Classification des types de rotation des cultures

Dwayne Beck - Dakota Lakes Research Farm ; traduit par Victor Leforestier - juillet 2013


Dwayne Beck : la rotation 2/2, c’est lui ! Dwayne Beck, on l’aime ou on le déteste ! Lorsque cet agronome visionnaire a une idée en tête, il est très difficile de l’en faire changer d’avis. Il n’y a pas de demi-mesure avec cet homme qui s’est donné une mission : restaurer la santé des sols des Dakotas et développer des systèmes agricoles toujours plus efficaces. Force est de constater qu’il a aujourd’hui, parmi les agriculteurs du Midwest américain, de nombreux adeptes. Son principe clé : couvrir les sols et utiliser pour cela, une plus grande diversification de culture et de couverts. Il est employé par une structure type association loi 1901 (Dakota Lakes Research Center), créée par des agriculteurs, propriétaires des terres allouées à ce centre de recherche agronomique situé à Pierre (Sud Dakota). La fameuse rotation 2/2 dont nous faisons régulièrement écho dans TCS, c’est à D. Beck qu’on la doit ! Il est venu en France il y a six ans. (Cécile Waligora in TCSn°73-juillet/août 2013).

Site Internet de D. Beck : http://www.dakotalakes.com article sur salissement et rotation : ici

Dwayne Beck, spécialiste du semis direct dans le Nord Dakota - USA

Il est quelquefois plus facile d’échanger sur des concepts s’ils sont placés en différentes catégories. Nous avons développé le schéma suivant dans cet esprit. Cette classification est totalement arbitraire et doit être utilisée uniquement comme un outil pour comprendre comment organiser sa rotation.

ROTATIONS SIMPLES

Rotations avec une seule culture de chaque type, utilisée en enchaînement simple. C’est le type le plus commun.

EXEMPLE  :

- Blé d’hiver - Maïs - Jachère
- Colza - Blé - Orge
- Blé de printemps - Blé d’hiver - Maïs - Tournesol
- Maïs - Soja
- Blé d’hiver - Maïs - Pois

AVANTAGES  : Simple, nombre de cultures limité à produire et à vendre

INCONVÉNIENTS  : Nombre limité d’enchaînements de cultures et de retour de la culture. Tout le maïs est placé derrière du blé ou tout le blé d’hiver est semé dans les chaumes de blé de printemps. En d’autres mots, ce système est constant sur les enchaînements et sur la durée de retour de la culture. La totalité de la surface de chaque culture sera dans les mêmes conditions (ex : que du blé de colza sur la ferme)

ROTATIONS SIMPLES AVEC CULTURE PÉRENNE

Ce sont des rotations simples qui sont diversifiées par l’ajout d’une culture pérenne sur plusieurs années.

EXEMPLE  :

- Maïs - Soja - Maïs - Soja - Maïs - Soja - Luzerne - Luzerne - Luzerne - Luzerne.

AVANTAGES : Simplicité, nombre limité de cultures annuelles à conduire et vendre. La culture pérenne est une période propice à l’épandage des effluents. Elle pourra probablement mieux améliorer la structure que les cultures annuelles. C’est encore plus vraie avec des graminées ou des mélanges de graminées. Les rotations avec culture pérenne sont la seule façon d’imiter le cycle naturel des éléments. Les cultures à biomasse et les systèmes avec pâturage ont du potentiel. L’agroforesterie est aussi un moyen d’introduire de la diversité et une culture pérenne.

INCONVÉNIENTS  : Il est difficile d’avoir une surface importante en culture pérenne sans avoir de pâturage. Il est difficile de mettre 40% de la surface en fourrage. Cultiver une culture pérenne sur moins de 40% limite son impact. Commercialiser des cultures pérennes est un problème.

