Études sur la durabilité du sol : l’incidence des fourrages et de l’élevage dans les systèmes agricoles biologiques

Kui Liu, Dr Andy Hammermeister et Dr Ralph Martin

Les avantages de l’intégration de la culture de plantes fourragères vivaces dans les systèmes d'agriculture biologique sont connus depuis longtemps. Les plantes fourragères aident à augmenter la présence de matière organique dans le sol, laquelle peut devenir une source de nutriments pour les cultures suivantes et aussi aider à amender la structure du sol. Le sol ainsi amélioré peut retenir davantage d'eau, est mieux aéré et risque moins de s’éroder ou de se compacter. La culture des plantes fourragères vivaces brise également le cycle des mauvaises herbes, des maladies et des insectes parasites. De nombreuses fermes biologiques élèvent des animaux pour consommer les fourrages provenant de la rotation des cultures. Non seulement les animaux d’élevage diversifient-ils le revenu agricole, mais ils peuvent utiliser les sous-produits de la production végétale. En outre, comme les différentes espèces d’animaux sont efficaces pour utiliser des types d'aliments variés, chacune joue un rôle particulier dans les systèmes biologiques. Par exemple, les ruminants comme le bœuf et le mouton font une bonne utilisation des fourrages tandis que les animaux monogastriques comme les poulets et les porcs, qui sont moins efficaces pour digérer le foin, peuvent valoriser les surplus de céréales ou de protéines.

Cependant, beaucoup d’agriculteurs biologiques n'élèvent pas d’animaux pour des raisons comme la préservation des sols, leur formation agricole, les marchés, la rentabilité ou leur philosophie personnelle. Pour ces fermes, la culture de plantes fourragères vivaces peut représenter une perte économique, car elle rend les champs improductifs pour une période pouvant atteindre cinq ans. La vente du foin réduit la viabilité à long terme de la ferme par l'exportation de nutriments qui, autrement, demeureraient sur place et serviraient à la production d’autres cultures commerciales. On peut également prétendre que, dans les fermes biologiques, les bienfaits que fournissent les plantes fourragères vivaces peuvent être obtenus autrement, par une gestion soigneuse de la rotation des cultures. La diversification des rotations, les semis d’automne et les engrais verts constituent des méthodes largement employées pour briser le cycle des parasites et pour bonifier les sols dans les systèmes biologiques sans animaux.

Le fumier du bétail peut représenter une précieuse ressource pour gérer la fertilité du sol, dans un système biologique. La haute disponibilité des nutriments présents dans le fumier, particulièrement l’azote et le phosphore, le rend très utile dans des régions comme les Prairies. Cependant, dans des régions comme l’est du Canada, les terres disponibles pour disposer sans risque du fumier sont moins nombreuses, et la surcharge nutritive peut poser un problème dans les élevages. En outre, le fumier produit par les ruminants et les animaux monogastriques peut avoir un contenu nutritif très différent, et doit être géré adéquatement pour que le système soit écologique et viable.

La pertinence d'intégrer des plantes fourragères vivaces et des animaux d’élevage dans les systèmes d'agriculture biologique est donc importante pour de nombreux agriculteurs ainsi que pour le secteur biologique dans son ensemble. On n’a pas encore fait la preuve que les animaux et les plantes fourragères sont essentiels pour faire circuler l'énergie et les nutriments à la ferme ou si les fermes biologiques peuvent être viables à long terme sans animaux ni cultures fourragères.

Pour contribuer à répondre à ces questions, le Centre d'agriculture biologique du Canada et l'Université du Manitoba s’associent dans une étude portant sur une rotation de quatre ans. Cette expérience est conçue pour étudier certaines questions liées aux bénéfices agronomiques, économiques et environnementaux d’intégrer des plantes fourragères vivaces et les animaux d’élevage à un système biologique. Les chercheurs examineront quel est le nombre d'années idéal pour inclure les fourrages dans une rotation de 4 ans et évalueront si les animaux ruminants ou monogastriques peuvent augmenter la conservation du sol sur les fermes biologiques. Plus précisément, ils espèrent déterminer l’incidence du nombre d'années de culture fourragère dans une rotation et de l'intégration des animaux dans les systèmes biologiques sur les propriétés de sol, la biomasse des mauvaises herbes, l’assimilation des éléments nutritifs ainsi que sur le rendement des récoltes et les retombées économiques.

