Afs 05 2012 f by Nicole Boschung

Recherche Agronomique Suisse 2 0 1 2

N u m é r o

Agroscope | OFAG | HAFL | AGRIDEA | ETH Zürich

M a i

Production végétale Monitorage des virulences et structure des populations de l’oïdium Page 236 Production animale La qualité microbiologique des aliments pour animaux

Page 252

Environnement Essai de systèmes culturaux de Burgrain: aspects pédologiques

Page 264

La sélection de variétés de blé r ésistantes à l'oïdium a besoin d'informations sur la présence de virulences et la structure des virulences dans les populations d'oïdium locales. Agroscope ACW a testé une nouvelle méthode de monitorage des virulences par approche globale plutôt que par analyse des constituants de la population. (Photo: Carole Parodi, ACW) Impressum Recherche Agronomique Suisse / Agrarforschung Schweiz est une publication des stations de recherche agronomique Agroscope et de leurs partenaires. Cette publication paraît en allemand et en français. Elle s’adresse aux scientifiques, spécialistes de la recherche et de l’industrie, enseignants, organisations de conseil et de vulgarisation, offices cantonaux et fédéraux, praticiens, politiciens et autres personnes intéressées. Editeur Agroscope Partenaires bA groscope (stations de recherche Agroscope Changins-Wädenswil ACW; Agroscope Liebefeld-Posieux et Haras national suisse A LP-Haras; Agroscope Reckenholz-Tänikon ART) b Office fédéral de l’agriculture OFAG, Berne b Haute école des sciences agronomiques forestières et alimentaires HAFL, Zollikofen b Centrale de vulgarisation AGRIDEA, Lausanne et Lindau b E cole polytechnique fédérale de Zurich ETH Zürich, Département des Sciences des Systèmes de l'Environnement Rédaction Andrea Leuenberger-Minger, Recherche Agronomique Suisse / Agrarforschung Schweiz, Station de recherche Agroscope Liebefeld-Posieux ALP, Case postale 64, 1725 Posieux, Tél. +41 26 407 72 21, Fax +41 26 407 73 00, e-mail: info@rechercheagronomiquesuisse.ch Judith Auer, Recherche Agronomique Suisse / Agrarforschung Schweiz, Station de recherche Agroscope Changins-Wädenswil ACW, Case postale 1012, 1260 Nyon 1, e-mail: info@rechercheagronomiquesuisse.ch Team de rédaction Président: Jean-Philippe Mayor (Directeur général ACW), Sibylle Willi (ACW), Evelyne Fasnacht (ALP-Haras), Etel Keller-Doroszlai (ART), Karin Bovigny-Ackermann (OFAG), Beat Huber-Eicher (HAFL), Philippe Droz (AGRIDEA), Jörg Beck (ETH Zürich) Abonnements Tarifs Revue: CHF 61.–*, TVA et frais de port compris (étranger + CHF 20.– frais de port), en ligne: CHF 61.–* * Tarifs réduits voir: www.rechercheagronomiquesuisse.ch Adresse Nicole Boschung, Recherche Agronomique Suisse/Agrarforschung Schweiz, Station de recherche Agroscope Liebefeld-Posieux ALP, Case postale 64, 1725 Posieux, tél. +41 26 407 72 21, Fax +41 26 407 73 00, e-mail: info@rechercheagronomiquesuisse.ch Changement d'adresse e-mail: verkauf.zivil@bbl.admin.ch, Fax +41 31 325 50 58 Internet www.rechercheagronomiquesuisse.ch www.agrarforschungschweiz.ch ISSN infos ISSN 1663 – 7917 (imprimé) ISSN 1663 – 7925 (en ligne) Titre: Recherche Agronomique Suisse Titre abrégé: Rech. Agron. Suisse © Copyright Agroscope. Tous droits de reproduction et de traduction réservés. Toute reproduction ou traduction, partielle ou intégrale, doit faire l’objet d’un accord avec la rédaction.

Indexé: Web of Science, CAB Abstracts, AGRIS

Sommaire

Mai 2012 | Numéro 5 235 Editorial 236

Production végétale onitorage des virulences et structure M

des populations de l’oïdium de 2003 à 2010 Fabio Mascher et al. 244

Production végétale otentiel du système d’irrigation goutte à P

goutte dans la culture de pommes de terre Theodor Ballmer, Thomas Hebeisen, Roger Wüthrich et Franz Gut Production animale La qualité microbiologique des aliments 252

pour animaux Jean-Louis Gafner Production animale Comparaison de l’écoulement sur les 258

revêtements des aires d’exercice en stabulations bovines Beat Steiner, Margret Keck, Markus Keller et Katharina Weber Environnement Essai de systèmes culturaux de Burgrain: 264

aspects pédologiques Urs Zihlmann et al. Eclairage Changement climatique et agriculture: 272

éveloppement de la base des connaisd sances Daniel Felder 275 Portrait 276 Actualités 279 Manifestations Listes variétales Liste recommandée des variétés Encart

de colza d’automne pour la récolte 2013 Didier Pellet et Jürg Hiltbrunner

Editorial

L’agriculture, une activité soumise à des rythmes longs Chère lectrice, cher lecteur, Traditionnellement, les systèmes agricoles sont basés sur des cycles longs. Les saisons rythment les travaux dans les cultures et à l’étable, les expériences personnelles et celles des générations passées conditionnent les comportements et les pratiques. Ce phénomène est encore accru dans les cultures pérennes mises en place parfois pour une génération entière. Les systèmes évoluent par des adaptations permanentes, comme l’évolution des variétés ou l’introduction de parcours culturaux alternatifs qui permettent de fins ajustements.

Philippe Droz, Agridea

Des changements importants inéluctables Actuellement et plus encore à l’avenir, les besoins d’adaptations, voire de profonds changements prennent un rythme accéléré. Les modifications rapides de la consommation font évoluer la demande en produits agricoles, les effets des modes sont plus marqués et plus versatiles et la production doit composer avec cette demande. Si des débouchés disparaissent, d’autres surgissent et offrent des possibilités de création de valeur ajoutée. L’intérêt pour la proximité et pour des modes de production durables causent des contraintes et simultanément permettent des plus-values intéressantes. La politique agricole et la législation influencent aussi les changements. Le réchauffement climatique déjà en cours provoquera des évolutions très importantes, déplacement de cultures entre les régions, apparition de nouvelles productions et peut-être disparition d’autres à un rythme encore inconnu chez nous. Des capacités d’anticipation Nous n’avons que peu d’emprise sur la plupart de ces facteurs de changements. Nous sommes donc appelés à l’action pour effectuer au mieux les évolutions nécessaires et profiter des opportunités offertes. Les maîtres mots sont l’innovation et l’anticipation. Ces innovations apparaissent partout, grâce aux travaux de la recherche, aux idées et initiatives de nombreux producteurs et conseillers, aux retours de nos clients et partenaires. Seule une faible part de ces initiatives aboutira à des résultats, il convient de les identifier et de les développer. AGRIDEA propose de nombreux outils de planification pour estimer les impacts des changements au niveau de l’exploitation, offre des formations à l’accompagnement de projets et un coaching professionnel. Des réseaux pour soutenir les porteurs de projet se constituent, le dossier climat avec l’amélioration de l’efficience de l’utilisation des ressources (notamment l’eau) recevra une attention particulière. En partenariat avec d’autres organisations, nous planifions le développement d’un outil de bilan climatique pour connaître l’impact de nos pratiques, améliorer nos performances et positionner favorablement nos produits. Les défis sont nombreux et nous sommes prêts à les relever.

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 235, 2012

235

P r o d u c t i o n

v é g é t a l e

Monitorage des virulences et structure des populations de l’oïdium de 2003 à 2010 Fabio Mascher1, Caterina Matasci1,2, Stefan Kellenberger1, Bernard Beuret3, Mélanie Beuret3, Geri Busslinger4, Jost Doernte2*, Michel Gygax5, Andreas Hecker6, Lena Heinzer7, Markus Hochstrasser8, Michel Horner9, Peter Kunz10 et Ueli Merz11 1 Station de recherche Agroscope Changins-Wädenswil ACW, 1260 Nyon, 2Delley Semences et Plantes, 1567 Delley, 3 Fondation Rurale Interjurassienne, 2852 Courtételle, 4Kantonaler Pflanzenschutzdienst, Liebegg, 5722 Gränichen, 5 Kantonaler Pflanzenschutzdienst, Rütti, 3052 Zollikofen, 6Station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, 8056 Zurich, 7Landwirtschaftsamt, Kanton Schaffhausen, 8212 Neuhausen am Rheinfall, 8Fachstelle Pflanzenschutz, Strickhof Lindau, 8315 Lindau, 9Office Phytosanitaire Cantonal, 2053 Cernier, 10Getreidezüchtung Peter Kunz, Hof Breitlen 5, 8634 Hombrechtikon, 11Pflanzenpathologie/IBZ, ETH Zurich, 8092 Zurich * adresse actuelle: Deutsche Saatveredelung AG, 01665 Käbschütztal, Allemagne. Renseignements: Fabio Mascher, e-mail: fabio.mascher@acw.admin.ch, tél. +41 22 363 47 33

Schaffhausen Rheinau

Damphreux

Lindau Reckenholz Gränichen

Winterthur Seegräben Grünigen Hombrechtikon

La Tène

Zollikofen

Delley Posieux

Goumoëns Begnins

Pully

Changins Vouvry

Figure 1 | Sites d’observation des populations d’oïdium du blé en Suisse.

Introduction L’oïdium du blé, causé par le champignon Blumeria graminis f.sp. tritici, est une maladie qui peut avoir un fort impact économique sur la production de blé. Sur triticale, ce même pathogène peut engendrer des réductions de rendement allant jusqu’à 30% (Mascher et al. 2006). L’utilisation de variétés de blé résistantes permet aux producteurs de cultiver selon les prescriptions des méthodes extenso et biologiques dans la plupart des situations en Suisse. Les plantes disposent de différents

236

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 236–243, 2012

outils pour contrecarrer une infection par le champignon. La reconnaissance réciproque plante – pathogène est le mécanisme de résistance le plus étudié à ce jour. Lorsqu’une spore du champignon entre en contact avec la plante, la reconnaissance rapide de l’intrus permet la mise en place de barrières physiques et chimiques évitant l’installation durable du parasite (Hsam et Zeller 2002). Cette identification rapide est assurée par les gènes «Pm» (de l’anglais: powdery mildew) de la plante. Le pathogène, de son côté, est capable de cacher sa présence à la plante, en changeant ses caractéristiques

génétiques. Une plante est donc résistante si elle peut rapidement détecter la présence du pathogène et en corolaire le pathogène est virulent s’il arrive à masquer sa présence à la plante. Cette interaction est dite une interaction gène-pour-gène entre le pathogène et la plante. Actuellement, environ 45 gènes et allèles Pm du blé sont connus (Alam et al. 2011). La sélection de variétés résistantes se base sur la connaissance des virulences des pathogènes pour déployer les gènes de résistance efficaces (Wolfe 1993; Cunfer 2002). Depuis 80 ans, plusieurs études sur la composition des virulences des populations de l’oïdium du blé ont été réalisées en Europe, aux Etats-Unis et ailleurs. Ces études se basent généralement sur l’isolation de souches individuelles et l’analyse de leurs virulences à l’aide de lignées différentielles (Streckeisen et Fried 1985; Parks et al. 2008). Il s’agit généralement de variétés de blé avec un seul gène de résistance spécifique et bien caractérisé ou une combinaison de tels gènes. La présente étude avait pour but de repérer les virulences présentes sur le territoire suisse (fig. 1) avec une nouvelle approche de monitorage global des virulences. Pour cela, les lignées différentielles sont directement semées au champ sur plusieurs sites et la présence ou l’absence de virulence est notée sur place. Cette approche permet de répertorier les virulences présentes dans les populations d’oïdium sur de nombreux sites de manière simple et peu onéreuse. Dans un premier temps, les résultats obtenus sont comparés avec les observations réalisées dans des études avec des isolats purifiés (Streckeisen et Fried 1985; Clarkson 2000). Après l’établissement d’un répertoire de virulence en Suisse, les changements dans les populations du pathogène sont présentés selon les années et entre les sites d’observation. Cette publication se limite à présenter les observations et compare les fréquences des virulences entre les sites et les années afin d’apporter des renseignements importants pour la sélection de variétés de blé résistantes contre l’oïdium et en soutien aux essais LR.

Matériel et méthodes Les lignées différentielles et les semis Le set est composé de 24 lignées différentielles et d’un mélange de variétés de blé très sensibles à l’oïdium. L’origine et le gène de résistance des variétés sont décrits dans le tableau 1. La lignée W150 (Pm3e) n’était disponible qu’entre 2007 et 2010. Les lignées ont été multipliées en serre ou en couche maraîchère. Avant la floraison, les fleurs ont été protégées par des sachets en papier pour garantir l’autofécondation et ainsi obtenir des semences pures. Les tests ont été semés manuelle-

Résumé

Monitorage des virulences et structure des p opulations de l’oïdium de 2003 à 2010 | Production végétale

ment en poquets au mois de mars ou avril de chaque année, en maintenant une distance de 30 à 40 cm en tous sens (fig. 2). Lieux et années Les lieux et les années d’observation sont présentés dans le tableau 1. Tous les sites se trouvaient près de champs de blé cultivés en bio ou en extenso. Aucun traitement fongicide n’a été appliqué. Les parcelles d’observation ont généralement été désherbées à la main. Les emplacements des parcelles d’observations changent légèrement d’une année à l’autre en raison de la disponibilité de l’expérimentateur ou de la rotation des cultures voisines. En cas d’absence de la maladie sur les variétés de référence sensibles (mélange de la variété Kanzler et  autres), le site n’est pas retenu.

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 236–243, 2012

237

Production végétale | Monitorage des virulences et structure des p opulations de l’oïdium de 2003 à 2010

Tableau 1 | Lignées différentielles portant des gènes de résistance spécifiques contre l’oïdium du blé Nom Kanzler/O--/93Z60

Gène de résistance

Origine

mélange sensibles

Allemagne et Suisse

Année

Référence résistance oïdium

AXMINSTER/8*CC

Pm 1

Etats-Unis

1966

Hsam et Zeller, 2002

ULKA/8*CC

Pm 2

USA Maryland

1972

Hsam et Zeller, 2002

ASOSAN/8*CC

Pm 3a

USA Maryland

1966

Hsam et Zeller, 2002

CHUL/8*CC

Pm 3b

Kirgiz Landrace

1903

Hsam et Zeller, 2002

SONORA/8*CC

Pm 3c

USA Maryland

1972

Hsam et Zeller, 2002

KOLIBRI

Pm 3d

Allemagne

1966

Hsam et Zeller, 2002

MICHIGAN AMBER/8*CC

Pm 3f

USA Mississippi

1964

Hsam et Zeller, 2002

ARISTIDE

MlAr

France

1984

Hsam et Zeller, 2002

KHAPLI/8*CC

Pm 4a

USA Maryland

1975

Hsam et Zeller, 2002

ARMADA

Pm 4b

Grande-Bretagne

1978

Hsam et Zeller, 2002

HOPE

Pm 5

USA, South Dakota

1927

Hsam et Zeller, 2002

TIMGALEN

Pm 6

New South Wales

1967

Hsam et Zeller, 2002

TRANSFED

Pm 7

Australie

-/-

Hsam et Zeller, 2002

(Z60647WA)

SALZMUENDE 14 – 44

Pm 8

Allemagne

1957

Hsam et Zeller, 2002

WEMBLEY

MlSo

Grande-Bretagne

1985

Hsam et Zeller, 2002

(Z80635)

AMIGO

Pm 17

USA Oklahoma

1878

Hsam et Zeller, 2002

MARIS DOVE

Pm 2+Mld

Grande-Bretagne

1971

McIntosh, 1988

NORMANDIE

Pm 1+2+9

France

1943

McIntosh, 1988

LAVETT

Pm 3d+4b+U2

Suède

1992

Bundessortenamt, 1995

KNIRPS

Pm 2+4b+6+8

Allemagne

1985

AGES, 2000

WALTER

Pm1+4b+6(2Mld9)

Suède

1979

McIntosh, 1988

TORONIT

Pm 3b

Suisse

2001

O. Moullet, comm. pers.

AXONA

MlAx

Pays-Bas

1983

AGES, 2000

W1501

Pm 3e

Australie (de R. Park)

inconnu

Tommasini et al., 2006;

utilisée de 2007 à 2010.

Figure 2 | Mise en place des essais en plein champs. Les lignées différentielles sont semées en poquets. Site de Damphreux en Ajoie (JU).

238

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 236–243, 2012

Notations et traitement des données La notation a été effectuée lorsque des symptômes étaient présents sur le mélange des variétés sensibles (fig. 3). Une notation simplifiée de présence et d’absence de symptômes a été faite sur chaque variété. Seule la présence de pustules sur les feuilles était notée tandis que d’éventuelles pustules sur la gaine ou sur la base des chaumes n’ont pas été prises en considération. Les données ainsi récoltées ont été saisies à l’aide d’un formulaire sur le site internet d’Agroscope (http://tinyurl.com/ monitorageO-dium). Un total de 104 populations d’oïdium (tabl. 2) a été retenu pour cette publication. La structure des virulences des populations et les similitudes entre les années et les sites d’observation ont été analysées avec le logiciel HaGis (Hermann et al. 1999).

Monitorage des virulences et structure des p opulations de l’oïdium de 2003 à 2010 | Production végétale

Tableau 2 | Lieux et années d’observation des populations observées. Chaque «x» désigne une population utilisée dans cette étude.

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

observations/ lieu

Begnins VD

545 m

Nyon-Changins VD

430 m

Damphreux JU

420 m

Delley FR

540 m

Fehraltorf ZH

530 m

Lieux

Altitude

Goumoëns-la-Ville VD

617 m

Grüningen ZH

502 m

Hombrechtikon ZH

464 m

x x

Gränichen Liebegg AG

411 m

Lindau Eschikon ZH

520 m

Posieux FR

700 m

Pully VD

450 m

Reckenholz ZH

450 m

Rheinau ZH

400 m

Schaffhausen SH

500 m

Vouvry VS

390 m

La Tène NE

450 m

Winterthur ZH

440 m

Zollikofen BE

560 m

observations / année

x x

Résultats Structure des populations d’oïdium du blé en Suisse La distribution du nombre de virulences présentes dans les 104 populations d’oïdium est présentée dans la figure 4. La majeure partie des populations combine un nombre élevé de virulences et environ 18 % des populations sont capables de contourner tous les gènes de résis-

Figure 3 | Notation des symptômes sur la plante. La présence de pustules sur les plantes a été relevée plusieurs fois pendant la s aison. Site de Zollikofen (BE).

5 4 x

x x

3 x

x 17

5 12

104

tance testés. Seule une faible proportion des populations ne possède qu’1 à 6 virulences. La figure 5 montre la fréquence des virulences dans les populations. Plus de 80 % des populations ont pu contourner les résistances Pm1, Pm2, Pm3c, Pm2g, Pm4a, Pm4b, Pm5, Pm6, Pm7, Pm8. Le fait que la résistance combinée Pm2,4b,6,8 ait été contournée signale la présence d’individus combinant toutes ces virulences. Les résistances Pm17, PmMlax, et les combinaisons Pm3d, 4b et U2 ainsi que Pm1, 4b,6(2Mld9) sont en revanche représentées dans moins de 50 % des populations observées. Comparaisons entre les sites et entre les années Les comparaisons de la composition des virulences entre sites sur la même année et entre années sur un même site sont présentées par des matrices de similitude. En 2004, plusieurs tendances se dégagent entre populations sur les différents sites (fig. 6). Les sites de Reckenholz et Vouvry sont semblables à tous les autres sites à environ 70 %. Les sites de Damphreux, Eschikon, Rheinau et Changins sont à plus de 90 % semblables. Le site de Liebegg est semblable à ceux de Changins, Damphreux, Eschikon et Vouvry à 86 %. Pour 2006, seuls les sites de Zollikofen, Liebegg et Winterthur présentaient le même motif, tandis que les autres étaient tous semblables à un 

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 236–243, 2012

239

Production végétale | Monitorage des virulences et structure des p opulations de l’oïdium de 2003 à 2010

20 18

% des populations

16 14 12 10 8 6 4 2 0 0

10 11 12 13 14 Nombre de virulences

Figure 4 | Complexité des virulences dans les 104 populations d’oïdium de blé observées sur une p ériode de 8 ans en Suisse.

degré inférieur. L’année 2010, par contre, est caractérisée par un degré élevé de similitude entre tous les sites, à l’exception de Fehraltorf et Pully. Ici, Fehraltorf montre seulement un degré de similitude entre 39 % et 48 % et Pully entre 61 % et 73 % avec tous les autres sites. Les sites Pully et Fehraltorf sont quant à eux similaires à 59 %. Les similitudes entre les années d’observation sur un même lieu offrent également des motifs très diversifiés. Seuls les 6 lieux suivis sur plus de 7 ans d’observation ont été retenus pour cette analyse (fig. 7). A Changins et Goumoëns, dans les années 2003 à 2005, les populations du pathogène présentent une similitude à plus de 90 %. A Damphreux, en 2009, les virulences des populations du pathogène n’étaient similaires qu’à 8 et 17 % aux virulences de toutes les autres années. Ce même constat peut être fait pour Vouvry dans l’année 2008.