Par exemple si un agriculteur ne peut cultiver que 400 acres de luzerne en un temps donné avec le matériel et la main d’œuvre disponible, il sera limité à 300 acres de maïs et soja sur le reste de son assolement. S’il augmente sa part de maïs et soja plus que ça, les bénéfices de la luzerne sur la rotation sera limité sur le reste de la surface. S’il a 400 acres de luzerne et 1000 acres de chaque culture en laissant la luzerne sur 4 ans, la luzerne reviendra sur chaque champ tous les 24 ans. Il aura 6 ans de maïs - soja avec luzerne suivi de 14 ans de maïs - soja en rotation simple. Les rotations avec une culture pérenne ont un avantage significatif lorsqu’elles sont utilisées sur des champs proches de la ferme. L’agriculteur pourrait cultiver des cultures pérennes dans sa rotation sur les hectares proches de la ferme et diversifier sa rotation, mais sans culture pérenne, sur le reste de la ferme.

ROTATIONS SIMPLES ADDITIONNÉES

Deux rotations simples à la suite, pour allonger et diversifier la rotation.

EXEMPLE  :

- Blé de printemps - Blé d’hiver - Maïs - Soja - Maïs – Soja. Cela donne une combinaison de Maïs - Soja et de Blé de printemps - Blé d’hiver - Maïs - Soja

AVANTAGES  : Il y a toujours un nombre limité de cultures à gérer et à commercialiser. Cette approche crée plusieurs précédents pour une même culture. Il y a à la fois de la diversité dans les précédents et les durées de retour pour le maïs et les blés mais pas pour le soja : Blé de Soja et Blé de Blé, Maïs de blé et Maïs de Soja. Il y a de la diversité dans la durée de retour d’une même culture pour chacune d’entre elle. Blé : 0 et 6 ans, Maïs : 1 et 3 ans, Soja : 1 et 4 ans de coupure.

INCONVÉNIENTS  : Le travail est peu répartie puisqu’un tiers de la rotation est en maïs et 1/3 en soja.

ROTATIONS COMPLEXES

Rotations avec différentes cultures du même type.

EXEMPLE  :

Orge - Blé d’hiver - Maïs - Tournesol - Sorgho - Soja ou bien Orge - Colza - Blé - Pois. Cela se rapproche de l’exemple des rotations simples additionnées, l’Orge remplace un des Blés, le Sorgho remplace un Maïs et le Tournesol remplace un Soja.

AVANTAGES  : Ce type de rotation est capable de créer de nombreuses combinaisons et durée de retours d’une même culture. Si les cultures sont sagement choisies il y a moyen de bien répartir le travail. Cette approche est efficace pour lutter contre des maladies spécifiques à une culture comme le nématode à kyste sur soja, phoma sur colza ou la chrysomèle sur maïs. Les maladies telles que la pourriture blanche qui ont des hôtes multiples répondent de la même manière que dans les rotations simples additionnées.

INCONVÉNIENTS  : Le grand nombre de culture à gérer demande beaucoup d’attention et de capacités de commercialisation.

ROTATIONS 2+2

Une des approches la moins connue, elle inclue la culture d’une même culture ou d’une culture du même type deux années de suite suivies par une longue coupure.

EXEMPLE  : Blé - Blé - Maïs - Maïs - Soja - Soja ou Orge - Blé - Pois - Colza.

Principe de la rotation 2+2  : Cela ne devrait pas être un concept étranger puisque c’est comme ça que les plantes se succèdent dans la Nature. Une espèce domine le milieu à un moment donné jusqu’à une autre plante lui succède. Éventuellement (après de nombreuses successions) l’espèce du départ peut de nouveau occuper le milieu. L’échelle de temps pour ces rotations est bien plus long que pour les rotations de cultures mais les principes sont les mêmes. Les humains ont tendance à vivre sur une échelle de temps différente que celle des autres espèces. Les jours, les heures, les années ont un sens totalement différent pour une bactérie ou un champignon que pour un arbre. Certaines espèces ont une courbe de croissance très rapide à partir du moment qu’elles en ont l’opportunité, alors que d’autres mettent du temps à se reproduire. Chaque espèce a une « stratégie de survie » faite pour augmenter les chances qu’elle continue d’exister. Les Hommes ont appris à construire des abris, faire pousser leur nourriture, etc., car ce n’était pas l’espèce la plus adapté à résister le climat, à chasser ou à récolter. Beaucoup d’adventices annuels produisent de nombreuses graines pour améliorer la probabilité qu’au moins quelques unes survivent. D’autres plantes ont une durée de dormance échelonnée ce qui leur permet de survivre dans des environnements qui ne sont pas toujours propices chaque années. De nombreux organismes ont des formes de repos qui leurs permettent d’attendre les conditions favorables pour repousser.

