Activité 4

Efficacité de l’apport d’azote fourni par des cultures de couverture mises en œuvre pendant deux saisons de croissance sur trois dans une rotation soya-blé d’hiver-maïs biologique

Bien que les fertilisants azotés biologiques abondent sur le marché, leur coût élevé rend irréaliste leur utilisation dans de nombreux systèmes de production végétale biologiques. Par conséquent, les fermiers biologiques se tournent en premier lieu vers les fumiers, composts et cultures de légumineuses pour couvrir les besoins en azote (N) de leurs cultures. Dans une rotation soya-blé d’hiver-maïs biologique, le fumier d’animaux d’élevage ou le compost, voire les deux, sont communément choisis pour maintenir le rendement des cultures économiques, en particulier celui du maïs, mais leur application, si elle est calculée en fonction des besoins d’azote du maïs, conduit à une accumulation de phosphore, entre autres cations, dans le sol.

Après la moisson du blé d’hiver en Ontario, la terre est fréquemment laissée à nu, soit d’août à mai. Les légumineuses plantées après le blé d’hiver, puis incorporées dans le sol pour y jouer le rôle d’engrais verts avant le semis du maïs, peuvent constituer une alternative attrayante, surtout quand le fumier et le compost manquent ou deviennent une menace pour l’environnement. Toutefois, bien qu’il y ait de nombreux avantages (agronomiques, économiques et environnementaux) à utiliser des cultures de couverture, elles peuvent être difficiles à mettre en œuvre dans des rotations qui incluent des plantes tardives, tels le maïs et le soya, car les degrés-jour de croissance restants à l’automne sont insuffisants pour que la culture de couverture s’établisse, si cette dernière est semée après la récolte. Aussi, il arrive que les cultures de couverture ne fournissent pas assez de couvert au sol et d’azote à la culture commerciale suivante si leur croissance et la fixation d’azote sont insuffisantes. Il est certain que la contribution sous forme d’azote d’un couvert de légumineuses réduit la quantité d’engrais azoté requise pour la culture suivante dans la rotation. Toutefois, les meilleures options de gestion des cultures de couverture pour maximiser l’azote fourni à une culture subséquente et préserver ou améliorer la santé du sol demeurent largement inconnues.

Un sous-semis de trèfle rouge sur sol gelé dans un champ de blé d’hiver pourrait produire de l’azote et avoir des bienfaits pour la qualité du sol, dont profiteraient les cultures subséquentes. De plus, les valeurs des crédits d’azote ont déjà été établies pour les cultures de trèfle rouge interrompues à l’automne dans les rotations maïs-soya-blé en Ontario. Cependant, au fil du temps, ce semis sur sol gelé a décliné dans la province, car il est difficile de maintenir un peuplement adéquat de trèfle rouge avec des conditions telles qu’un cycle insuffisant de gel-dégel ou un printemps sec. D’autres options de culture de couverture, telles qu’une céréale ou un radis, sont à la portée des cultivateurs ontariens, mais elles ne fournissent généralement pas assez d’azote, ou bien elles ne le libèrent pas au moment opportun.

Dans une étude antérieure, nous avons démontré que des légumineuses résistantes à l’hiver semées dans les chaumes de blé (après la moisson) produisaient assez d’azote pour maintenir le rendement de maïs-grain au niveau escompté pendant trois années consécutives, ce rendement étant de 190 boisseaux/acre (12,77 tonnes/hectare) dans les parcelles de la culture de couverture de légumineuses (sans fertilisant chimique), contre 92 boisseaux/acre dans la parcelle témoin (6,19 t/ha; sans fertilisant chimique ni culture de couverture). Dans cette rotation maïs-soya-blé, les rendements de soya se sont avérés stables et satisfaisants (60 boisseaux/acre ou 4,03 t/ha); par contre la production de blé a connu des problèmes (baisse du rendement à 50 boisseaux/acre [3,36 t/ha] la troisième année) dus à une carence apparente en azote. En plus de semer des légumineuses après la moisson du blé d’hiver afin de constituer un couvert végétal et une source d’azote pour le maïs, nous avons formulé l’hypothèse que l’introduction d’une seconde phase de culture de couverture d’une légumineuse dans l’année du maïs au sein de la rotation (par sous-semis dans le maïs debout au stade 6 à 8 feuilles) pouvait améliorer la fertilité et la santé du sol ainsi que les rendements de blé grâce à un apport supplémentaire de carbone et d’azote au sol.

Par conséquent, les objectifs de la présente étude sont les suivants : i) Développer un système cultural qui comprendra deux saisons de culture de couverture de légumineuses résistantes à l’hiver et utilisera uniquement l’azote fixé par ces légumineuses comme source d’azote pour le maïs et le blé dans une rotation soya-blé d’hiver-maïs biologique dans le sud de l’Ontario; ii) Mettre à l’épreuve ce système cultural pour déterminer s’il peut être agronomiquement viable et durable sur le plan de la santé (fertilité) du sol. La rotation proposée soutiendrait la croissance des cultures à la fois pendant la saison de pousse estivale et à la fin de l’automne ainsi qu’au début du printemps (c.-à-d. que le blé d’hiver formerait la couverture hivernale pendant l’une des années, tandis que les légumineuses résistantes à l’hiver assureraient cette fonction les deux autres années). Les terres agricoles exploitées suivant ce système produiraient en continu.

Résultats et matériel à ce jour
 

Legume Cover Crops Provide Nitrogen to Corn During a Three-Year Transition to Organic Cropping
    Alliance of Crop, Soil, and Environmental Science Societies, August 30, 2019

Activité chercheurs

Contributing partners

Grain Farmers of Ontario

Agriculture and Agri-Food Canada