Discussion Le but de ce travail était de tester une nouvelle méthode permettant de répertorier la présence ou l’absence de virulences de l’oïdium par une approche d’analyse globale de la population et non par l’étude de ses constituants. Les lignées différentielles utilisées incluaient les résistances recommandées par Clarkson (2000) pour l’analyse des virulences de l’oïdium du blé en Europe. Les virulences et leurs fréquences observées ici sont comparables aux données publiées par plusieurs auteurs en Suisse et en Europe (Clarkson 2000; Winzeler et al. 1990; Streckeisen et Fried 1985). Il faut également noter que la structure des populations d’oïdium en Europe est très semblable aux populations Nord-Américaines (Parks et al. 2008). Plusieurs publications évoquent l’adaptation

100

Pourcentage des populations

Figure 5 | Fréquence de contournements des résistances dans les 104 populations d’oïdium du blé.

240

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 236–243, 2012

MlAx

Toronit

Pm1+4b+6(2Mld9)

Pm 3d+4b+U2

Pm 2+4b+6+8

Pm 1+2+9

Pm12

Pm 17

Pm 2+ Mld

Gènes de résistance

Pm 8

Pm 7

Pm 6

Pm 5

Pm 4b

Pm 3g

Pm 4a

Pm 3f

Pm 3c

Pm 3d

Pm 3b

Pm 2

Pm 3a

nul

Pm 1

Monitorage des virulences et structure des p opulations de l’oïdium de 2003 à 2010 | Production végétale

2004 Lieux Damphreux Goumoëns Hombrechtikon La Tène Changins 94 90 82 86 86 Damphreux 90 82 86 86 Eschikon 79 82 78 Goumoëns 90 95 Hombrechtikon 90 La Tène Liebegg Posieux Similitude Reckenholz Moyenne 83 Rheinau Ecart type 10 Vouvry

Liebegg 94 94 90 82 86 86

Posieux 84 77 80 74 76 72 77

Reckenholz Rheinau Vouvry 69 91 76 62 91 69 71 82 71 72 90 72 69 89 75 71 90 76 69 86 76 71 76 57 63 77 69

Zollikofen 88 82 91 88 92 87 88 79 77 86 77

Similitude (%) 100 75 50 ≤ 25

2006 Lieux Damphreux Delley Eschikon Changins 85 65 87 Damphreux 74 81 Delley 63 Eschikon Fehraltorf Goumoëns Grünigen Hombrechtikon Liebegg Posieux Similitude Rheinau Moyenne 73 Schaffhausen Ecart type 16 Vouvry Winterthur

Fehraltorf Goumoëns Grünigen Hombrechtikon Liebegg Posieux Rheinau Schaffhausen Vouvry Winterthur Zollikofen 74 83 62 87 71 40 81 76 78 69 69 77 79 67 74 80 42 84 72 67 78 83 83 67 74 69 85 33 78 60 63 88 88 71 88 67 75 75 50 86 82 83 73 73 76 71 79 78 40 81 77 71 81 81 64 72 79 35 90 78 72 76 76 59 74 42 71 72 74 72 78 69 38 71 73 75 67 61 33 89 67 69 88 93 40 57 38 32 32 77 71 86 86 73 65 65 67 73 90

2010 Lieux Begnins Changins Damphreux Delley Eschikon Fehraltorf Goumoëns Grünigen La Tène Pully Reckenholz Rheinau

Changins Damphreux Delley 98 86 100 88 98 86

Eschikon 91 93 85 91

Fehraltorf Goumoëns 39 100 40 98 48 86 39 100 44 91 39

Similitude Moyenne 59 Ecart type 38

Grünigen 89 91 97 89 88 46 89

La Tène 100 98 86 100 91 39 100 89

Pully 61 63 73 61 69 59 61 71 61

Reckenholz Rheinau 100 100 98 98 86 86 100 100 91 91 39 39 100 100 89 89 100 100 61 61 100

Vouvry 100 98 86 100 91 39 100 89 100 61 100 100

Figure 6 | Matrice de similitude de la structure des virulences entre les lieux d’observation en 2004, 2006 et 2010.

rapide de l’oïdium aux nouvelles résistances déployées (Winzeler et al. 1991). Il est donc vraisemblable que les variétés de blé en Europe et aux Etats-Unis portent les mêmes gènes de résistance, exerçant une pression de sélection similaire sur les populations. Pour éviter un contournement des virulences, les sélectionneurs ont développé des variétés cumulant de multiples résistances. Ces résistances pourtant complexes, à l’exemple de la variété Walter (tabl. 2), sont souvent contournées peu après leur mise sur en culture (Fischbeck 1997). Nos résultats montrent que la combinaison de résistances de la variété Knirps (Pm2,4b,6,8) a été contournée par plus de 84% des populations. Les résistances Pm2 et Pm4b, moins contournées dans les monitorages effectués entre 1980 et 1989 en Suisse (Winzeler et al. 1991), comptent parmi les résistances les moins efficaces dans le présent travail. D’autres résistances tel que Pm17, PmU, Pm2Mld9 et Mlax semblent, aujourd’hui, encore efficaces dans plus de 50% des cas. Les populations d’oïdium sont très variables d’une année à l’autre et d’un lieu à l’autre. Nous avons observé les mêmes combinaisons de virulences dans des popula-

tions géographiquement très éloignées et de grosses différences dans des populations géographiquement très rapprochées. Il est connu que les spores d’oïdium sont facilement transportées par le vent sur de longues distances (Brown et Hovmoller 2002). Toutefois, un relief montagneux peut constituer un obstacle qui permet l’évolution de populations distinctes (Slovakova 2004). Dans le cas présent, le plateau suisse ne présente pas d’obstacle et la pression de sélection exercée par les variétés de blé cultivées ne diffère pas d’une région à l’autre. Evidemment, d’autres facteurs influencent la présence des virulences dans les populations. Toutefois, l’analyse plus approfondie de ces facteurs n’est pas possible dans le cadre de cette publication. Les résultats obtenus avec la nouvelle méthode présentée ici sont comparables avec les résultats d’autres études. La méthode a l’avantage d’être moins laborieuse par rapport aux méthodes utilisées traditionnellement. Toutefois, elle est certainement moins précise. Elle ne tient pas compte de la physiologie des interactions entre plante et pathogène conditionnée par l’environnement (p. ex. lumière, température, eau, sol) et par l’état de 

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 236–243, 2012

241

Production végétale | Monitorage des virulences et structure des p opulations de l’oïdium de 2003 à 2010

Changins Années 2004 2005 2006 2003 97 91 79 2004 94 81 2005 76 2006 2007 Similitude 2008 Moyenne 87 2009 Ecart type 9

2007 87 84 90 67

2008 91 94 88 81 79

2009 89 86 92 69 93 86

2010 85 82 88 65 98 82 95

2007 75 76 72 79

2008 75 69 72 64 85

2009 17 12 8 13 14 14

2010 73 91 90 82 81 75 10

Similitude (%) 100 75 50 ≤ 25

Damphreux Années 2004 2005 2006 2003 81 65 77 2004 82 84 2005 79 2006 2007 Similitude 2008 Moyenne 66 2009 Ecart type 30 Eschikon Années 2004 2005 2006 2007 2008 2003 pas de données 2004 57 89 80 86 2005 67 46 46 2006 69 75 2007 Similitude 90 2008 Moyenne 77 2009 Ecart type 18

2009 2010 77 40 67 91 91

86 46 75 85 90 91

2009 96 98 100 70 83 80

2010 96 98 100 70 83 80 100

2008 74 82 74 79 91

2009 87 90 87 72 89 84

2010 87 90 87 72 89 84 100

2008 16 27 19 29 18

2009 95 65 90 73 93 17

2010 98 70 88 67 91 15 93

Goumoëns Années 2004 2005 2006 2003 93 96 74 2004 98 72 2005 70 2006 2007 Similitude 2008 Moyenne 79 2009 Ecart type 27

2007 87 85 83 87

2008 84 82 80 83 91

Rheinau Années 2004 2005 2006 2003 86 88 59 2004 91 63 2005 65 2006 2007 Similitude 2008 Moyenne 2009 Ecart type

2007 80 88 85 80 81 18

Vouvry Années 2004 2005 2006 2003 67 90 69 2004 75 64 2005 77 2006 2007 Similitude 2008 Moyenne 70 2009 Ecart type 29

2007 93 73 97 75

Figure 7 | Matrice de similitudes de la structure des virulences entre les années d’observation dans 6 lieux d’observation.

développement de la plante. En effet, certains gènes de résistance atteignent leur optimum de fonctionnement à des températures spécifiques (Hsam et Zeller 2002). Il est donc indispensable de recourir aux travaux en conditions contrôlées avec des isolats purifiés lorsqu’on songe à caractériser les mécanismes de virulences du pathogène et à étudier en détail les mécanismes biochimiques

242

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 236–243, 2012

de défense de la plante. La méthode d’observation globale, présentée ici, teste les résistances dans des conditions environnementales au champs. Elle répond donc aux besoins de la sélection, fournissant des informations essentielles sur la présence de virulences et la structure des populations. Une sélection pour des résistances durables doit se baser sur un mélange de types de résistance (Fischbeck 1997). En effet, les blés disposent également de résistances quantitatives, qui ne sont pas spécifiques à la virulence du pathogène. Ces résistances réduisent l’impact de l’infection du pathogène mais n’empêchent pas complètement son développement (Miedaner et Flath 2007). Depuis plusieurs années, la sélection du blé diversifie l’emploi des types de résistances. Le système de monitorage, présenté ici, pourrait être utilisé afin de tester l’efficacité de résistances alternatives et monogéniques au champ avant de les employer dans la sélection et suivre leur durabilité une fois déployées au champ. Le mélange de variétés, qui permet de mélanger les gènes de résistance déployés, réduit également la sévérité de la maladie et son impact sur la qualité et le rendement (Finckh et al. 2000).

Conclusions ••Toutes les virulences d’oïdium surveillées ont été retrouvées sur le territoire suisse. ••La présence des virulences est aléatoire et n’est apparemment pas liée à un lieu ou à une année spécifique. ••Les populations d’oïdium sont complexes et très changeantes de lieu en lieu et d’année en année. ••La nouvelle méthode de monitorage des virulences par approche globale plutôt que par analyse des constituants de la population fournit des réponses amplement satisfaisantes dans un cadre de sélection et d’étude variétale. ••L’amélioration du blé doit continuer à se focaliser sur des combinaisons de résistances quantitatives et qualitatives. ••Dans le futur, ce système de monitorage sera utilisé pour tester l’efficacité et la durabilité de nouveaux types de résistances contre l’oïdium. n

Monitoraggio delle virulenze e struttura delle popolazioni di oidio dal 2003 al 2010 La selezione di varietà di frumento resistenti all'oidio necessita di informazioni sulla presenza delle virulenze e sulla struttura delle popolazioni del patogeno. Questo lavoro presenta un nuovo approccio d’indagine basato sull’analisi delle popolazioni presenti e non più quella dei singoli componenti della popolazione. Attraverso la semina delle linee differenziali direttamente in campo, è possibile osservare tutte le virulenze che sopraggiungono durante la stagione. Le parcelle di monitoraggio sono state installate in 8 -17 siti tra il 2003 ed il 2010 in Svizzera. In questo modo, 104 popolazioni di odio sono state osservate. I risultati mostrano che le virulenze dominanti sono invariate da oltre 20 anni, mentre la frequenza di virulenze complesse è apparentemente aumentata La struttura delle popolazioni è molto variabile nello spazio e nel tempo. Essa dipende, probabilmente, dai geni di resistenza presenti nelle varietà di frumento coltivate e da fattori ambientali che non hanno potuto essere approfonditi in questo lavoro. In sintesi, in un contesto di selezione l'approccio globale di monitoraggio risulta essere sufficiente. In futuro questo sistema sarà utilizzato per esaminare l'efficacia e la sostenibilità di nuove fonti di resistenza.

Bibliographie ▪▪ AGES, 2000. Österreichische beschreibende Sortenliste Winterweizen. [visité 19 février 2012 à http://www.agrobio.bmfl.gv.at/deutsch/bio/versuch/sorten00.htm]. ▪▪ Alam A., Xue F., Wang C. & Ji W., 2011. Powdery mildew resistance genes in wheat:

Summary

Riassunto

Monitorage des virulences et structure des p opulations de l’oïdium de 2003 à 2010 | Production végétale

Virulence monitoring and the structure of powdery mildew populations between 2003 and 2010 Breeding for powdery mildew resistant wheat varieties needs information on the presence of virulences and the virulence structure of the current powdery mildew populations. In this work, we present a novel approach for virulence analyses by global analysis and not by analyzing the constituants of the population, as this was done in previous studies. Here, by planting the tester lines directly in the field, it is possible to screen the upcome of virulences during the whole season. Monitoring plots have been installed between 2003 and 2010 at 8 up to 17 sites all over Switzerland. More than 104 powdery mildew populations could be screened. The results show only little changes among the dominating resistances, but multiple virulences are likely to have increased. The virulence structures of the populations show very changing patterns over the years and over the sites. This may be linked to the wheat varieties cultivated and, probably more important, due to environmental factors. Unfortunately, these factors could not be studied within the present work. Overall, the here presented method of global virulence analysis meets the needs for breeding of resistant varieties. Future virulence screenings will analyse the efficacy and the durability of novel resistances. Key words: Blumeria graminis fsp. tritici, differential lines, multilocal screening, deployment of resistance genes, breeding.

identification and genetic analysis. Journal of Molecular Biology Research 1 (1):20 – 38. ▪▪ Brown J. K. M. & Hovmoller M. S., 2002. Aerial dispersal of pathogens on the global and continental scales and its impact on plant disease. Science 297, 537–541. ▪▪ Bundessortenamt, 1995. Beschreibende Sortenliste Getreide, Mais, Olfruchte, Leguminosen, Hackfruchte: Bundessortenamt, Hannover, Allemagne. ▪▪ Clarkson J. D. S., 2000. Virulence survey report for wheat powdery mildew in Europe, 1996 – 1998. Accès: http://www.crpmb.org/2000/1204clarkson [19.2.2012). ▪▪ Cunfer B. M., 2002. Powdery mildew. In: Bread Wheat. S. R. B. C. Curtis, H. Gómez Macpherson (eds). Rome, Food and agriculture organization of the United Nations. ▪▪ Finckh M. R., Gacek E. S., Goyeau H., Lannou C., Merz U., Mundt C.C., Munk L., Nadziak J., Newton A. C., de Vallavieille-Pope C. & Wolfe M. S, 2000. Cereal variety and species mixtures in practise, with emphasis on disease resistance. Agronomie 20, 813–837. ▪▪ Fischbeck G., 1997. Gene management. In: Resistance of Crop Plants Against Fungi. J. H. Hartleb, R. Heitefuss,H. H. Hoppe (eds). Jena, Germany, Gustav Fischer Verlag. ▪▪ Hermann A., Löwer C. F. & Schachtel G. A.. 1999. A new tool for entry and analysis of virulence data for plant pathogens. Plant Pathology 48, 154–158. ▪▪ Hsam S. L. K. & Zeller F. J., 2002. Breeding for powdery mildew resistance in common wheat ( Triticum aestivum L .). In: The Powdery Mildews: A Comprehensive Treatise. R. R. Belanger, W. R. Bushnell, A. J. Dik, T. L. W. Carver (eds). St. Paul, MN, American Phytopathological Society. ▪▪ Mascher F., Reichmann P. & Schori A., 2006. Impact de l'oïdium sur la culture du triticale. Revue suisse d'Agriculture 38 (4),193–196.

▪▪ McIntosh, R. A., 1988. Catalogue of gene symbols for wheat. Proc. 7th Int.Wheat Genet. Symp. 1988, 1225–1323. ▪▪ Miedaner T. et Flath K., 2007. Effectiveness and environmental stability of quantitative powdery mildew (Blumeria graminis) resistance among winter wheat cultivars.

Plant Breeding 126, 553–558. ▪▪ Parks R., Carbone I., Murphy J. P., Marshall D. & Cowger C., 2008. Virulence structure of the Eastern U.S. wheat powdery mildew population. Plant Disease 92 (7), 1074–1082. ▪▪ Slovakova T., 2004. Do geographical barriers play any role in isolation of powdery mildew populations? Biologia, Bratislava 59 (1), 121–126. ▪▪ Streckeisen Ph. & Fried P. M., 1985. Virulenzanalyse im Weizenmehltau in der Schweiz in den Jahren 1981 bis 1983. Schweizerische Landwirtschaft 24 (3/4), 261–269. ▪▪ Winzeler M., Streckeisen Ph., Winzeler H. & Fried P. M., 1990. Züchtung auf dauerhafte Mehltauresistenz bei Weizen und Dinkel. Dans : Arbeitstagung der Arbeitsgemeinschaft der Saatzuchtleiter, 20. – 22. November 1990, Bundesanstalt für alpenländische Landwirtschaft Gumpenstein, Irdning, Autriche. ▪▪ Winzeler M., Streckeisen Ph. & Fried P. M., 1991. Control of cereal mildews: virulence patterns and their change. Control of Cereal Mildews , 15 – 21. ▪▪ Wolfe M. S., 1993. Can the strategic use of disease resistance hosts protect their inherent durability? In: Durability of Disease Resistance. T. Jacobs et. J. E. Parlevliet (éd.). Dordrecht, The Netherlands: Kluwer Academic Publishers.