La stratégie universelle de toutes les espèces est la diversité génétique. Cela permet à certaines de survivre dans des conditions où le reste de la population est éliminée. Quelques un des descendants auront le même avantage de survie. Par conséquent, les individus avec ce caractère génétique continueront à se multiplier tant que les conditions leurs seront favorables. Ils n’auront peut être pas l’avantage si les conditions changent. La raison principale pour laquelle en agriculture on rencontre des problèmes avec des adventices et des insectes résistants est que les systèmes créent les conditions qui favorisent des individus spécifiques parmi la population et gardent ses conditions en place suffisamment longtemps, assez fréquemment et ou de manière prévisible pour permettre au biotype de devenir la population dominante.

Le concept de la rotation 2+2 (comme d’autres types de rotation également) est de garder de la diversité à la fois dans les enchaînements et dans les délais de retour de culture. Une partie de la stratégie est de comprendre qu’une rotation avec un seul type d’enchaînements ou de temps de retour sélectionnera une espèce (un biotype dans une espèce) qui se plaira dans les conditions créées. Dans le cas d’un biotype d’espèce, la population continuera d’augmenter aussi longtemps que les conditions resteront les mêmes.

Il est probablement mieux de l’expliquer avec quelques exemples : Dans la « corn-belt » et dans les régions irriguées des grandes plaines des USA, il était autrefois commun pour de nombreux agriculteurs de produire du maïs sur la même parcelle année après année. Quand cela est pratiqué la chrysomèle (il y a d’autres espèces avec le même mode de vie) se nourrit des soies du maïs et pond des oeufs à la base du maïs. La plupart des œufs éclosent le printemps suivant. Si du maïs ou un hôte qui convient sont présent, les larves se nourrissent des racines et cause des pertes importantes. Cela requiert donc l’usage d’insecticide sur les parcelles en monoculture de maïs. Quand le maïs est semé après du soja, cet insecte était initialement pas un problème. Il est intéressant de remarquer qu’après une longue histoire de rotation maïs - soja, une partie des chrysomèles de la « corn-belt » ont déviés vers deux stratégies de survie.

Dans les zones de l’ouest, un biotype avec une diapause plus longue est devenu commun, voir même prédominant. La majorité des œufs pondus par ce biotype n’éclosent pas le printemps suivant (quand le soja est semé) mais attendent de manière prédictive, que le maïs soit semé la seconde année. En réalité, les œufs pondus par quelques individus ont naturellement tendance à le faire. Ils prédominent maintenant la population parce que la rotation maïs - soja est régulière à la fois dans son enchaînement et ses intervalles entre deux cultures de maïs. Cela donne au biotype un avantage compétitif. Le second exemple vient des zones de l’est de la « corn - belt ». Cette adaptation vient des femelles qui migrent vers les champs de soja pour pondre leurs œufs. Quand ils vont éclore au printemps, il y a de grandes chances pour que du maïs soit semé dans le champ. Dans ce cas le biotype a un avantage car la rotation maïs - soja est constante dans sa succession. Une adaptation similaire arriverait probablement si du blé était semé après maïs.

Dans la rotation Blé - Blé - Maïs - Maïs - Soja - Soja, l’intervalle et la succession entre deux culture est imprévisible dans l’échelle de temps d’un insecte (même si cela paraît très prévisible pour un humain). Aussi important, une partie de la population de chrysomèle avec un mode de vie « normale » est préservée sur les champs en maïs de maïs. Cela diluera la population d’individus avec une mode de vie aberrant.

