Afs 06 2012 f by Nicole Boschung

Recherche Agronomique Suisse 2 0 1 2

N u m é r o

Agroscope | OFAG | HAFL | AGRIDEA | ETH Zürich

J u i n

Economie agricole Conséquences de la réallocation des paiements directs liés aux animaux

Page 284

Production végétale Le maïs Bt – une contribution possible à la production intégrée en Europe? Production animale Efficacité d'un agent conservateur du foin humide – résultats 2011

Page 314

Page 292

Dans le cadre de la procédure de réforme des paiements directs, les m ilieux 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?» p résente des résultats tirés de calculs modèles sur ce thème. (Photo: OFAG) 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.

Sommaire Juin 2012 | Numéro 6 283 Editorial 284

réallocation des paiements directs liés aux animaux?

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), www.agroscope.ch b Office fédéral de l’agriculture OFAG, Berne, www.blw.ch b Haute école des sciences agronomiques forestières et alimentaires HAFL, Zollikofen, www.hafl.ch b Centrale de vulgarisation AGRIDEA, Lausanne et Lindau, www.agridea.ch b E cole polytechnique fédérale de Zurich ETH Zürich, Département des Sciences des Systèmes de l'Environnement, www.usys.ethz.ch 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), Brigitte Dorn (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

Economie agricole uelles sont les conséquences de la Q

Stefan Mann et al. Production végétale Le maïs Bt – une contribution possible à 292

la production intégrée en Europe? Michael Meissle, Jörg Romeis et Franz Bigler Production végétale La résistance aux maladies fongiques de 298

lignées de blé transgénique en plein champ Fabio Mascher et al. Production végétale Peut-on maîtriser le séneçon aquatique 306

dans les prairies agricoles? Matthias Suter, Cornel J. Stutz, Rafael Gago et Andreas Lüscher Production animale Efficacité d'un agent conservateur du 314

foin humide – résultats 2011 Ueli Wyss 322

Production animale ffet de la saison et de la ration sur les E

émissions de méthane des lisiers de bovins Sabrina Staerfl et al. 330 Portrait 331 Actualités 335 Manifestations Listes variétales Liste recommandée des variétés de Encart

céréales pour la récolte 2013 Lilia Levy Häner et al.

Editorial

Blé transgénique: une mise à jour du système d'exploitation de la plante? Chère lectrice, cher lecteur,

Fabio Mascher, Agroscope Changins-Wädenswil ACW

Dans cette édition de la Recherche Agronomique Suisse, nous vous présentons quelques résultats obtenus avec les blés transgéniques étudiés en plein champ à Pully. Nos résultats montrent que l’insertion d’un gène de résistance supplémentaire (en l’occurrence le gène Pm3b) dans une variété de blé qui en est dépourvue, peut renforcer sa résistance contre l’oïdium. De plus, et c’est une surprise, le gène supplémentaire améliore également la résistance envers une toute autre maladie: la rouille jaune. Avons-nous ainsi trouvé la solution universelle de la résistance éternelle des plantes? Non, ce n’est certainement pas le cas. Les plantes montrent parfois une réponse inattendue et défavorable face aux infections de l’épi et une lignée présente une réduction du rendement (ceci sera présenté dans une publication ultérieure). Nos collègues de l’Université de Zurich ont en outre constaté une diminution de la fertilité et une chlorose précoce des feuilles de certaines lignées. Aucun impact durable sur les bactéries, champignons et insectes vivant avec les plante n’a été décelé. Le génie génétique offre des opportunités intéressantes pour l’amélioration des plantes. Les nouvelles caractéristiques doivent pourtant être évaluées prudemment, tant du point de vue du danger pour l’environnement et pour l’humain que de leur utilité réelle dans l’agriculture. La sélection des plantes ne se limite pas à un ou deux caractères, mais considère la plante dans son ensemble. Du point de vue du sélectionneur, la transgénèse peut compléter son travail par élargissement du champ de la diversité, mais ne le remplace pas. La transgénèse n’est donc pas l’installation d’un nouveau logiciel, mais elle représente une intervention avec des répercussions importantes (ou bugs) sur les mécanismes physiologiques de la plante. Le programme national de recherche PNR59 nous a offert la possibilité d’évaluer l’utilité et le risque de plantes transgéniques. Par cette expérimentation, nous avons acquis les connaissances et les outils nécessaires pour l’évaluer. Nous sommes très reconnaissants du soutien constant du Fonds National, de la direction d’Agroscope, de la commune de Pully, des autorités cantonales et fédérales et de nos collègues du Centre de recherche de Pully pour réaliser les essais et pour les protéger. Nous saluons l’excellent accueil que les riverains ont réservé aux essais. Bonne lecture et cordiales salutations