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 236–243, 2012

243

P r o d u c t i o n

v é g é t a l e

Potentiel du système d’irrigation goutte à goutte dans la culture de pommes de terre Theodor Ballmer, Thomas Hebeisen, Roger Wüthrich et Franz Gut Station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, 8046 Zurich Renseignements: Theodor Ballmer, e-mail: theodor.ballmer@art.admin.ch, tél. +41 44 377 72 16

Essai d'irrigation goutte à goutte, entre les lignes de pommes de terre, Reckenholz 2010. (Photo: ART)

Introduction En 2009, près de 330 millions de tonnes de pommes de terre (Ø 176 dt/ha) ont été récoltées dans le monde sur une surface de 18,7 millions d’hectares (FAOSTAT 2009). Les possibilités de culture en altitude, la haute valeur énergétique par unité de surface, la valeur nutritive élevée et les multiples possibilités de valorisation font que la pomme de terre aura un rôle important à jouer dans l’approvisionnement de la population mondiale à l’avenir (Scott 2002). Aujourd’hui déjà, plus de 10 % des quantités récoltées sont transformées à l’échelle industrielle. La demande de produits prêts à consommer à base de pommes de terre augmente considérablement notamment dans les pays émergents (Keijbets 2008). Par rapport aux autres cultures, les fluctuations de rendements sont plus importantes dans les cultures de pommes de terre. Des conditions météorologiques et pédologiques défavorables, une protection phytosanitaire insuffisante et un apport trop limité en éléments nutritifs en sont les principales raisons. La sécheresse et

244

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 244–251, 2012

les températures élevées, de l’air autant que des buttes (à l’intérieur), influent nettement sur le rendement et la qualité (Bodlaender et al. 1964; Reust 1990). Ainsi, les rendements moyens en pommes de terre en Suisse n’étaient que de 336 dt/ha en 2003, année de sécheresse, et seulement de 324 dt/ha l’été 2006, qui fut très chaud. Les tubercules de pommes de terre réagissent aux températures élevées et aux changements brutaux dans l’approvisionnement en eau – qui est d’ailleurs souvent lié à un retard de l’apport en azote – par des malformations des tubercules telles que des tubercules difformes, des crevasses et des cœurs creux. Il n’est pas rare que les tubercules-fils regerment dans le sol (formation de tubercules en chapelet) et donnent une chair vitreuse en réaction au déplacement de l’amidon, ce qui se traduit par une perte totale de la valeur alimentaire des tubercules et par des pertes de revenus élevées pour les producteurs. En 2003 et 2006, des quantités importantes de Bintje, Eba et Agria ont dû être déclassées comme aliments pour les animaux. Les quantités manquantes ont dû être importées au prix fort. L’Union suisse des paysans a estimé les pertes de revenu pendant l’année de sécheresse 2003 à plus de 500 millions de francs bien que de nombreuses mesures aient été prises pour limiter les dégâts (Keller et Fuhrer 2004). Les dispositifs d’irrigation peuvent améliorer le rendement et la qualité, et garantir la création de valeur dans le pays à long terme. Dans la stratégie climatique de l’agriculture, les systèmes d’irrigation par distribution fine, économiques en eau, sont cités parmi les mesures d’adaptation aux changements des conditions climatiques (Anonyme 2011). Extension des surfaces irriguées dans le monde A l’échelle mondiale, la consommation d’eau douce pour la production agricole représente 69 % de la consommation totale (FAO 2002). Partout ailleurs qu’en Europe et en Amérique du Nord, la consommation d’eau douce dans l’agriculture est nettement plus élevée que celle de la production industrielle ou des ménages privés. A la fin des années 1990, dans les pays en développement, 20 % des terres assolées étaient irriguées. Cette superficie fournissait 40 % des denrées alimentaires et près de

60 % de la production mondiale de céréales. Des experts de la FAO estiment que la surface irriguée va augmenter pour atteindre plus de 300 millions d’hectares d’ici 2050. Notamment dans les pays où les terres agricoles sont très rares et où la densité de population est élevée comme l’Inde et la Chine, on utilise de plus en plus d’eau souterraine pour l’irrigation. Dans les pays émergents, les surfaces disponibles pour les grandes cultures vont continuer à diminuer à cause de l’augmentation des constructions. L’intensité d’exploitation des terres encore cultivées devra s’accroître pour satisfaire des besoins d’approvisionnement au moins équivalents. Dans les cultures de légumes et de pommes de terre, sensibles à la sécheresse, l’irrigation va devenir de plus en plus importante. Expertes et experts estiment que dans les prochaines années, la consommation d’eau dans l’agriculture suisse va augmenter et représentera 15 % de la consommation d’eau potable (Weber et Schild 2007). Le besoin d’irrigation augmente en Suisse Fuhrer et Jasper (2009) ont montré que sur la base des scénarios climatiques, le pourcentage de surfaces cultivées nécessitant une irrigation en Suisse occidentale, dans le Bas-Valais et les petites vallées interalpines augmenterait à 41 %. Au total, 26 % des surfaces agricoles de cultures fourragères et de grandes cultures devraient être irriguées à l’avenir. Des périodes de sécheresse plus longues sont pronostiquées pour les régions de Suisse orientale. Les sols plus légers, peu profonds avec un faible potentiel de rétention d’eau sont particulièrement exposés. Pour l’approvisionnement du pays en légumes et en pommes de terre, les producteurs spécialisés du Plateau central et de Suisse orientale sont de plus en plus essentiels. Leurs cultures ont une situation plus avantageuse par rapport aux entreprises de transformation et aux grands marchés de distribution. La mission de l’agriculture et de l’agroalimentaire consiste à garantir l’approvisionnement des consommateurs nationaux même dans des conditions de production difficiles. Dans ces régions toutefois, le besoin en eau douce croissant de l’industrie et des ménages privés va faire diminuer la quantité d’eau disponible pour l’agriculture, notamment durant les mois d’été. Les techniques permettant d’économiser l’eau pourraient s’imposer par rapport à l’arrosage par aspersion utilisé jusqu’ici et atténuer les conflits pour l’utilisation de l’eau. Avec l’irrigation goutte à goutte, la consommation d’eau est moindre, de même que la consommation d’énergie, ainsi que le risque de voir l’eau s’infiltrer et lessiver les éléments fertilisants. Mais les coûts d’investissement sont plus élevés. Du point de vue de la protec-

Résumé

Potentiel du système d’irrigation goutte à goutte dans la culture de pommes de terre | Production végétale

De 2008 à 2010, la station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART a étudié l’efficacité d’un système d’irrigation goutte à goutte avec les variétés Agria et Charlotte. Des tuyaux d’irrigation approvisionnés en eau de manière identique étaient placés entre les sillons ou au sommet de chaque butte. Les rendements bruts des procédés irrigués n’ont eu tendance à être plus élevés qu’en 2008. En 2008 et en 2009, la variété Agria a fourni des rendements de pommes de terre commercialisables de 12 à 16 % supérieurs dans les procédés irrigués. Durant les trois années d’essais, c’est avec l’irrigation des buttes que la part des tubercules de trop grande taille (> 70 mm) était la plus faible. Toutes les années d’essai, le procédé avec irrigation a permis pour la variété Agria d’augmenter de 2 à 9 % en valeur absolue la part de tubercules d’un calibre apte à la consommation. Dans le cas de la variété Charlotte, aucun effet de l’irrigation sur la part de pommes de terre destinées à la consommation n’a pu être identifié. Deux années sur trois, les tubercules irrigués des deux variétés affichaient des teneurs plus élevées en amidon. Les tubercules irrigués se sont avérés plus sensibles à la gale poudreuse, mais moins sensibles à la gale superficielle, la gale réticulée et la gale bosselée que les tubercules non irrigués. L’irrigation goutte à goutte est un procédé économique en eau et en énergie dont le but est de garantir les rendements et la qualité dans les cultures de pommes de terre à l‘avenir.

tion des ressources, cela reste néanmoins une technique intéressante pour l’amélioration de la qualité des rendements dans les cultures de pommes de terre. Avantages et inconvénients de l’irrigation goutte à goutte L’irrigation goutte à goutte offre divers avantages. Probablement un début d’irrigation plus précoce, dès la formation des tubercules, avec la possibilité de mélanger des engrais liquides à l’eau d’irrigation car les tuyaux sont installés dès la plantation. Des apports adaptés aux besoins et précisément répartis directement au niveau des racines principales et de la formation des tubercules réduisent l’évaporation et le ruissellement en surface. L’installation peut être immédiatement mise en service, 

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 244–251, 2012

245

Production végétale | Potentiel du système d’irrigation goutte à goutte dans la culture de pommes de terre

sans travail supplémentaire. Les plantes ne sont pas mouillées, ce qui évite de perturber le microclimat. De petits apports détrempent plus rarement les sols au niveau des racines et des tubercules, même lorsqu’un fort orage se produit. Ces deux points limitent la propagation du mildiou ainsi que des maladies bactériennes comme Pectobacterium et Dickeya. Les éléments nutritifs sont mieux exploités car ils sont aisément disponibles grâce à l’humidité du sol. Le risque de voir les éléments nutritifs lessivés hors de l’horizon racinaire par l’eau de percolation est limité. De petits apports d’eau peuvent rafraîchir les sols surchauffés et limiter ainsi les dommages consécutifs. Ce système présente néanmoins des inconvénients, les coûts d’investissement sont élevés et les tuyaux usés de goutte à goutte doivent être éliminés et renouvelés. Plusieurs utilisations et surtout le prix élevé de l’eau peuvent compenser ces points négatifs. Les agriculteurs parlent d’économies d’eau allant jusqu’à 30 %. De plus, ce système permet également d’économiser de l’énergie, car l’irrigation se fait à basse pression (Grünig 2009; Müller et al. 2010).

Matériel et méthodes De 2008 à 2010, des essais d’irrigation goutte à goutte ont eu lieu dans l’exploitation expérimentale de ZurichReckenholz (440 m, ZH). Les sols d’essai faiblement humiques et légèrement alcalins présentaient entre 17 à 25 % d’argile, 36 % de silt et de 35 % de sable. Les sols disposaient de bonnes réserves en phosphore et en potassium. La quantité d’azote administrée en trois apports oscillait entre 110 et 130 kg par hectare et par an. La plupart des années, ces sols sont aptes à conserver l’eau et à la restituer. Des plants prégermés des variétés Agria et Charlotte ont été plantés le 19 avril 2008; le 7 avril 2009 et le 19 avril 2010, à la main en respectant un intervalle de 33 cm. La surface d’essai par variété et par procédé représentait un are (4 répétitions à 25 m²). La lutte chimique contre les adventices a eu lieu après le buttage.

Pour irriguer les cultures, des tuyaux de goutte à goutte ont été placés entre les sillons (ligne) ou dans les buttes (butte). Les tuyaux de type Dripnet PC 16 mm, d’une paroi de 0,31 mm étaient placés 5 cm sous la crête de la butte ou simplement posés sur le sol entre les sillons. Les trous d’irrigation étaient espacés de 50 cm. Les deux procédés ont reçu la même quantité d’eau, car on ne disposait que d’une seule station distributrice. La parcelle témoin n’a jamais été irriguée. Les besoins d’irrigation ont été estimés avec la méthode du bilan hydrique (Nievergelt 1988). Elle consiste à équilibrer les réserves d’eau aisément disponibles dans le sol par un arrosage supplémentaire. Etant donné la profondeur du sol, on a estimé que le sol pouvait stocker et restituer aux plantes un maximum de 40 mm d’eau. En 2009 et en 2010, des tensiomètres ont servi à mesurer la tension de l’eau du sol à une profondeur de 30 cm, 50 cm et même à 70 cm en 2010 (mesure effectuée à partir du centre de la butte ouverte) dans tous les procédés et pour trois répétitions. Au niveau des tubercules, la température du sol a été mesurée avec des enregistreurs ELPRO (une répétition). L’eau a alimenté les tuyaux goutte à goutte via Hydrant en passant par une station distributrice pourvue d’un réducteur de pression. Pour chaque procédé, 100 tubercules ont été examinés après le tri et un stockage intermédiaire afin d’identifier différents agents pathogènes et d’autres défauts.

Résultats Répartition des précipitations très favorable en 2009 et en 2010 Les données météorologiques sur plusieurs années (1961−1991) du site durant les mois de mai à juillet indiquent des précipitations moyennes de 322 mm, ainsi qu’une température moyenne de 15,6 °C. Par rapport à ces moyennes, l’année 2008 comptait moins de précipitations, avec 249 mm d’eau et était nettement plus chaude avec une température de 17,3 °C. 2009 a enregistré un peu plus de précipitations avec 386 mm et fut

Tableau 1 | Bilan mensuel des précipitations, de l’évaporation (Penman-Monteith) et des quantités d’irrigation appliquées durant les mois de mai à juillet de 2008 à 2010. Années Mois

246

2008 Précipitations Evaporation

2009 Irrigation

Précipitations Evaporation

2010 Irrigation

Précipitations Evaporation

Irrigation

Mai

101

144

Juin

114

131

Juillet

114

171

170

105

Somme

249

242

148

384

212

444

203

155

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 244–251, 2012

Potentiel du système d’irrigation goutte à goutte dans la culture de pommes de terre | Production végétale

2008 50

0 Précipitations

2009

Température

Température journalière moyenne (°C, 2 m)

0 Somme des précipitations (mm/jour)

5 10 0 0 2010 50

25 20

0 Mars

Avril

Mai

Juin

Juillet

Août

Figure 1 | Comparaison des sommes quotidiennes de précipitations ainsi que des t empératures journalières moyennes (2 m) sur le site de Zurich-Reckenholz durant les mois de mars à août 2008 à 2010; station météorologique de Zurich-Reckenholz, 440 m.

également une année très chaude avec une température de 17,0 °C. En 2010, les précipitations ont été supérieures à la moyenne avec 444 mm pour une température moyenne de 16,6 °C (fig. 1; tabl. 1). Il faut s’attendre à ce qu’à l’avenir les températures soient plus élevées durant les mois d’été. L’évaporation calculée selon Penman-Monteith pour le bilan hydrique (référence d’évaporation d’une prairie) variait entre 203 mm (2010) et 242 mm (2008). En mai 2008, un déficit de 30 mm a été enregistré dans les pluies (tabl. 1). De mai à juillet, 75 mm d’eau ont été apportés par goutte à goutte en 2009 et

155 mm en 2010. La figure 3 représente la quantité d’eau et sa répartition dans le temps pour les années 2009 et 2010. Températures du sol nettement plus basses dans les procédés irrigués en 2008 En 2008, les températures moyennes du sol dans les buttes non irriguées ont augmenté à 24 °C vers la fin du mois de juin (fig. 2). En comparaison, les températures moyennes avec irrigation des buttes étaient de 22 °C. Les températures des buttes en cas d’irrigation entre les 

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 244–251, 2012

247

Production végétale | Potentiel du système d’irrigation goutte à goutte dans la culture de pommes de terre

interligne_Agria interligne_Charlotte

Témoin_Agria Témoin_Charlotte

Butte_Agria Butte_Charlotte

Température moyenne du sol (°C, à 20 cm de profondeur)

2008 25

10 28

2008

Température maximale du sol (°C, à 20 cm de profondeur)

26 24 22 20 18 16 14 12 10 Mai

Juin

Juillet

Août

Figure 2 | Comparaison des températures journalières moyennes et des maxima quotidiens, mesurés au niveau des tubercules en fonction du procédé d’irrigation pour les variétés Agria et Charlotte.

lignes se situaient entre les deux. L’apport d’eau directement dans la butte a un effet plus rafraîchissant. Quel que soit le procédé, les températures des buttes étaient plus élevées avec Charlotte qu’avec Agria. Le développement plus exubérant des fanes et les grosses feuilles d’Agria peuvent en être la cause. Les jours de grosse chaleur, l’irrigation améliore la fonction protectrice des feuilles et évite que les températures des buttes restent élevées pendant plusieurs jours. Cela empêche les tubercules de regermer (Peters 2007). En 2009 et en 2010, les cultures ont été irriguées en petite quantité les jours de grosse chaleur afin de rafraîchir, bien que les bilans hydriques aient toujours été favorables. En 2009, des températures de plus de 20 °C ont été enregistrées dans les buttes pendant trois jours consécutifs lors de la dernière semaine de mai, puis seulement de nouveau durant la deuxième semaine d’août. En 2010, de telles températures prolongées n’ont été observées qu’à partir de mi-juillet. En 2009 et 2010, les températures étaient plus équilibrées qu’en 2008.

248

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 244–251, 2012

Basse tension de l’eau du sol Nievergelt (1989) a montré que l’eau influant sur la croissance était stockée dans les pores moyens du sol avec une tension de moins 100 à 1000 hectopascals (hPa). La plage de tension idéale pour les racines de pommes de terre se situerait entre moins 200 et 500 hPa. Nos mesures ont montré qu’en 2009 dans les procédés non irrigués, des tensions maximales de moins 500 hPa ont été atteintes pendant la première et la deuxième décades du mois de juin. En 2010, la tension est tombée temporairement à moins 800 hPa vers la fin du mois de juin (fig. 3). L’absorption d’eau a donc été légèrement difficile juste au début du mois de juillet pour une courte période. Une transpiration et une photosynthèse limitées n’ont probablement pas limité la croissance. Le développement des feuillages peut toutefois être légèrement pénalisé à partir d’une tension de moins 150 hPa (Dalla Costa et MacKerron 2000). Les fluctuations temporelles de la tension étaient nettement plus limitées en cas d’irrigation des buttes qu’en cas d’irrigation entre les lignes. Selon la cartographie de nos sols, les tensions plus basses en 2009 dans le procédé «Irrigation entre les sillons» sont dues à la présence d’aménagements de terres antérieurs dans cette zone (2 des 3 points de mesure des tensiomètres). L’irrigation a permis une augmentation des rendements de pommes de terre commercialisables Ce n’est qu’en 2008 que les rendements bruts des procédés irrigués ont eu tendance à être plus élevés (Ø 6 %) que ceux des procédés non irrigués. En revanche, cette même année 2008, les rendements en pommes de terre commercialisables de la variété Agria de calibre 42,5−70 mm étaient 14 % supérieurs en cas d’irrigation des buttes et 16 % supérieurs en cas d’irrigation entre les lignes par rapport à ceux de la parcelle-témoin non irriguée. Avec la variété Charlotte, les différences étaient de 16 % en cas d’irrigation des buttes et de 2 % en cas d’irrigation entre les lignes. En 2009, les rendements en pommes de terre commercialisables de la variété Agria étaient 13 % (butte), respectivement 12 % (lignes) plus élevés. Avec la variété Charlotte, le procédé non irrigué a obtenu des rendements en pommes de terre commercialisables 5 % (butte), respectivement 4 % (ligne) plus élevés. En 2010, aucune différence de rendements en pommes de terre commercialisables n’a été observée pour la variété Agria. Avec la variété Charlotte, la parcelle témoin non irriguée a dépassé les deux procédés irrigués de 10 % en moyenne. En 2008 et en 2009, la récolte de la variété Agria comportait une forte proportion de tubercules de trop gros calibre (> 70 mm; fig. 4). Avec les procédés irrigués, la part de tubercules de cette taille dans le rendement brut était

Potentiel du système d’irrigation goutte à goutte dans la culture de pommes de terre | Production végétale

Témoin Ligne 0

Butte Irrigation

2009 30 25

-200

20 -400

Tension de succion (hPa, à 30 cm de profondeur)

-600

-800 0

2010

30 25

-200

Quantité d’irrigation (mm)

-400

-600

10 5

-800 Mai

Juin

Juillet

Août

Figure 3 | Evolution de la tension moyenne de l’eau dans le sol de mai à juillet en 2009 et 2010 en fonction du procédé d’irrigation, mesurée avec les tensiomètres à une profondeur de 30 cm dans le sol.

12 % (2008), respectivement 25 % (2009) plus faible. En 2008, avec la variété Agria, la fraction de pommes de terre destinées à la consommation dans les procédés irrigués était 6 % plus élevée en valeur absolue (58 %), en 2009 de 9 % (67 %) et en 2010 de 2 % (87 %) plus élevée que dans les procédés non irrigués. Avec la variété Charlotte, aucun effet de ce type n’a été constaté dans la proportion de pommes de terre destinées à la consommation. Teneurs plus élevées en amidon avec la variété Agria La teneur en amidon des tubercules des deux variétés a réagi différemment au procédé d’irrigation en 2008 et en 2009. Les tubercules de la variété Agria ont développé des teneurs plus élevées en amidon dans les procédés irrigués que dans les parcelles témoins non irriguées. En 2010, les procédés d’irrigation n’ont eu aucune influence sur la teneur en amidon d’Agria. Quelle que soit l’année d’essai, la teneur en amidon des tubercules de la variété Charlotte n’a jamais varié en réaction à l’irrigation. L’Agria a toujours atteint des teneurs en amidon plus élevées que la Charlotte. Fricke (2005) fait état de plusieurs années d’expériences positives avec un arrosage complémentaire dans la production de pommes de terre à amidon dans les

régions agricoles menacées par la sécheresse en BasseSaxe (235 000 hectares). Selon le site, l’irrigation a permis d’obtenir des rendements en tubercules et en amidon supérieurs de 30 %. Des prélèvements plus importants d’éléments nutritifs dans le sol ont réduit l’azote minéralisé. Par conséquent, lors de la transition à la culture suivante, le risque de lessivage des éléments nutritifs dans la nappe phréatique était moindre. Müller et al. (2010) rapportent des hausses de rendement de plus de 40 % avec une irrigation goutte à goutte sur différents sites et sols de Bavière en 2010. Cette même année, Andreas Rüesch, du Service de vulgarisation de Strickhof Lindau, a enregistré des rendements supérieurs de plus de 40 % à Benken (vignoble zurichois) grâce à différents procédés d’irrigation. Il n’a toutefois relevé aucune différence entre l’irrigation goutte à goutte et l’irrigation par aspersion (communication personnelle). Ces expériences positivent montrent que même sur des surfaces géographiquement assez proches, des différences significatives dans les caractéristiques du site et des conditions météorologiques peuvent influer considérablement sur l’effet de l’irrigation. Atteintes de mildiou – plutôt dues aux différences de sol Durant les trois années d’essai, la lutte contre le mildiou a été efficace et a permis d’éviter l’infection des fanes. Lors de la récolte, seuls très peu de tubercules ont dû être éliminés pour cause de pourritures (Ø 3 dt/ha). En 2008, un peu plus de tubercules ont été éliminés pour cette raison (Ø 6 dt/ha) avec la variété Agria qu’avec la variété Charlotte (Ø 2 dt/ha). Il n’y avait aucune différence statistiquement significative entre les procédés d’irrigation et la parcelle témoin non irriguée. En 2009, la variété Charlotte présentait plus de tubercules pourris (4 dt/ha contre 2 dt/ha). En 2010, dans les deux variétés, les tubercules du procédé d’irrigation entre les lignes étaient plus sujets à la pourriture que ceux de la parcelle témoin non irriguée. Ce sont probablement des différences de sol qui expliquent ces écarts. En moyenne sur trois ans, les tubercules d’Agria affichaient nettement plus de symptômes de la gale poudreuse (16,7 % d’infestation) en cas d’irrigation des buttes qu’en cas d’irrigation entre les lignes (9,2 %), respectivement de la parcelle-témoin non irriguée (6,3 %). Dans de nombreuses cultures dans le monde, on constate que l’irrigation favorise l’infestation de la gale poudreuse (Merz et al. 2009). L’infestation par la gale superficielle et la gale réticulée (Streptomyces scabies) de la variété Agria était moins importante dans les procédés avec irrigation des buttes (Ø 2,9 %) que dans les procé- 

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 244–251, 2012

249

Production végétale | Potentiel du système d’irrigation goutte à goutte dans la culture de pommes de terre

Rdt_< 42,5 mm Rdt_55_70 mm 700

2008

Rdt_42,5_55 mm Rdt_> 70 mm

Agria A

Charlotte A

600

500 400 300 200 100 0 700

2009 B

Rendement (dt/ha)

600 500 400

Conclusions

300 200 100 0 700

2010 A

600

500 400 300 200 100 0 Témoin

Ligne

Butte

Témoin Ligne

Butte

Procédés d’irrigation

Figure 4 | Comparaison des rendements bruts moyens d’Agria et de Charlotte dans les essais répétés sur les petites parcelles avec différents procédés d’irrigation de 2008 à 2010. Les mêmes lettres pour les procédés signifient que les rendements ne se différencient pas de manière statistiquement significative.

dés avec irrigation entre les lignes (Ø 9 %) ou dans les procédés témoins non irrigués (Ø 11 %). Dans le cas de la gale bosselée, des différences du même ordre n’ont été signalées qu’en 2009 et 2010. La qualité externe des pommes de terre Charlotte est nettement meilleure que celle d’Agria car les tubercules sont moins sensibles aux différents types de gale. Seul un nombre un peu plus élevé de tubercules atteints de taches de rouille a pu être relevé deux années sur trois dans les procédés non

250

irrigués. L’infestation moins importante par la gale dans les procédés avec irrigation des buttes pourrait s’expliquer par un taux d’oxygène inférieur et des températures plus basses dans la butte. Dans les procédés d’irrigation entre les lignes, le taux d’oxygène dans les buttes n’est pas influencé, ce qui explique que l’infestation par la gale puisse y être plus forte. Les malformations des tubercules, telles que des tubercules difformes, des crevasses et des cœurs creux ne se sont jamais manifestées de manière accrue durant les essais. Pendant l’été 2006, année marquée par une forte regermination des tubercules des variétés sensibles à la chaleur comme Agria et Bintje, les températures moyennes du sol (à 5 cm de profondeur à Reckenholz) ont oscillé entre 23 et 25 °C à partir de la mi-juin et pendant plus de six semaines. Cette évolution de température était plus prononcée que durant les années de ces essais 2008 à 2010.