Les exemples précédents sont en rapport avec les insectes mais les mêmes exemples peuvent être trouvés avec des adventices ou des maladies. Le point important dont il faut se souvenir est que ces changements n’apparaissent pas toujours rapidement. Les espèces avec une seule génération par an peuvent prendre 10 ou 20 ans pour qu’un biotype avec une stratégie de survie adaptée pour prédominer. Pendant ce temps le producteur sera convaincu qu’il a développé LA rotation ultime, trouvé le produit parfait, etc., pour sa ferme. Puis presque sans signe avant coureur, le système s’écroule. Ceux qui doivent gérer des résistances ont pu rencontrer ce phénomène.

La deuxième partie de la rotation 2+2 est d’avoir une longue coupure (ou un long intervalle) dans la rotation. Du point de vue de la diversité il est préférable d’avoir des intervalles différents. Pour se protéger des maladies qui ont un cycle court, un des intervalles doit être suffisamment long pour permettre à la population d’adventice ou de maladies de descendre à des niveaux bas. Une étude attentive des courbes de « croissance et décomposition » démontrent que la première année d’une nouvelle culture on rencontre peu de problème de spécifiques à la culture. Si la culture est de nouveau semée sur cette terre vierge, cela donne de bons résultats ou même encore meilleur. Ce n’est que la troisième année (ou plus) que les problèmes commencent à arriver. Une fois qu’ils sont installés, les problèmes augmentent souvent rapidement. La raison pour laquelle ces problèmes arrivent est que les courbes de croissance et décomposition suivent des schémas géométriques. (Exemple : 2, 4, 8, 16, 13, 64 ou 1, 10, 100, 1000...) Puisque la décomposition fonctionne de manière inverse à la croissance, une courte coupure n’est pas suffisante pour diminuer un problème. Cela est spécialement vrai si elles ont des mécanismes de survie comme la dormance. La puissance de la rotation 2+2 est sa longue coupure. La théorie de la rotation 2+2 est de créer une longue coupure dans le système.

Autrefois il était commun d’avoir une culture pérenne suivie par plusieurs années de la même culture. Quand les colons sont arrivés, c’est pour cela qu’initialement ils réussissaient très bien. (et le fait qu’ils aient un long historique de « semis direct » avant eux). En Argentine il est encore commun d’avoir dans la rotation 7 années de pâture suivis par 7 années de culture. Sur des champs en location, cela peut être 7 ans (ou moins si trop de maladies apparaissent) de soja.

Les plantes développent une biologie associée aussi bien positive que négative. Ces espèces associées peuvent parfois être bénéfiques à la culture quand elles sont plantées dans le même champ plusieurs années de suite. L’exemple le plus cité est celui du « VAM » le champignon mycorhizien qui aide les cultures du maïs et du tournesol à extraire l’eau et les éléments du sol. On pense que la présence de ces champignons explique que les enchaînements maïs sur maïs ou tournesol sur maïs sont plus performants que prévus. Un autre exemple est le rhizobium bactérien fixateur d’azote des légumineuses. Les sojas cultivés après un premier soja sont capables de fixer plus d’azote car il existe une population supérieure de rhizobium dans le sol. Le sol est également plus pauvre en azote, vu que la première année de légumineuse l’a déjà prélevée avant d’en fixer. Une partie de la rotation 2+2 implique de tirer parti de ces associations positives avant que d’autre négatives arrivent à des niveaux nocifs. Il y a également probablement des associations positives avec des insectes prédateurs mais elles n’ont pas encore été étudié en détail.

Une autre concept de la rotation 2+2 est de permettre l’utilisation de plusieurs familles d’herbicides, en particulier ceux à longue rémanence. Des doses relativement hautes d’atrazine peuvent être utilisées la première année d’un enchaînement de maïs (ou de sorgho ou de millet) vu que la culture suivante sera également tolérante. Cela laisse plus de temps à la matière active pour se dégrader avant une culture sensible. De la même manière, des produits comme Command ou Scepter peuvent être utilisé en première année de soja dans des zones où ces produits ne pourraient pas être utilisés dans d’autres rotations. Un programme typique de désherbage blé à Dakota Lakes pour un enchaînement Blé de printemps - Blé d’hiver (suivis d’un Sorgho fourrager - Maïs - Maïs - Soja - Soja ).