Recherche Agronomique Suisse 3 (6): 283, 2012

283

E c o n o m i e

a g r i c o l e

Quelles sont les conséquences de la réallocation des paiements directs liés aux animaux? Stefan Mann1, Albert Zimmermann1, Anke Möhring1, Ali Ferjani1, Gabriele Mack1 et Simon Lanz2 Station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, 8046 Zurich 2 Office fédéral de l’agriculture OFAG, 3003 Berne Renseignements: Stefan Mann, e-mail: stefan.mann@art.admin.ch, tél. +41 52 368 32 38

L'avenir des contributions UGBFG est controversé. (Photo: OFAG)

Introduction Pour et contre les contributions pour animaux Tandis que les milieux environnementaux et économiques demandent la suppression des contributions liées aux animaux, les organisations paysannes, elles, se montrent critiques par rapport à la réallocation prévue de ces contributions. L’Union suisse des paysans (USP 2011) écrit par exemple: «La suppression des contributions UGBFG1 et GACD2 conduirait à une réduction du professionnalisme dans le domaine de la production laitière et de la production de viande bovine puis à une

284

Recherche Agronomique Suisse 3 (6): 284–291, 2012

perte de l’attractivité économique de ces branches de production dans toutes les régions. Elle provoquerait finalement un affaiblissement de la compétitivité de ces secteurs pour lesquels la Suisse dispose d’avantages comparatifs. Dans une perspective d’ouverture toujours plus grande des marchés, l’USP requiert le maintien de ces contributions.»

UGBFG: unité de gros bétail consommant des fourrages grossiers. GACD: garde d’animaux dans des conditions de production difficiles.

Tableau 1 | Hypothèses utilisées pour les modèles de développement des paiements directs jusqu'en 2020 Scéna- Scénario A rio B 2005/07 2013 2020 2020 Base

Paiements directs généraux Contribution à la surface

Fr./ha

1164

1020

Contribution UGBFG Vaches laitières

Fr./UGB

450

Contribution UGBFG Bovins

Fr./UGB

900

690

Contribution GACD Zone de collines

Fr./UGB

260

300

Contribution GACD Zone de montagne 4

Fr./UGB

1190

1230

Contribution à la culture des oléagineux

Fr./ha

1500

1000

800

Contributions au paysage cultivé Contribution selon la zone Zone de collines

Fr./ha

100

Contribution selon la zone Zone de montagne 4

Fr./ha

410

Contribution pour terrain en pente

Fr./ha

370

410

Contribution d'estivage Vaches

Fr./ parcelle

300

320

400

Contribution d'alpage exploitations de base

Fr./ parcelle

370

Résumé

Quelles sont les conséquences de la réallocation des paiements directs liés aux animaux? | Economie agricole

La réorientation du système des paiements directs, en lien avec les objectifs de la politique agricole, est un aspect du processus de réforme en cours dont le bien-fondé suscite un large consensus politique. Cependant, les contributions actuelles liées aux animaux doivent essentiellement être réallouées aux contributions à la sécurité de l'approvisionnement, comme le propose le message sur la politique agricole 2014−2017 (PA 14−17, Conseil fédéral 2012). Ces contributions seront versées en fonction de la surface. La réallocation des contributions liées aux animaux est particulièrement un sujet de controverse. Les simulations avec SILAS et SWISSland montrent qu’une telle réallocation protégerait non seulement les ressources naturelles, mais permettrait également d’accroître le revenu agricole moyen de 4 %.