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 244–251, 2012

Dans la mesure où l’irrigation est possible, le changement climatique en Europe centrale a des répercussions plutôt positives sur le rendement des tubercules. La teneur plus élevée en CO2 dans l’atmosphère rendra l’exploitation de l’eau plus efficiente, car les stomates devront être moins ouverts. Les variétés à maturation plus tardive avec un potentiel de rendement élevé seront probablement plutôt celles qui prendront de l’importance à cause de la période de végétation plus longue. Les agents pathogènes comme ceux du mildiou pourront former davantage de générations à cause des températures plus favorables. En Europe du Nord, les zones de cultures se décaleront plus au Nord. L’irrigation goutte à goutte comme procédé d’économie d’eau et d’énergie prendra de l’importance dans les sites menacés par la sécheresse. Ce système permet en effet d’améliorer la qualité des pommes de terre et de garantir les rendements et les qualités de manière ciblée. n

Potenziale dell’irrigazione a goccia nelle colture di patate in condizioni climatiche modificate Tra il 2008 e il 2010 la Stazione di ricerca Agroscope Reckenholz ART ha analizzato léfficacia dellírrigazione a goccia per le varietà Agria e Charlotte. I tubi di irrigazione sono stati collocati, in condizioni di apporto idrico identiche, tra le file o allápice di ogni rincalzatura. Solo nel 2008 la resa di materia prima delle superfici irrigate era tendenzialmente più elevata. Nel 2008 e nel 2009 la varietà Agria ha fornito il 12 – 16 per cento in più di resa di merce commercializzabile sulle superfici irrigate. Nel corso di tutti e tre gli anni di prova la quota più bassa di tuberi di dimensione maggiore (> 70 mm) è stata rilevata sulle superfici irrigate con lírrigazione della rincalzatura. Sulle superfici irrigate la resa di Agria nella gamma di patate da tavola è aumentata in tutti gli anni della prova del 2 fino al 9 per cento in valore assoluto. Per la varietà Charlotte non si sono riscontrati effetti dellírrigazione sulla quota di patate da tavola. In due dei tre anni, i tuberi irrigati di entrambe le varietà hanno presentato tenori di amido più elevati. Tali tuberi hanno mostrato un più elevato tasso di infestazione da scabbia polverulenta della patata, ma inferiore per quanto riguarda la scabbia superficiale, sporgente e incavata rispetto ai tuberi non irrigati. Lírrigazione a goccia nelle colture di patate è una procedura a risparmio idrico ed energetico per la futura garanzia della resa e della qualità.

Bibliographie ▪▪ Anonymus, 2011. Stratégie Climat pour l'agriculture: Protection du climat et adaptation au changement climatique pour une agriculture et une économie alimentaire suisses durables. Rapport de l'Office fédéral de l'agriculture OFAG, référence/dossier: 2011.05.26 / fed; Accès: http://www.blw.admin.ch > Thèmes > Durabilité > Ecologie > Climat, 46 p. ▪▪ Bodlaender K. B. A., Lugt C. & Marinus J., 1964. The induction of secondgrowth in potato tubers. European Journal of Potato 7 (1), 57−71. ▪▪ Dalla Costa L. & MacKerron D. K. L., 2000. Plant and soil water status: what is their role and what can we do with their values? In: Management of nitrogen and water in potato production (eds. Haverkort A. J. & M acKerron D. K. L.), 175−218. Wageningen Pers, Wageningen, The Netherlands, p. 353. ▪▪ Fricke E., 2005. Kein Kartoffelanbau ohne gesicherte Wasserversorgung! Kartoffelbau 56 (3), 86−9. ▪▪ Fuhrer J. &, Jasper K., 2009. Bewässerungsbedürftigkeit von Acker- und Grasland im heutigen Klima. Agrarforschung 16 (10), 396−401. ▪▪ Grünig K., 2007. Kartoffeln hängen am Tropf. Praxiserfahrungen aus der Schweiz. Kartoffelbau 58 (11), 426−9. ▪▪ Keijbets M. J. H., 2008. Potato processing for the consumer: developments and future challenges. Potato Research 51, 271−81.

Summary

Riassunto

Potentiel du système d’irrigation goutte à goutte dans la culture de pommes de terre | Production végétale

Potential for drip irrigation in potato production under changing climatic conditions From 2008 to 2010 Agroscope Reckenholz-Tänikon Research Station ART examined the effectiveness of drip irrigation with the potato varieties Agria and Charlotte. Irrigation hoses were laid out between the rows or in each ridge of the furrow with an identical water supply. Only in 2008 there was a tendency for the gross yields produced by the irrigated methods to be higher. In 2008 and 2009, the Agria variety produced 12 to 16 per cent higher marketable yields with the irrigated methods. The percentage yield of oversized tubers (> 70 mm) was the lowest in all three years of the trial with ridge irrigation. With irrigation, Agria’s yield share in ware size rose by 2 to 9 absolute per cent in all the years of the trial. With the Charlotte variety, no effects of irrigation were noted on the percentage of ware size tubers. In two of the three years, the irrigated tubers of both varieties displayed a higher starch content. Irrigated tubers showed a higher infestation rate with powdery scab, but a lower infestation rate with common scab in netted, deep pitted and raised form respectively than non-irrigated tubers. Drip irrigation is a water- and energy-saving method for future yield and quality assurance in potato production. Key words: potato, drip irrigation, marketable yield, tuber diseases.

▪▪ Keller F. & Fuhrer J., 2004. Die Landwirtschaft und der Hitzesommer 2003. Agrarforschung 11 (9), 396−401. ▪▪ Merz U., Schwaerzel R. & Keiser A., 2009. Der Pulverschorf der Kartoffel. Kartoffelbau 60 (8), 1−6. ▪▪ Müller M. R., Demmel M., Marx M., Brandhuber R. & Kellermann A., 2011. Tropfbewässerung von Speisekartoffeln. Aktuelle Versuchsergebnisse aus Bayern. Kartoffelbau 62 (4), 36−41. ▪▪ Nievergelt J., 1988. Beregnungssteuerung im Kartoffelbau. Praxisversuche mit Wasserbilanzen und Tensiometern. Landwirtschaft Schweiz 1 (1), 57−62. ▪▪ Nievergelt J., 1989. Beregnungssteuerung im Kartoffelbau. Erfahrungen aus dreijährigen Praxisversuchen. Schweizerische Landtechnik 51 (7), 10−3. ▪▪ Peters R., 2007. Qualitätsprobleme der Kartoffelernte 2006 – Analyse und Schlussfolgerungen. Kartoffelbau 56 (1−2), 4−8. ▪▪ Reust W., 1989. Conditions météorologiques et tubérisation des pommes de terre. Revue Suisse d’Agriculture 22 (1), 31−4. ▪▪ Scott G. J., 2002. Maps, models, and muddles: world trends and patterns in potatoes revisited. Potato Research 45, 45−77. ▪▪ Weber M. & Schild A., 2007. Stand der Bewässerung in der Schweiz. Bericht zur Umfrage 2006. Bundesamt für Landwirtschaft BLW, Bern, 17 p.

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 244–251, 2012

251

P r o d u c t i o n

a n i m a l e

La qualité microbiologique des aliments pour animaux Jean-Louis Gafner, Station de recherche Agroscope Liebefeld-Posieux ALP, 1725 Posieux Renseignements: Jean-Louis Gafner, e-mail: jean-louis.gafner@alp.admin.ch, tél. +41 26 407 72 16

En culture, les colonies de moisissures (par exemple Penicillium chrysogenum) sont très esthétiques, mais leur développement incontrôlé dans des aliments pour animaux peut avoir des effets indésirables. (Photo ALP-Haras)

Introduction Depuis 1950 environ, des microbiologistes se sont intéressés à une meilleure évaluation de la qualité microbiologique des aliments et des matières premières destinées aux animaux. On doit entre autres à H.-L. Schmidt (1926 – 2011), de Speyer, l’approche de la signification écologique des micro-organismes présents dans ces aliments. Alors que pour les denrées alimentaires, les critères choisis pour cette évaluation se sont concentrés principalement sur la bactériologie, les pionniers de la microbiologie des céréales et des aliments pour animaux ont saisi le rôle important que jouaient les moisissures dans le choix des paramètres à vérifier. Dès 1960, après plusieurs épisodes de toxicité aigüe dans les élevages,

252

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 252–257, 2012

accompagnés d’innombrables morts d’animaux, la responsabilité des moisissures dans la production de substances toxiques a été établie. On a compris que des moisissures du genre Aspergillus étaient en cause dans ces intoxications et les aflatoxines (Wyllie et al. 1978) ont été découvertes. Ces substances hautement toxiques, les mycotoxines, ont fait dès lors l’objet de nombreuses études et des centaines d’autres mycotoxines ont été découvertes, isolées et décrites. Dans un groupe de travail de microbiologistes des aliments pour animaux, constitué dans le cadre du VDLUFA (Verband Deutscher Landwirtschaftlicher Untersuchung- und Forschungsanstalten), ouvert aux spécialistes d’autres pays germanophones, un concept d’évaluation basé sur les teneurs en micro-organismes a progressivement pris forme. Au niveau international, d’abord au sein de l’IAG (Internationale Arbeitsgemeinschaft für Futtermitteluntersuchung), puis dans l’organisation EFMO (European Feed Microbiology Organisation, www.efmo.org), un vaste programme d’échange d’informations, de méthodes, d’actualités et surtout l’organisation d’analyses en chaîne destinées à valider le concept élaboré ont ainsi été disponibles. «Un aliment moisi ne devrait pas être donné à des animaux!» (fig.1). Cette règle simple est appliquée avec le bon sens que chaque détenteur d’animaux de rente se doit de suivre. Pour permettre des performances optimales dans un élevage et pour assurer une bonne santé aux animaux, il faut réunir les meilleures conditions possibles dans leur garde, leur alimentation et la prévention des maladies qui peuvent les affecter. L’hygiène alimentaire a une influence importante sur la santé et les performances de l’animal, mais différents facteurs, pas toujours mesurables, peuvent se combiner et engendrer des troubles. Une marchandise avariée est en général facilement détectable. Son odeur et son aspect donnent souvent des indices suffisants pour douter de son état. Cette appréciation sommaire manque toutefois de consistance et de reproductibilité. Le besoin de disposer d’une méthode quantitative normalisée de détermination des teneurs en micro-organismes, en unités formant colonie

Résumé

La qualité microbiologique des aliments pour animaux | Production animale

Figure 1 | Échantillon d’ensilage de maïs envahi par des moisissures d’altération. (Photo Olivier Bloch, ALP-Haras)

par gramme (UFC/g) a été le premier élément d’un concept reproductible. Une telle méthode a été disponible et publiée en 1981 par Schmidt et al. Valeurs d’orientation A cette époque, des valeurs d’orientation commencent à circuler dans les milieux intéressés (les tableaux de Schmidt). Les valeurs d’orientation se définissent comme étant les limites supérieures acceptables des teneurs en moisissures, levures et bactéries aérobies mésophiles qualifiant de normale la qualité microbiologique d’un aliment. On estimait alors empiriquement que sur une population d’échantillons de même type prélevés au hasard, non associés à des cas de dommages, les 2/3 pouvaient être classés dans le degré I (bonne qualité); un quart des échantillons pouvaient être classés dans le degré II (qualité amoindrie) et le solde (environ 10 %) pouvait être classé dans le degré III (qualité altérée, voire moisie). En termes mathématiques, la valeur limite dite «normale» équivaut à la valeur du percentile le plus proche de 66,67 %. Au milieu des années 1990, grâce à des contributions importantes de l’industrie des aliments pour animaux en Allemagne, une vaste étude portant sur l’analyse de plus de 3200 échantillons a pu être menée dans les différents Länder allemands. Une méthode plus complète avait alors été rédigée par le groupe d’experts du VDLUFA (Fachgruppe VI Mikrobiologie des VDLUFA). Cette méthode détaille les teneurs de 7 groupes de micro-organismes indicateurs présents dans les aliments. L’objectif de cette étude pilote était d’obtenir des valeurs d’orientation pour les aliments destinés aux animaux de rente les plus importants de même que pour les granulés. Ces valeurs d’orientation ont aussi été établies pour les matières premières les plus courantes. Ainsi les aliments pour volaille, pondeuses, porcelets, porcs, veaux, vaches laitières et bovins, de même que les

La qualité d’un aliment pour animaux n’est pas uniquement définie par les différentes teneurs en nutriments qu’il contient, ni par sa composition en matières premières ou sa digestibilité et son appétence, ni même par son apparence ou ses caractéristiques sensorielles, mais aussi et surtout par son état hygiénique. Cet article présente la manière d’évaluer la qualité microbiologique d’un aliment, de même que l’histoire de sa mise en place en Europe, en particulier dans les pays germaniques. Il décrit la méthode utilisée et la dynamique des populations de micro-organismes présents dans un aliment, de la récolte des matières premières au stockage. Des espèces indicatrices servent de repères dans cette évaluation. Des valeurs d’orientation ont été établies pour ces micro- organismes indicateurs dans les aliments et les matières premières les plus utilisées. L’article présente un travail d’équipe initié par les LUFA (Landwirtschaftliche Untersuchungsund Forschungsanstalten) allemandes dans plusieurs pays d’Europe, dont la Suisse.

céréales, les tourteaux et différents sous-produits ont été testés et les résultats évalués statistiquement (Bucher et al. 2002). Aucun modèle mathématique ne peut toutefois s’appliquer à tous les cas de figure. Ces valeurs d’orientation sont empiriques et doivent se comprendre comme étant des repères pour l’interprétation de la qualité microbiologique; leur crédit n’est pas celui d’une norme contraignante. L’expert doit pouvoir baser son jugement sur ces repères et sur l’ensemble des observations réalisables dans un aliment. Les tableaux des valeurs d’orientation sont disponibles dans les documents VDLUFA actuellement en vigueur cités dans la littérature. Ils sont régulièrement mis à jour et complétés. Il est également possible de les consulter sur le site internet d’Agroscope. A titre d’exemple, les valeurs d’orientation en vigueur pour les aliments pour porcs se trouvent dans le tableau 1. Dans tous les cas, si la teneur (même pour un seul des 7 groupes de micro-organismes) est supérieure à 10 fois sa valeur d’orientation, le degré de qualité IV lui est attribué: cet aliment est moisi, n’est plus commercialisable et ne devrait plus être affourragé (tabl. 2). Cette valeur pourrait être celle que les législations européennes et suisses décrivent comme suit dans l’Ordonnance du DFE concernant l’hygiène dans la production  primaire (RS 916.020.1, Art. 2, §8):

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 252–257, 2012

253

Production animale | La qualité microbiologique des aliments pour animaux

Tableau 1 | Exemple de valeurs d'orientation (aliments pour porcs)

Levures (tous genres)

Levures (x 103 UFC/g)

Mucorales

Aspergillus, Penicillium, Scopulariopsis, Wallemia sebi, autres

Moisissures et Dématiacées (x 103 UFC/g)

Dématiacées; Acremonium, Verticillium, Fusarium, Aureobasidium, autres

Streptomycètes

Bacillus, Staphylococcus (coagulase-négatives) /Micrococcus

Micro- organismes

B. pigmentées en jaune, Pseudomonas/ Enterobacteriaceae, autres (p.e. bactéries coryneformes)

Bactéries aérobies mésophiles (mio UFC /g)

Méthode

Typiques Indicatrices Typiques Indicatrices du de du de l‘altération produit l‘altération produit

Typiques du produit et indic. de l‘altération

Groupe de micro- organismes

Porcs croissance et élevage (farine)

0,1

Porcs croissance et élevage (pellets)

0,5

0,05

«Les aliments pour animaux et l’eau d’abreuvement ne doivent altérer ni la santé des animaux ni la qualité des denrées alimentaires qui en sont issues. On ne distribuera que des aliments pour animaux propres, irréprochables du point de vue de l’hygiène et non avariés.» Une charge massive de micro-organismes typiques du produit (matière première entrant dans la composition d’un aliment mélangé) est toutefois présente dans les céréales et les végétaux fraîchement récoltés. Dans ce cas, la marchandise ne peut pas être qualifiée de «moisie», mais on estime que l’introduction d’un grand nombre de micro-organismes vivants dans le système digestif d’un animal peut provoquer des troubles. La pratique sait que les récoltes de céréales et de foin par exemple doivent subir une période de «maturation» de quelques mois avant d’être affourragées. Durant cette période, la charge microbienne diminue fortement. Cette approche de l’appréciation de la qualité microbiologique est la seule au monde à notre connaissance. La quantification des micro-organismes et les déduc-

254

tions de qualité qui en découlent constituent un outil appréciable en routine, bien qu’elle nécessite une expertise par un spécialiste dans son application. Le nombre de micro-organismes par gramme d’aliment est une mesure qu’il faut toutefois relativiser: certaines espèces à grande prolifération de spores peuvent fausser le résultat quantitatif par rapport à d’autres espèces plus pauvres en spores ou plus lentes dans leur développement. Cette exception est prise en compte lors de l’évaluation du groupe des Mucorales, dont les cellules mycéliennes coenocytiques produisent proportionnellement moins de colonies que les autres moisissures.

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 252–257, 2012

La méthode utilisée pour cette évaluation se compose de 4 documents. Ces documents figurent dans le «Methodenbuch» du VDLUFA et sont référencés dans la bibliographie. Le premier document (Méthode 28.1.1) décrit les règles générales pour la détermination des teneurs en micro-organismes. Il est accompagné de la méthode décrivant la détermination des bactéries, moisissures et levures (Méthode 28.1.2) et d’un document servant à l’identification des micro-organismes (Méthode 28.1.3). Enfin il est complété par une directive indiquant la marche à suivre pour effectuer une évaluation de la qualité microbiologique (Méthode 28.1.4).