L'expérience a débuté en 2002, sur la terre cultivée pour la recherche au Manitoba et dans des pâturages labourés l’automne (2001) en Nouvelle-Écosse. On y étudie trois systèmes par rapport aux fourrages combinés à quatre systèmes par rapport à la production animale, pour un total de douze traitements

• Systèmes fourragers : 0, 1 ou 2 ans de plantes fourragères dans la rotation
• Systèmes d’élevage : sans animaux sans amendement, sans animaux avec amendements, animaux monogastriques (volaille) et ruminants (bœuf et mouton).

La rotation de base étudiée est le blé, le soja, l’orge et la pomme de terre avec des plantes fourragères pour remplacer le soja et/ou l'orge dans les rotations comprenant du fourrage. Les plantes fourragères ont été semées sous la culture antérieure qui sert de plante abri. La farine de luzerne et d'autres sources de minéraux approuvées en agriculture biologique seront appliquées dans le système sans animaux avec amendements. Le fumier composté (de volaille pour les animaux monogastriques et de bœuf/mouton pour les ruminants) sera appliqué dans les systèmes avec animaux, des apports de minéraux approuvés en agriculture biologique seront également utilisés si nécessaire. Le taux d'application des amendements pour chaque culture sera basé sur les recommandations faites à partir des analyses de sol.

Alors que les animaux ne font pas directement partie de cette expérience, chacun des systèmes sera géré selon les pratiques normales pour ce type de production en particulier. Dans la rotation impliquant des animaux monogastriques et du fourrage, on suppose que les plantes fourragères seront vendues et le fumier sera épandu aux champs une fois composté. Dans la rotation impliquant des ruminants, on suppose que les plantes fourragères seront consommées à la ferme et le fumier sera épandu aux champs une fois composté. Dans la rotation sans animaux et avec fourrage, on suppose que le foin sera employé comme paillis entre les rangs dans les parcelles où des pommes de terre sont cultivées.

Le coût des intrants et les revenus seront étudiés de manière à pouvoir évaluer la rentabilité économique de chaque système. Afin d’évaluer l’incidence du nombre d'année de culture de foin ou de l’inclusion des animaux sur les propriétés du sol, la production végétale et les populations de mauvaises herbes, on prendra les mesures suivantes :

• Sol : La capacité à fournir des nutriments disponibles pour les plantes sera déterminée à l’aide d’une sonde de simulation des racines Plant Root Simulator (PRS™) utilisant des noyaux d'exclusion des racines. On prendra également des mesures du carbone total, du carbone biologique facilement oxydable, de la concentration de minéraux nutritifs, de l’activité enzymatique et de la biomasse microbienne.
• Plantes : On mesurera la densité des plantes, leur biomasse, leur rendement et la quantité d’éléments nutritifs contenus dans la biomasse.
  Mauvaises herbes : La densité et la biomasse des mauvaises herbes seront enregistrées.

Les résultats préliminaires (2002) des parcelles situées en Nouvelle-Écosse nous ont permis de constater que le développement précoce des parcelles qui n'ont reçu aucun compost (de la farine de luzerne a été utilisée comme source d'azote) a été retardé par rapport aux parcelles garnies de compost. L’impact, sur la récolte, de ce retard dans le développement des plantes a semblé se traduire par un rendement moindre et du grain de poids légèrement inférieur. On a également certaines indications que la quantité de mauvaises herbes présente dans les parcelles n'a pas affecté le rendement, qui semble avoir été davantage perturbé par la taille des mauvaises herbes et leur poids total.

Chercheurs :

Kui Liu (Étudiant au Ph. D.), Dr Andy Hammermeister et Dr Ralph Martin
Centre d'agriculture biologique du Canada
C.P. 550
Truro (N.-É.) B2N 5E3
Personne à contacter : Andy Hammermeister, ahammermeister@nsac.ca
Tél : 902-893-8037

Sources de financement :

Ce projet est financé comme expérience fondamentale du CRSNG.