Année 1 : Blé de printemps, pas de désherbage total, puis Bronate (Buctril M) 2 : Glyphosate entre la récolte du blé de printemps et le semis du blé, pas d’autre herbicide. 2L d’atrazine sur le couvert de sorgho fourrager ou bien après sa récolte suivant le salissement. 3 : Maïs, pas de glyphosate avant semis mais Dicamba en passage précoce. 4 : Maïs, désherbage traditionnel. Un OGM Liberty-Link ou Clearfield peut être utilisé. Dans cette rotation nous n’utilisons pas d’OGM Roundup ready à Dakota Lakes. 5 : Premier soja, désherbage avec Command ou Scepter, produit à longue rémanence. 6 : Deuxième soja, Roundup ready.

=> Dans ce programme, nous avons utilisé des inhibiteurs de l’ALS une seule fois en 6ans, une seule fois des triazines, 1x Roundup ready, (le désherbage total entre les cultures pourrait aussi être du paraquat). Il est évident que les adventices (dans leur échelle de temps) auront du mal à développer des résistances ou des tolérances à n’importe lequel des modes d’actions employés.

Il serait possible de remplir davantage de pages à propos des rotations 2+2. Je crois que les lecteurs seront capables de développer leurs propres rotations une fois qu’ils commenceront à y penser. Nous allons conclure par un dernier exemple. Récemment j’ai vu un agronome qui m’a donné ce qui selon lui était l’exemple d’une mauvaise rotation d’un agriculteur. Il expliquait que cet agriculteur semait un champ en blé jusqu’à ce que la pression de graminées (aegilops cylindrica) devienne suffisamment forte pour que le blé n’y pousse plus. Il ne sème alors plus que du sorgho, jusqu’à ce que le sorgho sauvage ne prenne le dessus. A ce moment il sème des tournesols plusieurs années de suite jusqu’à ce que la pourriture blanche devienne trop importante. Alors il repasse en blé et recommence ... Ma réponse fut que cet agriculteur répondait au moins aux cycles naturels dans ses champs. Il pourrait faire mieux en les anticipant et en changeant de production par avance. Pourtant il faisait probablement un meilleur boulot que celui qui sème aveuglément maïs - soja, blé - colza - blé - pois, ou blé - maïs - soja et qui est surpris quand il doit continuellement changer de technologie pour gérer de « nouveaux » problèmes.

AVANTAGES  : Les rotations 2+2 essaient de garder les souches de maladies diverses à travers la diversité des intervalles et des enchaînements utilisés. La diversité est introduite tout en gardant le nombre de cultures faible. Elles permettent l’utilisation d’herbicides à courte ou longue rémanence. Cette approche peut réduire les coûts et minimiser les chances de tolérances, résistances et le changement de « biotypes ».

INCONVÉNIENTS  : Encore faiblement testées. Certains enchaînements ne sont peut être pas idéal. Moins de cultures signifient que les pointes de travail sont moins réparties.

ROTATIONS MELANGEANT ENCHAINEMENTS TRADITIONNEL ET 2+2

C’est une approche hybride entre une rotation 2+2 et les autres types. L’idée est d’utiliser un enchaînement 2+2 pour les espèces où cela procure le plus de bénéfice en l’évitant pour d’autres espèces. C’est peut être le type de rotation le plus puissant. La clé avec cela et les autres rotations est de comprendre comment évoluent les cycles naturels et d’utiliser ces séquences et ces intervalles pour créer un type d’environnement qui favorise les cultures tout en prévenant les problèmes.

Exemple :
- Colza de printemps - Blé d’hiver - Soja - Maïs - Maïs
- Blé de printemps - Blé d’hiver - Pois - Maïs - Millet - Tournesol

AVANTAGES  : Suivant la rotation, le nombre de culture utilisé peut être élevé ou faible. Cela procure beaucoup des avantages de la rotation 2+2 mais peut être défini pour éviter des problèmes potentiels. L’enchaînement céréales de printemps - céréale d’hiver est spécialement puissant dans les zones ou la résistance au froid est un problème.