Contributions à la sécurité de l'approvisionnement Contribution de base Grandes cultures et herbages Fr./ha

900

Contribution de base Prairies ext./peu int.

Fr./ha

450

Contribution difficulté d'exploitation Zone de collines

Fr./ha

240

Contribution difficulté d'exploitation Zone de montagne 4

Fr./ha

360

Contribution grandes cultures

Fr./ha

300

1200

Contributions au système de production Contribution Bio Herbages

Fr./ha

200

Contribution Bio Grandes cultures

Fr./ha

800

950

1200

Céréales Extenso

Fr./ha

400

Contribution SST Bovins

Fr./UGB

Contribution SRPA Bovins

Fr./UGB

180

200

Prairies extensives Zone de grandes cultures

Fr./ha

1500

1700

1500

Prairies extensives Zone de montagne 4

Fr./ha

450

650

450

Prairies peu intensives

Fr./ha

650

300

500

300

100%

88%

87%

-1,2%

Contributions à la biodiversité

Développement des prix1,2 Lait Viande bovine

100%

96% 100% -4,1%

Viande porcine

100%

95%

105%

-1,7%

Blé

100%

97%

96%

+0,7%

Pommes de terre

100%

99%

97%

+1,3%

Evolution moyenne du prix des produits

100%

95%

98%

-1,1%

Sources énergétiques

100%

121% 139%

0,0%

Aliments pour animaux

100%

88%

0,0%

Investissements dans les bâtiments

100%

110% 119%

0,0%

Evolution moyenne des prix

100%

104% 112%

0,0%

Prix estimés à l'aide des modèles. 2Ecart en % par rapport au scénario A.

Position du Conseil fédéral En prévoyant de réallouer les contributions liées aux animaux à la sécurité de l’approvisionnement, le Conseil fédéral a pour but, selon son message sur la PA 14−17, de continuer à promouvoir l’exploitation des herbages par la détention d’animaux consommant des fourrages grossiers en y consacrant autant de moyens financiers qu’auparavant, sans pour autant inciter à l’intensification. Le Conseil fédéral suppose que la réallocation des contributions liées aux animaux permettra d’éviter la baisse des prix des produits animaux et les distorsions indésirables du marché. Par conséquent, les contributions pour animaux n’inciteront plus les agriculteurs à intensifier leur production animale malgré un rapport coûts-recettes défavorable. Dans l’ensemble, selon le Conseil fédéral, cette adaptation devrait permettre au revenu agricole d’être plus élevé sans les contributions liées aux animaux qu’avec. Deuxièmement, la réallocation des contributions liées aux animaux permettra une réduction des effets négatifs sur l’environnement liés à une production animale inadaptée au site ou à des importations excessives d’aliments pour animaux (p. ex. émissions d’ammoniac ou eutrophisation des écosy stèmes sensibles). Tandis que Zimmermann et al. (2012) ont pronostiqué que le nouveau système conduirait à des revenus supérieurs dans l’agriculture et dans les exploitations, on ne sait pas si une adaptation du sys- 

Recherche Agronomique Suisse 3 (6): 284–291, 2012

285

Economie agricole | Quelles sont les conséquences de la réallocation des paiements directs liés aux animaux?

Vaches laitières 1000 UGB 39

Vaches-mères

2005/07 1287 690 UGB +11,4 % 42 40

189

202

189

204

104 81

800

165 81

164 82

163 83

162 84

162 81

161 82

600

Volaille

scénario B (2020) 1172 770 UGB +1,5 % -0,0% +0,2% -0,1% +0,0% +0,1%

193

189

192

191

190

+3,8% +5,6% +3,8% +3,8% +3,5% +4,6% +5,3% +5,6% +2,2% +5,1% +6,8% +7,0% +7,0% +7,1%