Figure 2 | Bactéries typiques du produit (aliment pour porcs degré de qualité I) sur agar au tryptose additionné de CTT. La couleur orangée de certaines colonies de bactéries est due au mélange de la pigmentation naturelle (jaune) avec le formazan (rouge) produit par réduction du CTT. (Photo: ALP-Haras)

La qualité microbiologique des aliments pour animaux | Production animale

Tableau 2 | Interprétation générale Rapport teneur trouvée / valeur d’orientation

Degrés de qualité

Evaluation

≤ 1x

qualité normale

>1x à ≤ 5x

qualité amoindrie

>5x à ≤ 10x

III

qualité fortement amoindrie

>10x

moisi, altéré, plus commercialisable

Le dénombrement des bactéries aérobies mésophiles s’effectue avec de l’agar au tryptose additionné de chlorure de triphényle-tétrazolium (CTT; fig. 2) Pour les moisissures, la méthode VDLUFA se distingue des méthodes ISO 21527 – 1 (2008) et 21527 – 2 (2008) par le fait qu’elle utilise systématiquement 2 milieux de culture, quelle que soit la valeur d’activité en eau (aw) de l’échantillon. ISO prévoit un seul milieu de culture si cette valeur aw est inférieure à 0,95, ce qui est le cas des aliments mélangés et des céréales après récolte. Nous utilisons, comme dans la norme ISO, le milieu DG18 (fig. 3) pour l’analyse de nos échantillons, mais avons conservé un milieu standard au Rose de Bengale (fig. 4) pour mettre en évidence des moisissures typiques au produit comme par exemple les Aureobasidium pullulans.

Figure 4 | Moisissures typiques du produit sur agar au Rose de B engale; ce milieu permet aussi la croissance des levures. (Photo ALP-Haras)

Le tableau 3 résume les principaux genres de microorganismes rencontrés dans les aliments (selon VDLUFA, Méthode 28.1.3) La flore primaire des produits d’origine végétale est caractérisée par des épiphytes et des saprophytes des plantes. On trouve parmi les bactéries aérobies mésophiles principalement des genres typiques du produit: Erwinia sp. (syn. Rhanella) et Enterobacter sp. (syn. Pantoea), des Pseudomonas et des bactéries corynéformes. Lors du stockage se développent progressivement dans une dynamique des populations, des genres indiquant l’altération comme Staphylococcus, Micrococcus, Bacillus. L’altération avancée est accompagnée par le groupe bactérien des sporo-actinomycètes (streptomycètes). Les moisissures se succèdent également dans une dynamique: leur cortège commence par des espèces typiques du produit comme les Dématiacées (Acremonium, Verticillium), Fusarium, Aureobasidium, qui disparaissent pendant le stockage en raison de la réduction de l’aw. Elles sont remplacées par des espèces du stockage, qui en cas de prolifération constituent la flore d’altération (Aspergillus, Penicillium, Scopulariopsis, Wallemia), des mucorales et des levures. Ces dernières peuvent être typiques du produit ou indicatrices de l’altération.

Discussion

Figure 3 | Moisissures de l’altération sur agar DG18. (Photo ALP-Haras)

Pour pratiquer cette méthode, la connaissance de ces groupes de micro-organismes indicateurs, mis en évidence par culture classique sur milieu gélosé, est néces- 

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 252–257, 2012

255

Production animale | La qualité microbiologique des aliments pour animaux

Tableau 3 | Classification de genres de micro-organismes indicateurs en groupes et leur signification (selon VDLUFA, Méthode 28.1.3)

Groupe

Signification

Groupe de microorganismes

Indicateurs Bactéries pigm. jaunes

Bactéries aérobies mésophiles

Typiques du produit (flore primaire)

Pseudomonas/ Enterobacteriaceae Autres bactéries typiques (corynéformes, etc.)

Indicatrices de l’altération

2 3

Bacillus spp. Staphylococcus/Micrococcus Streptomycetes Dématiacées (noires)

Verticillium spp. Typiques du produit (flore primaire)

Acremonium spp. Fusarium spp. Aureobasidium spp. Autres moisissures typiques

Moisissures

Aspergillus spp. Penicillium spp. Indicatrices de l’altération

Scopulariopsis spp. Wallemia spp. Autres moisissures d’altération

Levures

Typiques du produit ou indicatrices de l’altération

Mucorales

Tous genres

saire. Cette connaissance provient de son application routinière et elle est renforcée par la coopération entre les laboratoires ayant choisi cette option. Pour le laboratoire de la Station fédérale de recherche Agroscope Liebefeld-Posieux ALP-Haras, cette coopération est assurée par des séances de travail régulières avec les collègues des LUFA allemandes, les congrès de EFMO, lors desquels des workshops sont consacrés aux différents types de micro-organismes, de même que du travail comparatif obtenu lors d’analyses en chaîne. La méthode est en cours de validation.

256

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 252–257, 2012

La plupart des demandes transmises au laboratoire d’Agroscope proviennent d’exploitations dans lesquelles des problèmes ou des dommages sont signalés. Il n’existe pas de méthode simple, reconnue et fiable pour expliquer un cas de dommage. Les investigations sont souvent secondaires ou tardives et l’aliment suspect peut avoir déjà été consommé. De plus, les symptômes observés manquent souvent de précision et le contexte de l’exploitation n’est connu que de manière fragmentaire. Pour participer à la clarification des causes de ces dérangements, à défaut d’avoir tous les éléments pouvant expliquer le dommage, ce qu’un spécialiste du terrain pourrait examiner, l’échantillon reçu doit être analysé. Son aspect, son odeur, éventuellement sa composition peuvent donner des renseignements valables. C’est ici que la connaissance de sa qualité microbiologique peut s’avérer utile. Une autre catégorie de clients est constituée par les exploitants voulant vérifier que leurs animaux sont nourris avec des aliments irréprochables. Le contrôle officiel des aliments pour animaux effectue également de manière ponctuelle une évaluation de la qualité des aliments prélevés dans le cadre de son programme.

Conclusions ••Agroscope Liebefeld-Posieux ALP-Haras dispose à Posieux, dans son laboratoire de microbiologie, d’un outil bien rôdé dans le service offert aux détenteurs d’animaux, aux fabricants et importateurs d’aliments, aux vétérinaires et autres spécialistes intervenant dans la santé des animaux et dans leur alimentation. ••Les résultats des dénombrements obtenus sont expliqués au client dans le contexte des valeurs d’orientation, de la signification des micro-organismes présents, par le biais d’un commentaire détaillé. ••La méthode est régulièrement mise à l’épreuve au moyen d’analyses en chaîne. ••Un échange d’informations analytiques est disponible au niveau d’une organisation internationale (EFMO). n

La qualità microbiologica degli alimenti per animali La qualità di un alimento per animali non è definita solo dai diversi tenori in sostanze nutritive che contiene, né dalla composizione in materie prime o dalla sua digeribilità e appetibilità, dall'aspetto o dalle sue caratteristiche sensoriali, ma anche e soprattutto dal suo stato igienico. Questo articolo presenta un metodo per valutare la qualità microbiologica degli alimenti animali la così come la sua attuazione in Europa, mettendo il baricentro sui paesi germanofoni. Egli analizza anche lo sviluppo delle popolazioni di microorganismi presenti nell'alimento, partendo dalla raccolta allo stoccaggio. In questo studio alcuni germi (indicatori) servono come riferimento. Per questi microorganismi che servono quali indicatori sono stati stabiliti valori di riferimento negli alimenti e nelle materie prime più utilizzate. L'articolo presenta i risultati di un progetto di collaborazione che è stato avviato su iniziativa delle LUFA tedesche (Landwirtschaftliche Untersuchungs- und Forschungsanstalt) con partner in diversi paesi europei, tra cui la Svizzera.

Bibliographie ▪▪ Wyllie T. D. & Morehouse L.G., 1978. Mycotoxin Fungi, Mycotoxins, Mycotoxicoses - An Encyclopedic Handbook. Vol. 1, 2, et 3. Marcel Dekker, Inc. New York. ▪▪ Schmidt H.-L. et al., 1981. Keimgehaltbestimmung von Bakterien, Schimmelp ilzen und Hefen in Futtermitteln. Nährböden und Methodik. Landwirtschaftliche Forschung 34 (4). ▪▪ Bucher E. et al. Orientierungswertschema zur Auswertung der Ergebnisse mikrobiologischer Untersuchungen zwecks Beurteilung von Futtermitteln nach § 7 Futtermittelgesetz. Publication interne de groupe de travail Futtermittelmikrobiologie der fachgruppe VI (Futtermittel) du VDLUFA (2002). ▪▪ Methode 28.1.1 Allgemeine Verfahrensanweisung zur Bestimmung von Keimgehalten mittels fester Nährmedien. VDLUFA Methodenbuch 2007. ▪▪ Methode 28.1.2 Bestimmung der Keimgehalte an Bakterien, Hefen, Schimmel- und Schwärzepilzen. VDLUFA Methodenbuch 2007.

Summary

Riassunto

La qualité microbiologique des aliments pour animaux | Production animale

The microbiological quality of feedstuffs The quality of a feedstuff is not only defined by the various nutrient contents, or by its composition in terms of raw materials, or its digestibility or its palatability, nor even by its appearance or sensory characteristics, but also by its hygienic status. This article presents a way of assessing the microbiological quality of feedstuff, as well as the history of how it became established in Europe, in particular in German-speaking countries. It describes the method used and the populations of micro-organisms present in the evolution of a feedstuff, from harvest to storage. Indicator micro-organisms act as a reference point in this assessment and orientation values were established for these indicator micro-organisms in the feedstuffs and raw materials which are used most. The article presents the results of a joint project initiated by the German Agricultural Analytic and Research Institutes (LUFA) with partners in several European countries including Switzerland. Key words: microbiological quality evaluation, feedstuffs, feed ingredients, aerobic mesophilic bacteria, mould, yeasts, counts, indicator micro-organisms, orientation values.

▪▪ Methode 28.1.3 Verfahrensanweisung zur Identifizierung von Bakterien, Hefen, Schimmel- und Schwärzepilzen als produkttypische oder verderbanzeigende Indikatorkeime. VDLUFA Methodenbuch 2007. ▪▪ Methode 28.1.4 Verfahrensanweisung zur mikrobiologischen Qualitätsbeurteilung. VDLUFA Methodenbuch 2007. ▪▪ ISO 21527 – 1:2008. Méthode horizontale pour le dénombrement des levures et des moisissures viables présentes dans les produits destinés à la consommation par l'homme ou à l'alimentation des animaux, dont l'activité d'eau est supérieure à 0,95. ▪▪ ISO 21527 – 2:2008, Méthode horizontale de dénombrement des levures osmophiles et des moisissures xérophiles dans les produits destinés à la consommation humaine ou à l'alimentation des animaux dont l'activité de l'eau est inférieure ou égale à 0,95. ▪▪ Anonyme: Valeurs d’orientation sur le site internet d’Agroscope ALP- Haras (http://www.agroscope.admin.ch/org/00274/01914/05275/index. html?lang=fr).

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 252–257, 2012

257

P r o d u c t i o n

a n i m a l e

Comparaison de l’écoulement sur les revêtements des aires d’exercice en stabulations bovines Beat Steiner1, Margret Keck1, Markus Keller1 et Katharina Weber2 1 Station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, 8356 Ettenhausen 2 Université de Hohenheim, Institut für Agrartechnik, 70593 Stuttgart Renseignements: Beat Steiner, e-mail: beat.steiner@art.admin.ch, tél. +41 52 368 31 31

Figure 1 | Pour réduire les émissions d’ammoniac, il est indispensable que l’urine soit rapidement évacuée. (Photo: ART)

Introduction Jusqu’à présent, la surface des revêtements des aires d’exercice était structurée différemment et ne comportait généralement que peu voire pas de pente (≤ 1 %). Par conséquent, l’urine ne peut pas s’écouler de la surface (drainage). Or, les aires d’exercice souillées sont des sources d’émissions d’ammoniac (NH3). Après que l’animal a uriné, la quantité de NH3 libérée sur les aires d’exercice augmente rapidement, puis décroît. L’hydrolyse de l’urée débute environ 0,5 à 1 heure après que l’urine est entrée en contact avec les excréments et s’achève généralement en quelques heures (Monteny 2000; Aarnink et al. 1992). La rapidité et l’intégralité de la décomposition de l’urée sont positivement influencées par le taux de concentration de l’urée et par l’activité de l’uréase qui dépend de la température. Outre les revêtements optimisés afin de réduire les émissions, une pente et des rigoles permettent d’évacuer rapidement l’urine de la surface. On espère obtenir ainsi un effet de réduction de NH3. Monteny (2000) et Keck (1997) ont pu montrer à travers des simulations et des essais à échelle semi-technique que cet aménagement avait une grande

258

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 258–263, 2012

influence sur les émissions de NH3 provenant de l’urine dans les aires d’exercice. Par conséquent, il est important d’évacuer rapidement l’urine. Une pente transversale de 3 % des deux côtés de l’aire d’exercice a eu un impact plus important sur les émissions de NH3 (réduction de 20–50 %) que l’augmentation de l’intervalle d’évacuation de 12 à 96 fois par jour (réduction de 5 %; Braam et al. 1997). Sur les aires d’exercice qui n’ont pas de pente, l’humidité stagne jusqu’à la prochaine évacuation du fumier. C’est pourquoi une pente transversale doit permettre de conduire l’urine vers une rigole d’évacuation centrale par le plus court chemin possible. Pour obtenir un tel résultat, il est nécessaire de mieux connaître les interactions entre la structure des surfaces, le degré de souillure et le profil d’écoulement avec pentes et canaux d’évacuation. Les principales mesures techniques concernent le type de structure des revêtements, l’intégration d’une pente et d’un système d’évacuation des liquides par un réseau de canaux. La présente étude avait pour but d’évaluer l’influence de la pente sur l’écoulement avec des revêtements d’aire d’exercice de structures différentes. Après l’élaboration d’une méthode de mesure appropriée, il a fallu quantifier l’effet de différents paramètres individuels et combinés.

Matériel et méthodes Revêtements d’aires d’exercice avec différentes structures superficielles Sept revêtements d’aires d’exercice avec différentes structures superficielles ont été étudiés: cinq revêtements en caoutchouc (tabl. 1), un revêtement en monobéton et un revêtement en asphalte coulé. Le modèle en béton correspondait à la catégorie C 30/37, avec une granulométrie de 0 à 16 mm; 1,4 kg/m² de sable de quartz A d’une granulométrie de 0,7 à 1,2 mm avait été injecté en surface. Dans le cas de l’asphalte coulé GA 8 SJ, la surface a été travaillée avec du sable rond de Mülligen d’une granulométrie de 0,8 à 1,8 mm. Les tapis en caoutchouc 1, 2, 4 et 5 avaient le dessus profilé, avec une nette distinction entre les zones en relief et les interstices. Le tapis en caoutchouc 3 présentait un profil martelé.

Un dispositif expérimental spécial a été installé à une échelle semi-technique (fig. 1). Dans le sens de la pente, les revêtements des aires d’exercice utilisés mesuraient 160 cm de long, ce qui correspond plus ou moins à la largeur habituelle du couloir de circulation jusqu’à la rigole d’évacuation centrale dans les stabulations de vaches laitières; la largueur était de 120 cm. La pente des revêtements a été modulée de 0 à 5 %, en six niveaux. Six mesures ont été effectuées pour chaque niveau de pente, trois dans les deux sens opposés afin de tenir compte d’un éventuel effet de la direction. Au total, on disposait donc de six mesures par niveau de pente et de 36 mesures pour chaque matériau. Les mesures ont été effectuées sur des surfaces préalablement humidifiées et souillées avec un mélange standard d’urine et d’excréments. Le mélange provenant de vaches laitières était réparti sur les revêtements d’aires d’exercices à l’aide d’un racleur d’évacuation. La teneur en MS du mélange urine-excréments variait de 10 à 12 % entre les phases d’essai. Le liquide utilisé pour l’expérience était de l’eau. Le volume appliqué était de deux litres, ce qui correspond à la miction moyenne d’une vache (Rutzmoser 2009). Le volume de liquide écoulé a été mis en parallèle au temps écoulé depuis le début de la miction et enregistré de manière gravimétrique (fig. 2). Le logiciel d’enregistrement (Dasy-Lab) commandait la soupape et enregistrait les valeurs toutes les 0,5 s dans un fichier ASCI. La surface de propagation a été enregistrée à l’aide d’une caméra infrarouge «Flir ThermaCam TM E4». L’eau a donc été chauffée à 30 °C avant le début de chaque mesure afin d’obtenir un contraste suffisant avec la température de l’aire d’exercice qui était de 18 °C. Une baguette chauffée à la même température a été placée sur la surface avant l’enregistrement et a servi de référence pour la conversion des points de l’image digitale. Nouveaux paramètres pour quantifier l’écoulement La durée du processus d’écoulement variait de manière considérable car souvent de petites quantités s’égouttaient encore après l’écoulement proprement dit. C’est pourquoi un nouveau paramètre a été introduit, la «durée de l’écoulement de 75 % du volume épandu (1500 g)». Pour déduire la quantité d’urine pouvant encore être libérée, la «masse du liquide résiduel» a été calculée. La «surface de propagation» a été calculée à l’aide du logiciel Adobe Photoshop 7.0. Les moyennes et les écarts-types ont également été calculés pour les six résultats obtenus par matériel et niveau de pente. Afin de déterminer les effets de la direction sur les différents revêtements, les écarts entre les deux sens d’écoulement ont été documentés. L’évaluation statistique a été réalisée avec le logiciel Software S-Plus. Les moyennes de

Résumé

Comparaison de l’écoulement sur les revêtements des aires d’exercice en stabulations bovines | Production animale

Les aires d’exercice souillées dans les stabulations bovines sont des sources d’émissions d‘ammoniac. En vue de réduire les émissions, les chercheurs ont quantifié l’influence de la pente sur l’écoulement de l’eau à une échelle semi-technique sur sept revêtements d’aire d’exercice différents. Les revêtements ont été souillés par défaut avec un mélange d’urine et d’excréments. Les paramètres mesurés étaient la durée de l’écoulement, la masse et l’étendue occupée par le liquide résiduel. Quel que soit le paramètre, des différences significatives ont été constatées entre les pentes jusqu’à une déclivité de 4 %. La réduction de la durée d’écoulement et de la masse résiduelle était très importante, notamment jusqu’à une pente de 3 %. Une augmentation plus importante de la pente n’a apporté que de légères variations. Compte tenu des conséquences en termes de construction et des répercussions éventuelles sur les déplacements des animaux, une pente de 3 % s’avère avantageuse pour les aires d’exercice en dur.

Tableau 1 | Description des revêtements d’aires d’exercice en caoutchouc étudiés Vue de la surface en agrandissement

Numérotation et description de la structure superficielle des revêtements d’aire d’exercice Tapis en caoutchouc 1 Surfaces en relief 6–10 mm de diamètre, interstices 1–2 mm de large, env. 1 mm de profondeur Tapis en caoutchouc 2 Surfaces en relief, avec arrêtes de 11–16 mm, interstices 3 mm de large, env. 1 mm de profondeur, surface en caoutchouc à la structure légèrement rugueuse Tapis en caoutchouc 3 Profil martelé, surfaces en relief en forme de bosses, 12 mm de diamètre, passage sans transition des zones en reliefs aux creux Tapis en caoutchouc 4 Surfaces en relief «Lines», symétriques, 6 mm de long, 1 mm de large, interstices 3 mm de large, env. 1 mm de profondeur Tapis en caoutchouc 5 Surfaces en relief en forme d’ellipses, symétriques, 7 mm de long, 5 mm de large, interstices 2 mm de large, env. 1 mm de profondeur

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 258–263, 2012



259

Production animale | Comparaison de l’écoulement sur les revêtements des aires d’exercice en stabulations bovines

Caméra infrarouge

Réservoir de liquide Soupape de décharge Revêtements Pente de 0,5 % Racleur d’évacuation

Enregistreur et notebook

Dispositif de traction

Rigole d’évacuation en V

Bac de réception et balance Figure 2 | Schéma du dispositif expérimental.

durée ont été transformées avec une fonction racinaire. Enfin, une analyse de variance à deux facteurs a été effectuée avec un intervalle de confiance de 95 % pour les combinaisons linéaires spécifiées selon la méthode Bonferroni.