INCONVÉNIENTS  : Il y a peu d’inconvénients si la rotation est bien réfléchie.

La meilleure façon de démontrer la puissance de cette approche est d’utiliser des exemples. La rotation Blé d’hiver - Blé de printemps - Pois - Maïs - Millet - Tournesol est destinée aux climats doux et secs. Les deux céréales à la suite sont suivies par 4 ans de coupure sans céréales. Cela constitue la réserve en eau du sol et des résidus en surface. La résistance au froid du blé d’hiver est moins un problème que dans d’autres séquences. Les pois et d’autres légumineuses à grosses graines de saison froide poussent bien dans des résidus importants. Elles prennent cet environnement à leur avantage et le transforme en un environnement chaud pour le maïs suivant. Les pois font cette transformation sans utiliser l’humidité profonde du sol utile au maïs. L’atrazine peut être utilisée sans danger pour le maïs puisque le millet (ou 2ème maïs ou sorgho) qui le suit tolère l’atrazine. Le millet est une culture faiblement intensive qui permet la recharge en eau profonde du sol. Les tournesols sont alors semés dans un environnement qui la plupart du temps est riche en eau profonde. Les éventuelles repousses de millet peuvent être facilement contrôlées. Les dicotylédones ont du être contrôlées facilement dans le maïs et le millet. L’environnement chaud et sec laissé par les tournesols permet un semis précoce de céréale de printemps. Les herbicides des céréales avec des rémanences longues peuvent être utilisés plus facilement dans les céréales de printemps qui seront suivies par une céréale d’hiver que par une dicotylédone. Si un producteur sent qu’il serait trop risqué d’essayer de cultiver un blé de printemps après un tournesol, il peut utiliser une dicotylédone moins gourmande en eau (du lin par exemple) ou introduire une jachère avec un engrais vert après les tournesols.

Il est espéré que la discussion ci-dessus puisse vous aider. Elle est censée être un tour d’horizon de quelques stratégies de rotation qui permettront aux agriculteurs et à ceux qui travaillent avec eux de mieux comprendre « l’art » de planifier les rotations.

Je n’ai pas plus de chance de trouver la meilleure rotation pour vous que j’en ai pour choisir la meilleure épouse pour vous. Il y a des choses dans la vie que vous devez faire par vous même. Je peux indiquer quelques points, à vous des les considérez lorsque vous choisissez une rotation.

Il n’y a pas de « MEILLEURE » rotation. Personne ne peut concevoir une rotation qui marchera tous les ans dans toutes les circonstances. C’est un jeu de probabilités. Il y a de mauvaises rotations qui marchent pour un moment. Il y a de bonnes rotations qui échouent à un moment à cause du climat ou d’autres facteurs incontrôlables. Les mauvais parieurs gagnent de l’argent de temps en temps, les bons parieurs perdent de l’argent de temps en temps.

Les rotations peuvent être conçues de manière à bien marcher en année sèche mais à ne pas valoriser une bonne année. Ou pire elles ratent lors d’une bonne année ou d’une année plus humide que la normale.

Les agriculteurs qui tolèrent plus le risque (financier et psychologique) seront plus confortables avec des rotations plus risquées. Des rotations « risquées » bien conçues peuvent être plus profitables à long terme mais peuvent entraîner des pertes importantes à court terme.

La meilleure approche pour répartir les risques est d’utiliser plus qu’une seule rotation (de préférence de manière séquentielle pour créer des rotations plus longues et plus complexes).

Les rotations utilisées peuvent différer suivant le type de sol. En d’autres termes, une partie de votre ferme peut exiger une approche différente de la rotation qu’une autre partie de la ferme. Quelques unes des raisons incluent les caractéristiques du sol, l’histoire de la parcelle, les adventices présents, la distance depuis le siège d’exploitation, les propriétaires, etc.

La plupart des agriculteurs sont bons à concevoir des rotations dés lors qu’ils s’y essaient.

La rotation peut changer lorsque le marché, les sols, le climat, et la ferme et les conditions changent. C’est à prévoir. Quand vous concevez une rotation, pensez aux manières dont vous pourriez la changer.

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