155

153

151

150

148

+1,2% +2,5% +2,3% +2,0% +1,8% +1,4% +1,2%

+4,3% +6,3% +4,4% +4,5% +4,1% +3,6% +3,4%

+1,2% +2,5% +2,3% +2,0% +1,8% +1,4% +1,2%

197

162

Porcs

190 1000

Autres UGBFG

40 40

196

Engraissement bovin

scénario A (2020) 1155 635 UGB 100 %

1200 200

Elevage

200

39 -0,0% +0,4%

-0,0% -0,0%

+0,4% -0,7% +1,3% -1,4% -1,3%

618

616

625

618

616

611

588

581

575

572

569

565

561

2005/07

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

400

200

2020

2019

2018

2017

2016

2015

2014

Figure 1 | Résultats du modèle SILAS: évolution des effectifs animaux jusqu'en 2020 (colonnes en 1000 UGB; pourcentages: par rapport au scénario A)

tème dans le cadre prévu avec maintien des contributions UGBFG ne se traduirait pas par des résultats encore meilleurs. C’est pourquoi les travaux relatés dans le présent article ont visé à vérifier les effets positifs que le Conseil fédéral attend du remplacement des contributions liées aux animaux par les contributions à la sécurité de l’approvisionnement. Des simulations ciblées ont été utilisées à ces fins. Le modèle et les scénarios sont décrits dans le chapitre suivant. Ils seront suivis par une présentation des principaux résultats des modèles, qui feront ensuite l’objet d’une interprétation.

Méthode Modèles utilisés Pour pouvoir comparer les résultats avec les travaux réalisés jusqu’ici (Zimmermann et al. 2012), les simulations de la réforme des paiements directs ont été menées à la fois avec le modèle éprouvé SILAS en combinaison avec le modèle de marché et le nouveau modèle multi-agent SWISSland. SILAS est un modèle d’optimisation dyna-

286

Recherche Agronomique Suisse 3 (6): 284–291, 2012

mique pour le secteur agricole suisse. Il part du concept d’exploitation régionale. Il est utilisé depuis plus de 15 ans pour les évaluations ex ante. Pour une description plus détaillée, se référer à Mack et Flury (2006). Pour pouvoir tenir compte de l’impact que peut avoir la modification des quantités offertes sur les prix, un modèle de marché a été développé (Ferjani 2008). Celui-ci calcule le prix des produits à l’échelle des producteurs et des consommateurs en tenant compte de l’élasticité de l’offre et de la demande, ainsi que des prix sur le marché mondial et des instruments du commerce extérieur. Le modèle multi-agent SWISSland a été développé récemment. En plus des conclusions sur le secteur agricole, ce modèle permet aussi de se prononcer sur le revenu des exploitations et le changement structurel (Möhring et al. 2011). Scénarios Afin d’identifier les conséquences de la réallocation des paiements directs liés aux animaux, deux scénarios différents (A et B) ont été étudiés avec chacun des deux

Quelles sont les conséquences de la réallocation des paiements directs liés aux animaux? | Economie agricole

Tableau 2 | Résultats des exploitations pour l'année 2020 pour des paramètres sélectionnés Toutes les exploitations Scénario

Exploitations de vaches laitières Exploitations de vaches-mères

Valeurs absolues

Ecart en % par rapport à A

Valeurs absolues

Ecart en % par rapport à A

Valeurs absolues

Ecart en % par rapport à A

Région de plaine

0,84

+1%

1,44

+1%

1,39

+2%

Région de collines

1,12

+6%

1,28

+6%

1,00

+10%

Région de montagne

0,96

+8%

1,00

+7%

0,80

+13%

1,64

-8%

1,35

-11%

1,71

-3%

Région de collines

2,19

-12%

1,83

-20%

3,35

-9%

Région de montagne

3,76

-6%

3,26

-7%

4,77

-10%

Charge en UGBFG par exploitation (UGBFG/ha SAU)

Prairies extensives et peu intensives (ha/exploitation) Région de plaine

Coûts réels (Fr./exploitation) Région de plaine

243 780

-0%

174 679

-3%

137 263

+1%

Région de collines

172 131

-0%

146 255

+0%

127 922

-0%

Région de montagne

135 164

+1%

130 663

+1%

125 006

+1%

Région de plaine

324 548

-1%

250 446

-4%

164 672

-0%

Région de collines

236 399

-1%

211 722

-2%

150 885

-2%

Région de montagne

194 097

-1%

189 294

-0%

182 311

-2%

Produit du marché+PD (Fr./exploitation)