Résultats Des pentes allant jusqu’à 3 % réduisent considérablement la durée d’écoulement et la masse résiduelle La durée d’écoulement et la masse résiduelle ont diminué considérablement avec des pentes jusqu’à 3 %, quel que soit le revêtement de l’aire d’exercice (fig. 3 et 4). Pour les pentes entre 1 et 3 %, la baisse était comprise entre 67 et 77 % pour la durée et entre 59 et 74 % pour la masse résiduelle. Avec une pente de 3 %, la masse résiduelle était encore comprise entre 209 g (pour le béton) et 119 g (pour le tapis en caoutchouc 5). A la pente maximale de 5 %, ces masses ont encore diminué de 175 respectivement 52 g. Une masse encore plus faible a été obtenue avec l’asphalte coulé (35 g). Pour tous les revêtements d’aire d’exercice présentant une pente de 1 %, la durée d’écoulement de 75 % de la masse épandue (2000 g) variait en moyenne entre 166 et 97 s; pour une pente de 5 %, la durée était comprise entre 34 et 28 s. Pour une pente de 1 %, la masse résiduelle représentait entre 550 et 371 g, pour une pente de 5 % entre 175 et 35 g. Avec une pente de 1 %, la surface de propagation était comprise entre 18 696 et 13 514 cm², avec une pente de 5 % entre 13 628 et 8806 cm². Les masses résiduelles les plus élevées ont été relevées avec le béton. Le tapis en caoutchouc 4 a affiché les durées d’écoulement les plus courtes. Avec l’augmentation de la pente, les diffé-

260

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 258–263, 2012

rences de durées d’écoulement et de masses résiduelles entre les tapis en caoutchouc sont devenues de moins en moins importantes. Contrairement aux paramètres «durée de l’écoulement» et «masse résiduelle», le paramètre «surface de propagation» (fig. 5 et 6) a permis d’établir une comparaison avec une pente de 0 %. On a constaté une baisse de 58 à 79 % entre une pente de 0 et une pente de 3 %. Avec 0 % de pente, la surface de propagation était comprise entre 22 285 et 16 387 cm², tandis qu’avec une pente de 5 %, elle variait entre 13 628 et 8806 cm². Avec une pente de 3 %, ce sont le béton et le tapis en caoutchouc 4 qui ont affiché les surfaces de propagation les plus réduites (13 012 et 10 629 cm²). A l’exception du tapis en caoutchouc 4, tous les autres revêtements ont enregistré la plus importante réduction de la surface de propagation entre la pente de 1 % et la pente de 2 %. A partir d’une pente de 2 %, la surface de propagation a néanmoins continué à diminuer progressivement. Avec une pente de 1 %, l’écart-type de la durée d’écoulement était en moyenne de 17 s et celui de la masse résiduelle de 46 g. A partir d’une pente de 2 %, l’écart-type était déjà nettement inférieur, tandis qu’il s’élevait encore à 0,7 s et 17 g pour une pente de 5 %. Pour les différents revêtements et les niveaux de pente, l’écarttype de la surface de propagation variait nettement plus que celui des deux autres paramètres. Pour tous les paramètres confondus, l’analyse de variance a indiqué des différences significatives (P < 0,05) entre les niveaux de pente jusqu’à 4 % compris. Dans le cas de la masse résiduelle, la différence entre les niveaux 4 et 5 % était également significative. Qu’il s’agisse des tapis en caoutchouc produits en série, du béton ou de l’asphalte coulé, les essais n’ont montré aucun effet spécifique de la direction.

Discussion La pente a plus d’impact que la structure de la surface Avec les revêtements utilisés pour les aires d’exercice, il s’est avéré que la pente avait un impact nettement plus important sur l’écoulement que la structure de la surface. Des différences ont toutefois été relevées entre les différents types de revêtements. Avec des structures superficielles, grossières, hétérogènes et une pente faible, les temps d’écoulement étaient plus longs et la masse résiduelle plus élevée qu’avec la structure plus fine des tapis en caoutchouc. Pour les surfaces de propagation, le béton et l’asphalte coulé se situaient au même niveau que les revêtements en caoutchouc. La granulométrie du sable choisi pour la surface avait par conséquent un effet sur la propagation du liquide similaire à celui des surfaces en relief des tapis en caoutchouc. Par



Comparaison de l’écoulement sur les revêtements des aires d’exercice en stabulations bovines | Production animale

180 160 140

Durée de l’écoulement [s]

120 Maximum Moyenne Minimum

100 80 60 40 20 0

1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 Béton

Asphalte Caoutchouc 1 Caoutchouc 2 Caoutchouc 3 Caoutchouc 4 Caoutchouc 5 coulé Revêtements d’aires d’exercice et niveaux de pente [%]

Figure 3 | Durée de l’écoulement pour différents revêtements d’aires d’exercice et différents niveaux de pente.

700

Maximum Moyenne Minimum

600

Masses résiduelles [g]

500

400

300

200

100

0 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 Béton

Asphalte Caoutchouc 1 Caoutchouc 2 Caoutchouc 3 Caoutchouc 4 Caoutchouc 5 coulé Revêtements d’aires d’exercice et niveaux de pente [%]

Figure 4 | Masse résiduelle pour différents revêtements d’aires d’exercice et différents niveaux de pente.

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 258–263, 2012

261

Production animale | Comparaison de l’écoulement sur les revêtements des aires d’exercice en stabulations bovines

Figure 5 et 6 | Surfaces de propagation sur un revêtement en caoutchouc avec une pente de 0 % (fig. de gauche) et de 3 % (fig. de droite). (Photos: ART)

conséquent, la structure de la surface n’a pas eu une grosse influence sur la propagation du liquide. L’amplitude de variation plus importante du paramètre «surface de propagation» pourrait donc être due non seulement à des aspects méthodologiques, mais aussi au fait que l’effet de refoulement entre le mélange urine-excréments et l’eau est différent. Si l’on tient compte des résultats des trois paramètres de mesure, le tapis en caoutchouc 4 apparaît comme le plus avantageux, ses zones en relief étant plus fines et symétriques par rapport aux interstices. Par conséquent, la structure et la pente doivent être conçues de manière à permettre un drainage. Plus le drainage d’une aire d’exercice se fait mal, plus le volume de matières responsables des émissions augmente. Les surfaces qui conviennent le mieux sont celles qui présentent un fort pourcentage de volume libre et ouvert (Steiner et al. 2010). Jusqu’à des pentes de 3 %, les baisses enregistrées notamment en termes de durée d’écoulement et de masses résiduelles étaient importantes, quel que soit le revêtement considéré. Avec une pente de 3 à 5 %, l’écart-type des durées d’écoulement était plus faible, ce qui confirme le fait que l’augmentation de la pente favorise l’écoulement immédiat. Bien que l’on ait encore constaté des différences significatives entre les niveaux de pente de 3 et de 4 %, on peut se demander si les différences quantitatives sont encore pertinentes par rapport à l’effet de réduction des émissions. En ce qui concerne l’adéquation de la méthode de mesure, les essais ont montré que la technique d’enregistrement avec caméra infrarouge et traitement des images à l’aide de Photoshop 7.0 devait encore être améliorée. Les résultats des essais ont indiqué que les paramètres de mesures (durée d’écoulement, masse résiduelle et surface de propagation), convenaient tous les trois pour quantifier l’influence de la pente sur l’écoulement des différents types d’aires d’exercice.

262

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 258–263, 2012

Combinaison avec un nettoyage fréquent – Synergies avec le bien-être des animaux Dans les conditions de la pratique, on peut supposer que les excréments gênent encore davantage l’écoulement que dans la présente expérience, en fonction de la fréquence et de l’efficacité du nettoyage des aires d’exercice. Ce serait un argument en faveur d’une pente de plus de 3 %. Mais d’autres arguments sont en défaveur, notamment la question des coûts de construction et les questions relatives aux répercussions sur les déplacements des animaux. Il est donc recommandé pour l’instant de prévoir une pente transversale d’environ 3 % dans les aires d’exercice en dur. Associé à un nettoyage fréquent et efficace, cet aménagement devrait permettre de réduire les émissions et avoir un effet positif sur la propreté des animaux et la santé de leurs onglons.

Conclusions L’influence sur l’écoulement de différents types de revêtements d’aires d’exercice dans les stabulations bovines peut être quantifiée à une échelle semi-technique à l’aide de trois paramètres: la durée d’écoulement, la masse résiduelle et la surface de propagation. Jusqu’à une pente de 3 %, la réduction obtenue est très nette, notamment en termes de durée d’écoulement et de masse résiduelle, quel que soit le revêtement. La propagation du liquide n’a pas été fondamentalement influencée par la structure superficielle des matériaux employés. Pour obtenir une réduction sur les émissions, la structure et la pente des aires d’exercice doivent être conçues de manière à faciliter le drainage. Dans les conditions de la pratique, il est impératif de prévoir des rigoles d’évacuation fonctionnelles. Associées à un nettoyage fréquent et efficace, ces mesures ont en outre un effet positif sur n la santé des onglons.

Confronto delle condizioni di deflusso sui rivestimenti delle superfici di camminamento nelle stalle per bovini Superfici di camminamento sporche rappresentano, nelle stalle per bovini, fonti di emissioni di ammoniaca. Per ridurre le emissioni è stato quantificato l’influsso della pendenza sulle condizioni di deflusso dell’acqua, su piccola scala, su sette diversi rivestimenti delle superfici di camminamento. I rivestimenti delle superfici sono stati sporcato in modo standardizzato con una miscela di escrementi e urina. Come parametri di misura sono serviti il periodo di deflusso, la massa e la superficie di diffusione del liquido rimanente. Delle differenze significative si sono evidenziate per tutti i parametri tra i livelli di pendenza fino al 4 %. La diminuzione del tempo di deflusso e della massa restante è risultata rilevante soprattutto fino a una pendenza del 3 %. Un ulteriore aumento del dislivello ha apporta solo cambiamenti irrilevanti. Un dislivello del 3 % si dimostra vantaggioso per le superfici di camminamento con rivestimento, in considerazione delle conseguenze edilizie ed eventuali ripercussioni sul comportamento della camminata.

Bibliographie ▪▪ Aarnink A. J. A., van Ouwerkerk E. N. J. & Verstegen M. W. A., 1992. A mathematical model for estimating the amount and composition of pig slurry from fattening pigs. In: Livestock Production Science 31, 133–147. ▪▪ Braam C. R., Smits M. C. J., Gunnink G. & Swierstra D., 1997. Ammonia emission from a double-sloped floor in a cubicle house for dairy cows. Journal of Agricultural Engineering Research 68, 375–386. ▪▪ Gooch C. A., 2000. Considerations in Flooring. Dairy Housing and Equipment Systems. Natural Resource, Agriculture and Engineering Service NRAES-129, Cooperative Extension, Ithaca, New York, 278–291. ▪▪ Keck M., 1997. Ammonia Emission and Odour Thresholds of Cattle Houses with Exercise Yards. In: Voermans J. A. M. & Monteny G. J., Ammonia and Odour Emissions From Animal Production Facilities. Proceedings of a I nternational Symposium in Vinkeloord, Netherlands, 349–355.

Summary

Riassunto

Comparaison de l’écoulement sur les revêtements des aires d’exercice en stabulations bovines | Production animale

Comparison of drainage characteristics of traffic floor surfaces in cattle-housing systems Soiled traffic floor surfaces in cattlehousing systems represent plane sources for ammonia emissions. For emission-reduction purposes, the influence of the gradient on the drainage behaviour of water was quantified on a pilot-plant scale for seven different traffic surfaces. The surfaces were uniformly soiled with a mixture of excrements and urine. Measuring parameters were the duration of drainage, mass and spread area of the residual liquid. For all parameters, there were significant differences between the gradient levels up to 4 %. The decrease in both drainage time and residual mass was considerable, especially up to a gradient of 3 %. A further increase in the gradient occasioned only slight changes. Bearing in mind the structural consequences and any possible effects on the cows’ walking behaviour, a gradient of 3 % for traffic floor surfaces would appear to be advantageous. Key words: floor surface, cattle housing, drainage, ammonia emission, gradient.

▪▪ Monteny G. J., 2000. Modelling of ammonia emissions from dairy cow houses. Ph. D. Thesis, Wageningen University, Wageningen. ▪▪ Rutzmoser K., 2009. Communication écrite. Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft, Institut für Tierernährung und Futterwirtschaft, Grub, 11.5.2009. ▪▪ Steiner B., Kilian M., Haidn B. & Keck M., 2010. Emissionsrelevante optische Kenngrössen zum Vergleich von Laufflächen-Materialien in Rindviehställen. Landtechnik 05, 346–349.

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 258–263, 2012

263

E n v i r o n n e m e n t

Essai de systèmes culturaux de Burgrain: aspects pédologiques Urs Zihlmann1, Werner Jossi1, Hans-Rudolf Oberholzer1, Peter Weisskopf1, Walter Richner1, Heinz Krebs1, Ruedi Tschachtli2 et Andreas Nussbaumer3 1 Station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, 8046 Zurich 2 Centre de formation professionnelle Nature et Nutrition BBZN, 6170 Schüpfheim 3 Exploitation agricole de Burgrain, 6248 Alberswil Renseignements: Urs Zihlmann, e-mail: urs.zihlmann@art.admin.ch, tél. +41 44 377 74 08

Le semis en bandes fraisées est une technique de culture qui d'une part confère de bonnes conditions de levée pour la graine par l'ameublissement du sol et qui, d'autre part, laisse une grande partie de la terre non travaillée, ménageant la vie dans le sol et améliorant la portance du sol pour les machines de récolte. (Photo: B. Nussbaumer, Burgrain)

Introduction Les points forts et les points faibles d’un sol de grande culture et ses réactions aux modes d’exploitation dépendent avant tout de sa constitution. Les caractéristiques d’un sol dépendent principalement de la rochemère (p. ex. une moraine) sur laquelle il s’est formé, ainsi que de la situation topographique (p. ex. une dépression ou une colline). A long terme, c’est le matériau de base

264

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 264–271, 2012

qui détermine la composition de la terre fine en argile, limon et sable (p. ex. limon sableux) et les propriétés du sol par conséquent. Qu’un champ soit situé sur une éminence ou dans une dépression se traduit de manière marquée par le volume de terre à disposition des racines (terre superficielle ou profonde) et par conséquent sur la réserve en eau utilisable. En raison de cette diversité des sols, qui peut se rencontrer aussi à l’intérieur d’une parcelle, une même technique d’exploitation entraîne des

Essai de systèmes culturaux de Burgrain: a spects pédologiques | Environnement

Résumé

différences de comportement des plantes (par exemple, des différences de rendement) ainsi que différents effets sur les paramètres du sol (p. ex. l’activité des microorganismes). Sur la base des résultats obtenus de 1991 à 2008 (fin de l’expérience) dans l’essai de longue durée de Burgrain à Alberswil (LU), où l’on expérimentait trois systèmes culturaux sur deux sols différents, on a pu mettre en évidence des interactions entre le mode d’exploitation et les paramètres du sol.

Matériel et méthodes L’essai de systèmes culturaux a été conduit sur le domaine de Burgrain (520 m d’altitude), une exploitation mixte. Le site est caractérisé par un climat relativement doux (température moyenne annuelle: 8,5 °C) et des précipi tations abondantes (1100 mm en moyenne annuelle). Cinq des six parcelles se trouvent sur des dépôts alluviaux limoneux sur lesquels se sont formés des sols profonds, mi-lourds, de type sol brun calcaire à gley. La couche supérieure renferme en moyenne 4 % d’humus et 22 % d’argile; le sous-sol est légèrement influencé par la nappe phréatique. Ce type de sol possède naturellement un potentiel de minéralisation de l’azote élevé. Une des parcelles d’essai repose sur des dépôts morainiques datant de la glaciation de Würm; il s’y est formé un sol brun, moyennement profond, faiblement acide, avec 2,6 % de matière organique et 17 % d’argile (tabl. 1). Dans les séquences de rotation de 6 ans, 4 ans de terres ouvertes sont suivies de 2 ans de prairie temporaire (encadré). Pour pouvoir comparer les trois systèmes culturaux, ils ont été appliqués systématiquement sur des bandes de 65 ares découpées dans chaque parcelle (Zihlmann et al. 2010). La totalité des engrais de ferme de l’exploitation a été épandue sur les parcelles, mais de manière différenciée selon les systèmes culturaux. Dans le système bio, l’apport d’engrais de ferme de 1,7 unités 

Dans l'essai de Burgrain 1991–2008 (commune d'Alberswil, LU) dont les sols reposent sur des limons alluviaux ou sur de la moraine, on a constaté que les paramètres mesurés dépendaient plus de la nature du sol que des différents systèmes culturaux appliqués, soit PIintensif (PER avec utilisation intensive de matières auxiliaires), PIextensif (PER avec utilisation restreinte de matières auxiliaires) et biologique. Les parcelles sur sol brun calcaire profond à gley, avec une teneur en humus de 4 % et un taux d'argile de 22 %, présentaient une meilleure stabilité structurale et un potentiel de minéralisation de l'azote beaucoup plus élevé que la parcelle peu profonde avec 2,6 % d'humus et 17 % d'argile. C'est pourquoi, sur cette dernière, le blé bio qui ne reçoit qu'une modeste fumure azotée atteint une teneur en protéines à peine suffisante. En revanche, les importantes disponibilités en azote dans les parcelles sur sol brun calcaire profond étaient parfois la cause de verse dans les céréales extenso. En sol brun calcaire, plus humide, la biomasse des vers de terre et des microorganismes était significativement plus élevée. Le travail du sol et les apports d'engrais de ferme ayant été les mêmes pour les trois systèmes, ceux-ci n'ont pas eu d'effets marqués sur la vie dans le sol; vers la fin de la phase expérimentale, seule la culture sans labour dans le procédé PIextensif a été suivie d'effets généralement positifs.

Tableau 1 | Description des sols de l'essai de systèmes culturaux de Burgrain Définition

Sol brun calcaire à gley

Sol brun faiblement acide

Roche-mère

Limon alluvial

Moraine würmienne

Profondeur utile pour les plantes

Importante (70−100 cm)

Moyenne (50−70 cm)

Limon (22 % d'argile)

Limon sableux (17 % d'argile)

Teneur en humus (0–25 cm)

4 %

2,6 %

pH (H2O)

7,5

6,2

Sol profond

Sol moyen

Texture (0–25 cm)

Désignation abrégée dans le texte et les figures

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 264–271, 2012

265

Environnement | Essai de systèmes culturaux de Burgrain: a spects pédologiques

Encadré | Description de l'essai de systèmes culturaux de Burgrain (1991−2008) Dispositif expérimental 6 parcelles de 2 ha sont subdivisées chacune en 3 bandes d'environ 65 a. Ces bandes sont exploitées selon 3 systèmes culturaux différents: PIintensif, PIextensif et Bio. Rotation des cultures 1991–2002 2003–2008 Maïs d'ensilage 1re année: Pommes de terre e Blé d'automne 2 année: Blé d'automne Colza d'automne 3e année: Maïs grain 4e année: Orge de printemps Orge d'automne 5e année: Prairie temporaire Prairie temporaire 6e année: Prairie temporaire Prairie temporaire Travail du sol 1991–2002: Dans tous les systèmes: labour et herse rotative 2003–2008: PIintensif: Labour hors raie et herse rotative PIextensif: Cultivateur et herse rotative; semis en bandes fraisées pour le maïs d'ensilage Bio: Labour hors raie et herse rotative

gros bétail fumure (UGBF) par hectare correspondait aux pratiques des exploitations biologiques de la région, compte tenu de leur charge en bétail. Dans les systèmes PI, environ 2,3 UGBF ont été épandus par hectare. Dans le système PIintensif, le purin a été épandu exclusivement sur les prairies temporaires. Sur les procédés PIextensif et Bio, les grandes cultures ont aussi été purinées régulièrement. De 1997 à 2008, les apports d’azote facilement disponible, tant sur les grandes cultures que sur les prairies temporaires, ont atteint en moyenne 148 kg N/ha par année dans le système PIintensif; dans le système PIextensif, les apports correspondaient à 78 % de PIintensif et, dans le système Bio, à 54 %. Dans cette même période, on a appliqué en moyenne 4 traitements phytosanitaires par an dans les grandes cultures du système PIintensif. En PIextensif, cette moyenne était réduite à deux grâce aux cultures extenso de colza et de blé. En Bio, le nombre moyen de traitements n’a été que de 0,6/an car il n’a été appliqué que du cuivre sur les pommes de terre.

266

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 264–271, 2012

Fumure et protection des plantes PIintensif:

I ntensité d'exploitation usuelle, PER* réalisées, niveau de fumure élevé (engrais de ferme et engrais azotés minéraux), interventions phytosanitaires systématiques.

PIextensif: PER* réalisées, niveau de fumure réduit (engrais de ferme et engrais azotés minéraux), interventions phytosanitaires limitées, colza et céréales en production extenso. Bio: Principes de l'agriculture biologique appliqués au niveau de la parcelle, pas d'engrais minéraux ni de produits phytosanitaires de synthèse. *

PER: prestations écologiques requises (conditions à remplir pour avoir

droit aux paiements directs).

