicides dans les grandes cultures.

2.  Préciser la valeur agronomique des principaux couverts végétaux. Identifier les principaux traits fonctionnels de ces espèces et les relier aux fonctions agrosystémiques pouvant être attendues, en particulier pour réduire les faims d’azote, lutter contre les adventices et plus généralement pour améliorer les méthodes de culture et utiliser de manière efficiente la ressource sol (nutriment, eau) pour la production agricole.

3.  Proposer des règles pour les associations de couverts végétaux valorisant plus particulièrement i) les légumineuses et ii) les espèces concurrentielles contre les adventices.

4.  Compléter les données de base pour la fumure avec des données relatives aux effets du travail du sol et à la valeur de précédent cultural des couverts végétaux pour l’azote, mais aussi le phosphore et le potassium.

5.  Compléter les connaissances sur la valeur de précédent des légumineuses et leur utilisation durable dans la rotation des cultures.

6.  Conduire et gérer efficacement les domaines expérimentaux de Changins et Goumoëns.

Knowlegde improvements / Publications (French)

Charles R., Büchi L., Wirth J., Sarthou J.-P., Justes E., 2013. Couverts végétaux et allélopathie : où en est la recherche ? Techniques Culturales Simplifiées 71, 24-25.

Charles R., Cholley E., Frei P., 2011a. Assolement, travail du sol, variété et protection fongicide en production céréalière. Recherche Agronomique Suisse 2(5), 212-219.

Charles R., Cholley E., Frei P., Mascher F., 2011b. Maladies et rendement du blé d`automne: influence du système de culture. Recherche Agronomique Suisse 2(6), 264-271.

Constantin J., Beaudoin N., Launay M., Duval J., and Mary B., 2012. Long-term nitrogen dynamics in various catch crop scenarios: Test and simulations with STICS model in a temperate climate. Agriculture, Ecosystems and Environment, 147, 36-46

Justes E., Beaudoin N., Bertuzzi P., Charles R., Constantin J., Dürr C., Hermon C., Joannon A., Le Bas C., Mary B., Mignolet C., Montfort F., Ruiz L., Sarthou J.P., Souchère V., Tournebize J., 2012b. Réduire les fuites de nitrate au moyen de cultures intermédiaires : conséquences sur les bilans d’eau et d’azote, autres services écosystémiques. Rapport d'étude, INRA (France), 64p.

Gebhard C.-A., Lucie B., Liebisch F., Sinaj S., Ramseier H., Charles R., 2013. Screening de légumineuses pour couverts végétaux: azote et adventices. Recherche Agronomique Suisse 4 (9): 384–393..

Maltas A., Oberholzer H., Charles R., Bovet V., Sinaj S., 2012a. Effet à long terme des engrais organiques sur les propriétés du sol. Recherche Agronomique Suisse 3(3), 148-155.

Maltas A., Charles R., Bovet V., Sinaj. S., 2012b. Effet à long terme des engrais organiques sur le rendement et la fertilisation azotée des cultures. Recherche Agronomique Suisse 3(3), 156-163.

Maltas A., Charles R., Jeangros B., Sinaj S., 2013. Effect of organic fertilizers and reduced tillage on soil properties, crop nitrogen response and crop yield: results of a 12-year experiment in Changins, Switzerland. Soil and Tillage Research, 126, 11-18.

Melander B., Munier-Jolain N., Charles R., Wirth J., Schwarz J., van der Weide R., Bonin L., Kryger Jensen P., and Kudsk P., 2013. European Perspectives on the Adoption of Non-Chemical Weed Management in Reduced Tillage Systems for Arable Crops. Weed Technology, 27, 231-240.

Nemecek T., von Richthofen J.-S., Dubois G., Casta P., Charles R., Pahl H., 2008. Environmental impacts of introducing grain legumes into European crop rotations. European Journal of Agronomy. 28, 380-393.

Sinaj, S., Richner, W., Flisch, R., Charles, R., 2009. Données de base pour la fumure des grandes cultures et des herbages (DBF-GCH). Revue Suisse d’Agriculture 41 (1), 1–98.

Vullioud P., 2005. Rotation des cultures en terres assolées. Revue suisse Agric. 37 (4), 1-4.

Vullioud P., Neyroud J.A., Mercier E., 2006a. Résultats de 35 ans de culture sans labour à Changins. II. Evolution des propriétés du sol. Revue suisse Agric. 38 (1), 1-16.

Vullioud P., Delabays N., Frei P., Mercier E., 2006b. Résultats de 35 ans de culture sans labour à Changins III. Mauvaises herbes, maladies fongiques et ravageurs. Revue suisse Agric. 38 (2), 81-87.

Customers / Reporting (French)

Communauté scientifique
Milieux agricoles (producteurs, entrepreneurs agricoles, associations de producteurs)
Société (OFAG, cantons, collectivités publiques)

Dans le cadre du PNR 68, des conférences scientifiques ont lieu régulièrement pour dresser l’avancement des travaux.
Organisation d’une conférence sur le thème travail du sol et couverts végétaux (2015-16).
Conférences internationales (ISTRO 2015, ESA).
Participation à des cours pour la pratique (salle, terrain), notamment organisées chaque année par Swiss-NoTill.
Contribution à l’actualisation des fiches techniques « couverts végétaux ».
Publications scientifiques et technico-scientifiques (voir 2.6 Calendrier et jalons), ainsi qu’articles à destination de la pratique.