Résultats et discussion Structure du sol La structure de la couche supérieure du sol est constamment soumise aux effets du gonflement, de la rétraction, de l’éclatement par le gel, du développement des racines, de l’activité des microorganismes, de la circulation des véhicules, du travail du sol ainsi que de la fumure. L’appréciation de la structure du sol d’après les profils pris à la bêche de 1992 à 2002 a permis d’identifier de nettes différences annuelles liées à l’évolution des conditions climatiques, à la culture en place ainsi qu’au moment et à la nature des interventions culturales; cependant, aucune différence entre les systèmes culturaux n’a pu être mise en évidence. Le travail du sol est certainement l’intervention la plus agressive sur la structure du sol. Or, la charrue et la herse rotative ont été les machines les plus utilisées dans les trois systèmes, et dans la plupart des cas au même moment, à une humidité du sol comparable. Les mesures de stabilité des agrégats au moyen de

Essai de systèmes culturaux de Burgrain: a spects pédologiques | Environnement

PI intensif

PI extensif

Bio

Indice de stabilité

74 72 70 68

64 Sol profond

Sol moyen

Figure 1 | Stabilité des agrégats dans les trois systèmes culturaux examinés et sur les deux types de sol (moyennes globales 1992−2002); les valeurs les plus élevées correspondent à la meilleure stabilité. Des lettres différentes signalent des différences significatives (test de Tukey, P < 5 %).

la méthode du tassement volumétrique (Zihlmann et al. 1999) n’ont pas révélé de différences liées aux systèmes culturaux. La stabilité des agrégats dépendait essentiellement des teneurs du sol en argile et en matière organique ainsi que de la réserve calcique. Grâce à leur teneur en argile et en matière organique, la stabilité de structure des parcelles sur sol profond était supérieure à celle des parcelles sur sol moyen aux teneurs en matière organique plus faibles (fig. 1).

Vers de terre En octobre, lorsque les vers de terre anéciques se tiennent dans la couche supérieure du sol, les popu lations ont été évaluées dans toutes les parcelles de chacun des trois systèmes culturaux sur six carrés de 50 × 50 cm. La terre de ces carrés a été prélevée à la bêche sur 25 cm de profondeur. Les vers de terre ont été dégagés à la main puis conservés dans une solution de formol à 4 % avant de passer au laboratoire pour y être comptés, 

400 Espèces épigées et endogées

350

Espèces anéciques

Grammes par m²

300 250 200 150 100 50 0

PI int

Bio PI ext TERRE ASSOLEE Sol moyen

PI int

Bio PI ext TERRE ASSOLEE Sol profond

PRAIRIE PERMANENTE Sol moyen

Figure 2 | Biomasse des différents groupes de vers de terre dans les trois systèmes culturaux et sur les deux types de sol (moyennes 1997−2002) et, pour comparaison, dans une prairie permanente voisine (Cuendet 1997). Des lettres différentes signalent des différences significatives (test de Tukey, P < 5 %).

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 264–271, 2012

267

Environnement | Essai de systèmes culturaux de Burgrain: a spects pédologiques

Biomasse microbienne BM (SIR) (mg BM-C kg-¹ MS)

1000

PI intensif / Sol profond PI intensif / Sol moyen

800

PI extensif / Sol profond 600

PI extensif / Sol moyen Bio/ Sol profond

400

Bio/ sol moyen 200

0 1998

2000

2002

2004

2006

2008

Figure 3 | Evolution de la biomasse microbienne (BM déterminée par la méthode SIR) dans les trois systèmes culturaux en sol profond (moyennes des parcelles 3 et 5) ainsi qu'en sol moyen (parcelle 6).

pesés et classés selon les espèces. Pour évaluer une population de vers de terre, on préfère généralement se référer à leur biomasse car elle reflète mieux leur efficacité écologique que le nombre d’individus. En se basant sur leur mode de vie et sur leur taille, on distingue deux groupes de vers de terre qui colonisent la couche supérieure du sol (les espèces épigées et les endogées) et un groupe qui vit plutôt en profondeur, les anéciques. L’influence de la nature du sol sur l’abondance des vers de terre a été confirmée sur le site de Burgrain par Jäggi et al. 2002 (fig. 2). La parcelle sur sol moyen, exposée au sud, renfermait une biomasse de vers de terre systématiquement plus faible que celle des parcelles sur sol profond. C’est plus particulièrement la part des anéciques qui est significativement plus élevée en sol profond. Les populations de vers de terre les plus importantes ont été trouvées sur une prairie naturelle voisine où ils profitaient d’un couvert végétal permanent. Compte tenu du climat humide, la densité de vers de terre dans les systèmes culturaux expérimentés à Burgrain est plus élevée que dans les zones de grandes cultures typiques du Plateau suisse. De 1997 à 2002, la biomasse moyenne de vers de terre du procédé Bio dépassait de 13 % celle de PIintensif, et PIextensif dépassait de 12 % le procédé PIintensif. On peut supposer que toutes les sortes de vers de terre ont bénéficié de la plus forte densité de mauvaises herbes dans le procédé Bio, et en partie aussi dans le procédé

268

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 264–271, 2012

PIextensif, qui leur fournissaient une pâture plus abondante. Dans les six ans de la rotation des cultures, on constate après deux années déjà, cultivées en pommes de terre puis en blé, que la biomasse des anéciques est au plus bas dans les trois systèmes, soit 96 g/m² en moyenne; c’est probablement dû au brassage intensif du sol lié à la mise en place et à la récolte des pommes de terre. Dans la culture de maïs qui suivait, cette biomasse avait légèrement augmenté, atteignant 116 g/m². Après la quatrième année de culture, de l’orge de printemps, la biomasse a régressé à 107 g/m². Ce qui est remarquable, c’est l’augmentation de quelque 80 % de la biomasse des anéciques durant les deux années en prairie temporaire, pour atteindre finalement 194 g/m², soit près de 2000 kg/ha. Quant aux vers de terre qui vivent dans la couche supérieure du sol, leur petite taille fait qu’ils sont moins dérangés par les travaux du sol. Ainsi, leur biomasse est restée assez stable durant toute la rotation, autour de 50 g/m², soit 500 kg/ha. Les semis sous litière et en bandes fraisées exécutés dans le système PIextensif de 2003 à 2008 ont eu un léger effet bénéfique sur les vers de terre par rapport au labour systématique pratiqué dans les systèmes PIintensif et Bio; les différences n’étaient toutefois pas significatives. Pour stimuler plus efficacement le développement des vers de terre, il faudrait diminuer encore le brassage de la terre en appliquant systématiquement le travail du sol en bandes ou le semis direct (Jossi et al. 2011).

Essai de systèmes culturaux de Burgrain: a spects pédologiques | Environnement

120

Nmin en kg/ha (0-100 cm)

100

a a

40 b 20

PI intensif

PI extensif

Bio

Sol profond

Sol moyen

Figure 4 | Teneur du sol en azote minéral (N min dans la couche 0−100 cm) en fin de période de végétation (novembre) dans les trois systèmes culturaux et les deux types de sol (moyennes 1992−2007). Des lettres différentes signalent des différences significatives (test de Tukey, P < 5 %).

Microbiologie du sol Durant toute la période expérimentale, on a observé les effets des trois systèmes culturaux sur la quantité et sur l’activité des microorganismes du sol. A cet effet, on a prélevé tous les deux ans au printemps, à partir de 1998, des échantillons de sol dans la couche 0 – 20 cm à l’intérieur d’une surface de référence de 10 × 10 m délimitée dans chacun des trois systèmes culturaux. On a mesuré la respiration des microorganismes par le dégagement de CO2, la minéralisation de l’azote par incubation en conditions aérobies, ainsi que la biomasse microbienne par la mesure de l’activité respiratoire induite par un substrat (SIR). Les mesures ont montré que les paramètres microbiologiques étaient peu influencés par les systèmes culturaux appliqués; ils étaient en revanche très marqués par les caractéristiques physico-chimiques du sol des différentes parcelles. La figure 3 illustre l’évolution de la biomasse microbienne de 1998 à 2008. Les procédés placés dans la parcelle au sol moyen ont présenté les valeurs les plus faibles tant pour la biomasse microbienne que pour les autres paramètres microbiologiques. Ces valeurs étaient comparables à celles que l’on rencontre dans les sols de grandes cultures du Plateau suisse qui se sont formés sur moraine ou gravier. En revanche, dans les parcelles de Burgrain sur sol profond, on pouvait trouver des valeurs très élevées pour tous les paramètres microbiologiques, avec parfois des différences significatives entre les procédés.

En ce qui concerne la biomasse, le système Bio se révèle nettement supérieur au système PIintensif sur sol profond, et c’est l’inverse sur sol moyen. La différence entre les procédés Bio et PIintensif sur sol profond est restée semblable durant toute la période expérimentale, quoique avec une tendance à diminuer à partir de 2004. Toutefois, l’augmentation de la biomasse microbienne à partir de 2004 dans les parcelles PIextensif sur sol profond est remarquable. Cet effet est certainement à mettre en relation avec la culture sans retournement du sol pratiquée à partir de 2003 (semis sous litière et semis en bandes fraisées). Cette réaction n’a pas été observée dans les parcelles morainiques. En résumé, on constate qu’il n’est pas possible de mettre en évidence des différences claires et explicables entre les systèmes culturaux examinés. Ce constat est surprenant par rapport aux résultats d’études internationales qui, pour la plupart, font état d’effets positifs de la culture biologique sur les microorganismes et leur activité (Alföldi et al. 2002). Cependant, d’autres travaux comparables effectués en Suisse ont abouti aux mêmes conclusions que les nôtres. Ainsi, des comparaisons réalisées dans la pratique en Suisse alémanique, sur des paires de parcelles exploitées l’une en Bio et l’autre en production intégrée, n’ont révélé des valeurs supérieures en culture Bio que dans 30 % des cas (Oberholzer et Mäder 2002). De même, dans l’essai DOK de longue durée à Therwil (BL), les prélèvements les plus récents ne révèlent aucune différence significative entre le pro- 

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 264–271, 2012

269

Environnement | Essai de systèmes culturaux de Burgrain: a spects pédologiques

PI intensif

PI extensif

Bio

14,7 %

17,4 %

13,6 %

14,8 %

13,9 %

Sol profond 2004 Runal

Sol profond 2005 Runal

Sol profond 2006 Ludwig

Sol moyen 2007 Siala

Sol profond 2008 Siala

100 %

90 %

80 %

70 %

Figure 5 | Teneur relative en protéines du blé d'automne dans les trois systèmes culturaux de 2004 à 2008 selon le type de sol et la variété (PI intensif = 100 %, teneurs effectives affichées).

cédé Bio et la production intégrée, quel que soit le paramètre microbiologique mesuré (Oberholzer et al. 2009). Dans l’essai de Burgrain comme dans l’essai DOK, les apports d’engrais de ferme ainsi qu’une rotation de cultures identique dans les deux systèmes expliquent les faibles différences voire l’absence de différences entre le système Bio et le système cultural correspondant aux PER. Dynamique de l’azote dans le sol La teneur en azote minéral (Nmin) dans la couche 0−100 cm des sols est très fluctuante. De nombreuses analyses de la dynamique de l’azote durant plusieurs années et au cours de différents mois, sur des parcelles avec ou sans fertilisation azotée, ont montré que les sols profonds se caractérisaient par un potentiel de minéralisation de l’azote nettement plus élevé que celui des sols moyen. Les mesures Nmin effectuées de 1992 à 2007 dans toutes les cultures en novembre, soit à la fin de la période de végétation, confirment ces observations (fig. 4): la moyenne générale des valeurs enregistrées en sol profond atteignait 112 kg Nmin/ha, tandis qu’en sol moyen, les valeurs n’atteignaient que 59 kg Nmin/ha. Cependant, on n’a observé que de faibles différences entre les systèmes culturaux dans les teneurs en Nmin de novembre. Ainsi, la moyenne observée en Bio atteignait 99 kg Nmin/ ha, soit seulement 10 % de moins que dans le procédé PIintensif qui se situait à 110 kg Nmin/ha. C’est principalement en culture de blé extensive dans le procédé Bio que des quantités excessives d’azote minéral disponible ont parfois été la cause de verse, suivie de baisses de rendement. Les différences de potentiel de

270

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 264–271, 2012

minéralisation de l’azote entre les deux types de sol de Burgrain se sont aussi traduites par des différences de qualité des récoltes, notamment les teneurs en protéines du blé. De 2004 à 2008, en sol profond, la teneur en protéines du blé Bio n’était inférieure que de 7 % à celle du blé PIintensif. En sol moyen, où les fournitures d’azote par le sol sont plus modestes, cette différence atteignait 20 % (fig. 5).

Conclusions Une bonne connaissance des sols, de leurs points forts et de leurs points faibles naturels, est nécessaire pour mettre en œuvre un système d’exploitation rationnel et durable. Les mesures culturales doivent donc être adaptées aux caractéristiques du sol. Si un sol se distingue par exemple par un potentiel de minéralisation de l’azote élevé, la norme de fumure azotée doit être réduite en conséquence, ce qui permet aussi d’éviter des dépenses inutiles. Si le sol est limoneux, il y a lieu de prendre des mesures visant à renforcer la stabilité de sa structure, par exemple en recourant au semis sous litière, au semis en bandes fraisées ou au semis direct afin de prévenir la battance et diminuer le risque d’érosion. n

Importanza del suolo nella prova sui sistemi di coltivazione Burgrain Nella prova Burgrain (1991–2008) condotta a Alberswil LU, con suoli su sedimenti alluviali e morenici si è dimostrato che la natura del suolo ha spesso avuto effetti maggiori sui parametri analizzati rispetto ai sistemi di coltivazione PI intensiva (PER con elevato impiego di mezzi ausiliari), PI estensiva (PER con ridotto impiego di mezzi ausiliari) e biologico. Le parcelle con terra bruna calcarea gleyficata a profondità elevata con 4 % di humus e 22 % di argilla avevano una struttura del suolo più stabile e un potenziale di mineralizzazione dell’azoto chiaramente più elevato, rispetto alle parcelle con terra bruna a profondità moderatamente elevata con 2,6 % di humus e 17 % di argilla. Pertanto, il frumento bio poco concimato con azoto su terra bruna calcarea ha raggiunto un contenuto proteico del grano in parte appena sufficiente. D’altro canto l’elevata disponibilità di azoto nella terra bruna calcarea ha provocato occasionalmente l’allettamento dei cereali a coltivazione estensiva. La biomassa dei lombrichi e microorganismi del suolo era significativamente superiore nella terra bruna calcarea, più umida. A causa di metodi di lavorazione del suolo simili e dell’impiego di concimi aziendali in tutti i sistemi, non sono emersi effetti dei singoli sistemi sugli organismi del suolo; soltanto la rinuncia all’aratura nella PI estensiva verso la fine dell’esperimento ha avuto ripercussioni in gran parte positive.

Summary

Riassunto

Essai de systèmes culturaux de Burgrain: a spects pédologiques | Environnement

Importance of the soil in the Burgrain farmingsystem trial In the Burgrain field trial (1991–2008; Alberswil, Canton of Lucerne, Switzerland), where the soils have developed on alluvial and moraine sediments, it was found that the soil nature often had greater effects on the investigated parameters than the three different farming systems applied, which were «intensive IP» (Integrated Production) with intensive use of auxiliary substances, «extensive IP» with restricted use of auxiliary substances, and «organic». The alluvial Calcari-gleyic Cambisol plots with 4 % humus and 22 % clay content showed a more stable soil structure and a significantly higher nitrogen mineralisation potential than the decarbonated Cambisol plot on moraine with 2,6 % humus and 17 % clay. Because of this, the organic wheat grown on the moraine plot, fertilized with only small amounts of nitrogen, achieved no more than barely sufficient protein contents in some cases. In contrast, the high amounts of soil-borne nitrogen in the more humous gleyic soils occasionally led to lodging in the case of the extensively raised «Extenso» cereals. The biomass of earthworms and soil microorganisms was significantly higher in the alluvial than in the moraine soils. Because of the similar tillage methods and the use of farmyard manures in all three systems, there was little evidence for differences in soil biological parameters between the farming systems. Only reduced tillage in «extensive IP» towards the end of the trial provided generally positive results on these parameters. Key words: farming system, organic farming, soil, microbial biomass, nitrogen.

Bibliographie ▪▪ Alföldi T., Fliessbach A., Geier U., Kilcher L., Niggli U., Pfiffner L., Stolze M. & Willer H., 2002. Organic Agriculture and the Environment. In: El-Hage Scialabba, Nadia and Caroline Hattam (Eds.). Organic agriculture, e nvironment and food security, Food and Agriculture Organisation of the United Nation (FAO), Rome, chapitre 2. ▪▪ Cuendet G., 1997. Die Regenwurmfauna von Dauergrünland des Schweizer Mittellandes. Buwal Schriftenreihe Umwelt 291, 1–92. ▪▪ Jäggi W., Weisskopf P., Oberholzer H.-R. & Zihlmann U., 2002. Die Regenwürmer zweier Ackerböden. Agrarforschung 9, 446–451. ▪▪ Jossi W., Zihlmann U., Anken T., Dorn B. & van der Heijden M., 2011. Un travail du sol réduit protège les vers de terre. Recherche Agronomique Suisse 2 (10), 432–439. ▪▪ Oberholzer H.-R. & Mäder P., 2002. Paarvergleiche bodenmikrobiologischer Parameter auf biologisch bzw. integriert bewirtschafteten Praxisparzellen. VDLUFA-Schriftenreihe 58, 188–192.

▪▪ Oberholzer H.-R., Fliessbach A., Mäder P. & Mayer J., 2009. Einfluss von biologischer und konventioneller Bewirtschaftung auf biologische Bodenqualitätsparameter: Entwicklungen im DOK-Langzeitversuch nach pH-Regulierung. Wissenschaftstagung für ökologischen Landbau, Zürich. Accès: http://orgprints.org/14512/1/Oberholzer_14512.pdf ▪▪ Zihlmann U., Weisskopf P., Dubois D. & Tschachtli R., 1999. Burgrain: Bodenstruktur in unterschiedlichen Anbausystemen. Agrarforschung 6, 165–168. ▪▪ Zihlmann U., Jossi W., Scherrer C. et al., 2010. Comparaison entre production intégrée et production biologique – Essai de Burgrain. Résultats de l’essai sur les systèmes de production à Burgrain de 1991–2008. R apport ART 722, 1–16.

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 264–271, 2012

271

E c l a i r a g e

Changement climatique et agriculture: développement de la base des connaissances Daniel Felder, Office fédéral de l’agriculture OFAG, 3003 Berne Renseignements: Daniel Felder, e-mail: daniel.felder@blw.admin.ch, tél. +41 31 325 50 99

Le changement climatique met à l’épreuve la capacité d’adaptation de la production agricole et donc la sécurité de l’approvisionnement. (Photo: André Künzelmann/UFZ)

Le changement climatique représente un grand défi pour l’agriculture et la filière alimentaire. Les bases scientifiques nécessaires doivent être mises à disposition pour que les acteurs puissent prendre à temps des décisions avisées. Le développement de la base des connaissances constitue un des principaux axes des travaux subséquents touchant à la stratégie climatique. Il s’agit de récapituler les besoins et de faire valoir la recherche agronomique. Le changement climatique, phénomène mondial mobilisant une attention particulière, représente un défi important pour l’agriculture. Celle-ci est appelée à contribuer effectivement à la protection du climat en réduisant les émissions directes et indirectes des gaz à effet de serre ainsi qu’en développant et en protégeant

272

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 272–274, 2012

les puits de carbone. En même temps, elle doit adapter sa production en anticipant le changement climatique, saisir les chances qu’il apporte et atténuer les retombées négatives sur les rendements et l’environnement. Point de départ: stratégie Climat pour l’agriculture Ces enjeux sont décrits dans la stratégie Climat pour l’agriculture (OFAG 2011). Des lignes directrices ambitieuses et points forts à long terme sont également fixés dans ce document. Les interactions entre changement climatique et agriculture sont complexes et il subsiste de nombreuses incertitudes. A cet égard, un renforcement et un ciblage de la recherche sont nécessaires pour élaborer des connaissances scientifiques fiables. Le développement de la base des connaissances est donc un domaine clé des travaux d’approfondissement liés à la

Changement climatique et agriculture: d éveloppement de la base des connaissances | Eclairage

Développement de la base des connaissances

Lancement d’un processus de participation

Stratégie Climat Amélioration des conditions-cadre

Application dans la pratique

Figure 1 | Travaux d’approfondissement liés à la mise en œuvre de la stratégie.

mise en œuvre de la stratégie (cf. fig. 1). La thématique ayant un caractère transversal, de nombreux aspects sont concernés, notamment l’alimentation animale, les flux d’azote, le bilan de l’humus, l’efficience énergétique, l’offre et l’utilisation de l’eau, la protection des végétaux, la volatilité des prix et la consommation durable y compris le gaspillage alimentaire. Le développement de la base de connaissances concerne différents niveaux: il s’agit des résultats scientifiques, des innovations techniques et des bases de décision destinées au législateur. A cet égard, une récapitulation des connaissances issues des domaines précités permettant de mieux comprendre les rapports de cause à effet complexes et de développer des solutions globales revêt une importance capitale. Elle nécessite des approches interdisciplinaires et des formes intégrées de collaboration entre la recherche, la vulgarisation et la formation ainsi que la pratique (p. ex. suivi scientifique de la mise en pratique dans des exploitations pilotes, mise en place d’une plateforme d’information et d’échange). Besoins divers… L’agriculture et la filière alimentaire, puis en fin de compte notre alimentation sont concernées par le changement climatique tout autant qu’elles en sont responsables. D’une part, les changements climatiques influent sur les conditions de production agricole et la rentabilité; d’autre part, l’agriculture et la filière alimentaire ont un impact direct sur l’évolution des concentrations de gaz à effet de serre dans l’atmosphère en libérant ces gaz ou en les piégeant dans le sol. Il faut donc continuer à développer la bonne pratique professionnelle en tenant compte du changement climatique mondial. Il convient de mettre au point des mesures et technologies climat-compatibles et des possibilités d’adaptation dans l’agriculture, la transformation, la distribution et

les secteurs situés en amont, puis d’en évaluer la viabilité dans la pratique. Dans la situation actuelle, les domaines suivants présentent un potentiel élevé de réduction des émissions ayant des effets sur le climat: énergie (bâtiments, machines et utilisation d’énergies renouvelables), émissions de méthane et de gaz hilarant (garde, santé et alimentation des animaux, travail du sol et gestion des engrais) et domaines situés en aval. Réduire les émissions de gaz à effet de serre tout en maintenant le niveau de la production requiert des progrès considérables dans les techniques de production, qu’il faut donc étudier. Les coûts liés à cette réduction doivent être quantifiés de telle sorte que les mesures puissent être échelonnées selon l’avantage qu’elles présentent. L’exploitation des terres et les cycles organique doivent être conçus de sorte à maintenir le carbone emmagasiné dans le sol et à en augmenter si possible la quantité. L’utilisation et le développement de la production des énergies renouvelables, notamment à base d’engrais de ferme, de déchets organiques et de sous-produits végétaux, peuvent également contribuer à réduire les émissions. Il faut développer des instruments de décision largement utilisables et opérationnels qui permettent d’aboutir à des décisions concrètes pour l’exploitation agricole (p. ex. climat-check des exploitations) et mettre en évidence les conséquences et la mise en œuvre optimale des scénarios de mesures pour l’évolution de l’agriculture. Le changement climatique met à l’épreuve la capacité d’adaptation de la production agricole et donc la sécurité de l’approvisionnement. Il comporte des chances (p. ex. période de végétation plus longue) et des risques (p. ex. événements climatiques extrêmes). Le développement de systèmes de production adaptés au changement climatique nécessite une compréhension approfondie des mutations à venir. Il y a lieu d’étudier de nouveaux potentiels de production résultant du changement climatique et d’examiner la plantation de nouvelles cultures et variétés adaptées au changement climatiques. Il convient également d’accroître l’efficience de l’utilisation d’eau et la tolérance des paysages, des rotations de cultures et des sols à la sécheresse. La détection précoce, le pronostic et l’étude ciblée de nouveaux organismes nuisibles et maladies favorisés par le changement climatique infestations par les helminthes, maladies vectorielles, organismes nuisibles ainsi que le développement de procédés de lutte adaptés sont d’autres domaines nécessitant un grand effort de recherche. Un approfondissement des informations sur les facteurs d’influence pertinents est indispensable pour déterminer les possibilités d’action spécifiques de l’agri- 

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 272–274, 2012

273

Eclairage | Changement climatique et agriculture: d éveloppement de la base des connaissances

culture: il s’agit par exemple d’établir un bilan complet et concret des émissions de gaz à effet de serre provenant de l’agriculture suisse, de développer des informations sur le sol relatives aux surfaces et de modéliser les fonctions essentielles du sol, telles que sa fonction de tampon, ses capacités de stockage et de filtration. Il faut en même temps établir et apprécier le potentiel que représentent les caractéristiques géographiques (Jura, Alpes) dans la situation actuelle et dans la perspective des changements climatiques futurs. C’est la seule manière de garantir une bonne capacité d’adaptation tout en gardant une productivité constante. …et comment ils seront couverts Appelée à trouver des réponses à ces questions, la recherche est prête à se charger de cette tâche. Certaines de ces questions sont actuellement étudiées par différents acteurs de la recherche agronomique, notamment l’appréciation des potentiels de réduction de la consommation d’énergie et de production d’énergies renouvelables dans l’agriculture, l’élaboration de bases relatives aux besoins et à l’offre d’eau pour divers bassins d’approvisionnement, la modélisation des prestations des sols agricoles en tant que sources et puits de carbone ou l'évaluation des aptitudes climatiques pour diverses cultures. Les perspectives sont également prometteuses: dans le Programme de recherche 2013 – 2016 dans le domaine de la politique agricole, le climat fait partie des priorités de recherche d’Agroscope (OFAG 2012). Au cours des huit à dix prochaines années, Agroscope accordera donc une attention toute particulière à la contribution de l’agriculture à la protection du climat et à son adaptation au changement climatique. Tâches de l’OFAG L’OFAG dispose de plusieurs options en ce qui concerne la gestion de la recherche, dans l’ordre de priorité croissant: il peut confier des mandats, accorder des contributions sur demande et intervenir en matière de contrats périodiques avec les partenaires de la recherche agronomique. L’accent est ainsi mis sur les contrats de prestations 2014-2017 avec Agroscope. Il convient à cet égard de communiquer en temps utile les besoins en matière de recherche relatifs à la stratégie Climat en vue de la concrétisation de la priorité de recherche dans ce domaine. Les questions en suspens doivent donc être systématiquement récapitulées dans une liste en fonction des champs d’action définis dans la stratégie Climat, puis réexaminées et priorisées en dialogue avec les experts scientifiques.

274

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 272–274, 2012

En outre, les institutions de recherche ont la possibilité d’adresser à l’OFAG une demande de soutien pour obtenir des contributions de recherche. Une telle demande, qui doit remplir certaines conditions formelles, sera examinée selon divers critères. Du point de vue de la stratégie Climat, il importe qu’un projet concerne une source significative des émissions agricoles de gaz à effet de serre ou un risque considérable que comporte le changement climatique pour la production agricole et la fourniture des prestations d’intérêt public. Les projets jetant des bases pour l'evolution future des instruments de la politique agricole en vue des objectifs de la stratégie Climat sont de l'importance particulière. Priorités à court terme En plus des projets en cours, il est possible de répondre à des besoins spécifiques par la soumission de mandats. Pour l’OFAG, les priorités les plus élevées sont l’établissement d’un bilan de toutes les émissions des gaz à effet de serre significatives liées à l’agriculture suisse et à la consommation de denrées alimentaires, ainsi que l’identification des paramètres nécessaires à une adaptation anticipative et délibérée de l’agriculture au changement climatique. Ces travaux sont indispensables pour pouvoir mettre les activités actuelles et futures en relation avec les objectifs de la stratégie Climat et suivre les progrès en la matière. Enfin, il convient de récapituler les activités de recherche en cours ayant trait à la thématique considérée et de mettre à la disposition des acteurs un aperçu de ces activités, comme il se doit en vue de n l’échange d’informations recherché.

Bibliographie ▪▪ OFAG, 2011. Protection du climat et adaptation au changement climatique pour une agriculture et une économie alimentaire suisses durables. ▪▪ OFAG, 2012. Plan directeur de la recherche agronomique et agroalimentaire 2013 – 2016.

P o r t r a i t

Jean-Louis Gafner: microbiologiste et artiste Engagé en 1979 à la FAG à Posieux, Jean-Louis Gafner a effectué toute sa carrière professionnelle en microbiologie. Et pourtant, la microbiologie n’était pas une vocation. Écolier, il avait gagné un prix dans un concours: une carte du ciel phosphorescente! Avec un télescope d’occasion et devant les merveilles de l’Univers, c’est astronome que le bachelier frais émoulu du gymnase de Porrentruy voulait devenir, et dans ce but il s’inscrivit à l’Uni de Lausanne. Mais après quatre mois de cours et une overdose de maths et de physique, il s’accorde une pause de réflexion, quelques mois de vadrouille et une remise en question. Jean-Louis Gafner entame finalement des études de biologie à l’Université de Neuchâtel en 1969. Un choix raisonnable selon lui, présentant moins d’abstraction. Pendant ses études, Jean-Louis Gafner ne fait pas qu’étudier; il prend une part active à la scène rock régionale. C’est dans ce contexte qu’il commence ses spectacles de lumières psychédéliques qui, aujourd’hui encore, font partie de ses activités artistiques, tout comme les effets spéciaux dans un long métrage de Pipilotti Rist et les concerts illuminés avec Al Comet. Actuellement, l’activité de ce scientifique atypique et philosophe, responsable du groupe de microbiologie et de microscopie des aliments pour animaux chez ALP-Haras, consiste à superviser les analyses microbiologiques dans des aliments (contrôle officiel des aliments pour animaux, chercheurs et clients externes): il s’agit de déterminer la qualité microbiologique des aliments, de rechercher des antibiotiques, d’effectuer des tests ELISA pour la détection de fraudes ou de substances indésirables, et d’évaluer ces résultats. Dans les années 1990, il participe à la mise à jour du livre jaune dans lequel apparait un chapitre dédié à la qualité microbiologique des aliments pour porcs. En 2008, il prend part à une vaste enquête au niveau national sur l’évaluation de la qualité des soupes pour porcs. Cette enquête a été bénéfique aux acteurs de la filière du porc et les échos favorables ont valu à ALP la reconnaissance de l’utilité directe de la recherche et du groupe de microbiologie. Jean-Louis Gafner n’est pas directement impliqué dans la recherche, mais sa contribution aux projets d’ALP est fondamentale, puisque la microbiologie touche à beaucoup de domaines. Son apport à la recherche s’est concrétisé par l’adaptation de différentes méthodes selon les besoins, mais surtout par la détermination de

la qualité des aliments pour animaux, ce qui avant lui ne se faisait que très rarement en raison aussi d’une palette d’analyses très restreinte. Jean-Louis Gafner fait partie de différents groupes de travail en assurance qualité, dont le comité sectoriel «Denrées alimentaires» du METAS. Au niveau international, il a été président pendant 17 ans de l’EFMO (European Feed Microbiology Organisation) où il est toujours membre du comité et organisateur/évaluateur de tests d’aptitude. En 2014, Jean-Louis Gafner va faire valoir ses droits à une retraite bien méritée. Il aura alors davantage de temps à consacrer à ses petits-enfants, à la vidéo et à la photo, mais aussi à la connaissance de soi par la méditation qu’il pratique depuis bientôt 40 ans. Evelyne Fasnacht, Agroscope Liebefeld-Posieux ALP-Haras

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 275, 2012

275

A c t u a l i t é s

Actualités ACW organise une rencontre internationale sur le colza en 2013

276

Après la Pologne en 2001, le Canada en 2005 et l’Inde en 2009, c’est au tour de la Suisse d’accueillir les prochaines «Rencontres techniques du Groupe Consultatif Inter national de Recherche sur le Colza (GCIRC)». Le Symposium est organisé par Agroscope Changins Wädenswil sous le patronage de l’OFAG et aura lieu sur le site de Changins du 28 avril au 1er mai 2013.

les professionnels suisses, chercheurs, vulgarisateurs, enseignants et représentants du commerce, ce symposium est une occasion de contacts avec des collègues et leurs travaux en provenance du monde entier. Les inscriptions seront enregistrées dès septembre 2012 et plus d’informations seront disponibles sur un site dédié à l’événement.

Le GCIRC est une société scientifique et technique internationale qui fait la promotion de la recherche pour la sélection, la production et la transformation du colza. Elle offre aux scientifiques et techniciens du monde entier la possibilité d’échanger sur les derniers développements dans les domaines mentionnés et de rester en contact étroit. Ce symposium international est organisé tous les 4 ans, entre deux congrès mondiaux. Lors de la prochaine édition, les participants seront informés en anglais sur les dernières avancées dans le domaine de la sélection, de la phytotechnie, de la transformation, de l’utilisation de cette culture oléagineuse et de l’économie de cette branche de production. Une excursion professionnelle et culturelle complètera ce programme. Une centaine de délégués internationaux et suisses devraient assister à cette manifestation. Pour

Didier Pellet, Station de recherche Agroscope Changins-Wädenswil ACW

Recherche Agronomique Suisse 3 (5 ): 276–279, 2012

Bildlegende

A c t u a l i t é s

OpenART12 – Fête de la recherche agronomique Vendredi 8 et dimanche 10 juin 2012, Agroscope Reckenholz-Tänikon ART organise des journées portes ouvertes sur le site Reckenholz sur le thème «OpenART12 – Fête de la recherche agronomique». De quoi s’agit-il? Nous présenterons les travaux actuels de notre recherche et vous proposerons des informations passionnantes. L’accent sera mis principalement sur les domaines suivants: sol, grandes cultures, herbages et biodiversité. A travers 21 postes, vous trouverez des réponses à de nombreuses questions d’actualité sur l’agriculture et l’environnement, parmi lesquelles: Découvrir ce que fait la vache, quand personne ne l‘observe? Apprendre à connaître les plus petits amis et ennemis de l‘agriculteur. Savoir tout ce que le sol doit supporter. Découvrir comment transformer les semences en «or liquide» ou ce que cachent les «superbes tubercules»? Le programme prévoit également de nombreuses activités comme un labyrinthe dans un champ de colza et une plate-forme point de vue «LandART», la possibilité d’arracher soi-même des pommes de terre et de s’essayer au jeu informatique «Simulateur de l‘agriculture». Si vous apportez vos échantillons de sol, ils pourront être analysés. Nous proposons aussi une nouveauté avec le Science Slam. Il s’agit d’une compétition amusante et rapide qui opposera les chercheurs dans une lutte pour les faveurs du public. Qui réussira à présenter son domaine de recherche de manière drôle et pourtant compréhensible en huit minutes seulement? Bien entendu, les journées portes ouvertes comporteront également les courts exposés scientifiques classiques. Tout est prévu pendant ces deux jours pour la restauration et le divertissement, avec à la fois un restaurant et un lounge installé dans une serre. Un concert live avec le groupe «Bateau Ivre» agrémentera le programme le vendredi soir. Qui est concerné? Nous avons réservé le vendredi matin pour les écoles, qui peuvent s’inscrire jusqu’au 10 mai. Nous proposons aux visiteurs et visiteuses de la ville et de la campagne, enfants et jeunes compris, de mieux connaître les activi-

tés d‘ART et d’obtenir des réponses aux nombreuses questions qui touchent la recherche agronomique. Lieu et date: Station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, site de Reckenholz, 8046 Zurich, vendredi 8 juin, 17–23 heures et dimanche 10 juin 10–16 heures Informations: Denise Tschamper, Station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, E-mail: denise.tschamper@art.admin.ch Tous les détails sont disponibles sous www.openART12.ch

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 276–279, 2012

277

Actualités

M C oem d ime un nmi iqtut e é isl ud ne gperne s s e

www.agroscope.admin.ch/medienmitteilungen www.agroscope.admin.ch/communiques 26.04.2012 Contrôle du Phoma du tournesol: traiter selon un seuil de température

13.04.2012 L’ensilage de maïs contient parfois des teneurs élevées en toxines fongiques

Le Phoma du tournesol est une maladie causée par un champignon pathogène, provoquant un dessèchement complet de la plante. Des résultats développés par Agroscope ont permis de définir un seuil de température auquel le traitement fongicide doit être appliqué pour lutter contre la maladie et permettre une augmentation des rendements. Ce nouveau modèle de prévision sera bientôt disponible sur le web.

Outre différentes espèces de céréales, les champignons Fusarium peuvent aussi contaminer le maïs. Ils forment des toxines, appelées mycotoxines, qui peuvent contaminer la récolte. Si les animaux sont affouragés avec cette récolte, cela peut affecter leur santé. Un monitorage de la teneur en mycotoxines du maïs grain a déjà été effectué durant plusieurs années, en revanche, aucune analyse de ce genre n’avait encore été effectuée sur l’ensilage de maïs jusqu’ici.

Sonntag, 3. Juni, 9.30 Uhr

Breitenhof-Tagung 2012

Steinobstzentrum Breitenhof in Wintersingen BL

Referate • Begrüssung zur Breitenhof-Tagung Lukas Bertschinger, Vizedirektor Agroscope Changins-Wädenswil ACW

Betriebsrundgang • Internationale Trends im Süsskirschenanbau – für Schweiz? • Bewässerung von Süsskirschen – Wie viel? Wie oft? • Kirschessigfliege und Kirschenfliege – auf einen Schlag?

• Ausblick auf die Schweizer Steinobsternte und Vermarktung 2012 Hansruedi Wirz, Früchtezentrum Basel

Ausstellung und Infostände Informationen – Gespräche – Gemütlichkeit www.agroscope.ch

Schweizerische Eidgenossenschaft Confédération suisse Confederazione Svizzera Confederaziun svizra

278

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 276–279, 2012

Eidgenössisches Volkswirtschaftsdepartement EVD Forschungsanstalt Agroscope Changins-Wädenswil ACW

Actualités

Liens Internet

Manifestations

Base de données pour les flux de matériaux et l’exploitation de matières premières www.materialflows.net Le site www.materialflow.net est une base de données en ligne pour les flux de matériaux, gérée par le SERI (Sustainable Europe Research Institute) et le Wuppertal Institute pour le climat, l’environnement et l’énergie. Ce service met à disposition des données nationales sur les flux de matériaux et l’exploitation de matières premières. La base de données dispose de données sur 12 catégories de flux de matériaux dans plus de 200 pays pour la période entre 1980 et 2008.

Dans le prochain numéro Juin 2012 / Numéro 6 Dans le cadre de la procédure de réforme des paiements directs, les milieux de l'environnement, les groupements professionnels et les organisations rurales sont divisés sur l'avenir des contributions animales. L'article «Quelles sont les conséquences de la réallocation des paiements directs liés aux animaux?» présente des résultats tirés de calculs modèles sur ce thème. (Photo: OFAG)

••Quelles sont les conséquences de la réallocation des paiements directs liés aux animaux?, Stefan Mann et al., ART et OFAG

Mai 2012 09. – 10.05.2012 Landtechnik im Alpenraum Agroscope Reckenholz-Tänikon ART Feldkrich, Autriche 10.05.2012 Foodle.ch La plate-forme interactive pour les denrées alimentaires Agroscope Liebefeld-Posieux ALP-Haras Liebefeld, Berne Juin 2012 03.06.2012 Breitenhof-Tagung 2012 Agroscope Changins-Wädenswil ACW Steinobstzentrum Breitenhof, Wintersingen 08. – 10.06.2012 OpenART12 – Forschungsfest Landwirtschaft Agroscope Reckenholz-Tänikon ART Reckenholz, Zurich-Affoltern 13.06.2012 Führung im Unkrautgarten Agroscope Changins-Wädenswil ACW Wädenswil 21. – 22.06.2012 Journée BIOBIO Agroscope Reckenholz-Tänikon ART Engelberg Juillet 2012

••Etude de la résistance envers les maladies fongique au champ de lignées de blé trangéniques, Fabio Mascher et al., ACW, Delley Semences et Plantes DSP, ETH Zurich et Université de Zurich

27. – 29.07.2012 Eurocheval Offenburg Haras national suisse HNS Offenburg, Allemagne

••Le maïs Bt – peut-il contribuer à la production intégrée en Europe? Michael Meissle et al., ART

Août 2012

••Efficacité d'un agent conservateur du foin humide – Résultats 2011, Ueli Wyss, ALP-Haras ••Effet de la saison et de la ration sur les émissions de méthane des lisiers de bovins, Sabrina Sträfl et al., ETH Zurich et ART ••Peut-on maîtriser le séneçon aquatique dans les prairies agricoles?, Matthias Suter et al., ART et ADCF ••Liste recommandée des variétés de céréales pour la récolte 2012

13.08.2012 Journée d'information plantes médicinales et aromatiques Agroscope Changins-Wädenswil ACW Agroscope ACW, domaine de Bruson

Informationen: Informations: www.agroscope.admin.ch/veranstaltungen www.agroscope.admin.ch/manifestations

Recherche Agronomique Suisse 3 (5): 276–279, 2012

279

Tage der offenen Tür Forschungsanstalt ART Reckenholzstr. 191, Zürich-Affoltern Freitag, 8. Juni,17–23 Uhr Sonntag, 10. Juni, 10–16 Uhr •Rapslabyrinth, Kartoffeln selber ausgraben, Blick in den Boden •20 Posten, Vorträge, Science Slam •Festbeiz, Aussichts-Plattform, Gewächshaus-Lounge