Revenu agricole (Fr./exploitation) Région de plaine

80 768

-3%

75 766

-6%

27 409

-8%

Région de collines

64 269

-5%

65 467

-5%

22 963

-8%

Région de montagne

58 934

-5%

58 631

-4%

57 306

-10% -16%

Revenu du travail (Fr./exploitation) Région de plaine

48 538

-4%

43 542

-7%

14 700

Région de collines

35 846

-7%

37 736

-7%

20 839

-13%

Région de montagne

30 580

-7%

31 829

-7%

33 639

-13%

1,37%

+1%

1,71%

+14%

1,72%

-6%

Abandon d'exploitation (% d'exploitations par an) Toutes les régions

modèles (tabl. 1). Le scénario A correspond à la proposition soumise par le Conseil fédéral (2011) au Parlement, et au scénario étudié par Zimmermann et al. (2012). Le scénario B représente une situation dans laquelle les contributions actuelles liées aux animaux sont maintenues sans changement. Il suppose par conséquent qu’il n’y a pas de contribution à la sécurité de l’approvisionnement ni de contribution aux conditions de production difficiles, mais une contribution plus élevée à la culture arable. Le montant consacré au soutien des terres assolées ouvertes, soit CHF 1200.−/ha, correspond donc à la somme proposée par le Conseil fédéral (CHF 900.−/ha contribution de base plus CHF 300.−/ha contribution à la culture). Les contributions pour les prairies extensives et peu intensives sont également maintenues au niveau

actuel car la suppression des contributions liées aux animaux était une raison pour l’augmentation de ces contributions dans le scénario A. Les deux scénarios sont calculés jusqu’en 2020. Les répercussions sont ensuite analysées sur les principaux paramètres de la politique agricole dans les domaines de la production, de l’écologie et du revenu.

Résultats Moins d’incitation à l’intensification Dans les deux scénarios, les effectifs des animaux ont reculé jusqu’à 2020 suite à une augmentation de la productivité (fig. 1), sachant que le recul est moins marqué dans le scénario B que dans le scénario A. Le nombre 

Recherche Agronomique Suisse 3 (6): 284–291, 2012

287

Economie agricole | Quelles sont les conséquences de la réallocation des paiements directs liés aux animaux?

Tableau 3 | Résultats du secteur agricole pour l'année 2020 pour des paramètres sélectionnés

Scénario Charge en UGB (1000 UGB)

A B Valeurs Ecart en % par absolues rapport à A 1155

Région de plaine

559

-0,7%

Région de collines

343

+3,1%

Région de montagne

254

+4,2%

Terres ouvertes sans surface fourragère (1000 ha)

241

+0,1%

Région de plaine

206

+0,5%

Région de collines

-2,1%

Région de montagne

1.5

+2,3%

Production laitière (1000 t)

3625

+0,8%

Région de plaine

1814

-0,6%

Région de collines

1134

+2,2%

Région de montagne

677

+2,0%

Production de viande bovine (1000 t)

131

+3,3%

Région de plaine

+2,1%

Région de collines

+4,7%

Région de montagne

+4,4%

Production d'énergie alimentaire (TJ)

23 892

+0,3%

Lait, produits laitiers

8141

+0,8%

Viande

3893

-0,0%

Céréales

4705

+0,3%

Sucre

3684

+0,0%

Graisses et huiles végétales

1061

-0,3%

Pommes de terre

808

+0,9%

Autres produits

1601

+0,0%

Consommation de concentrés (1000 t)

1511

+0,2%

Importation de concentrés

750

+0,7% -9,6%

Surfaces de compensation écologique (1000 ha)

121

Région de plaine

-5,8%

Région de collines

-10,2%

Région de montagne

-12,7%

Prairies peu intensives

-5,1%

Prairies extensives

-11,2%

Haies

-35,3%

Surfaces à litière, jachères

+0,2%

Valeur de la production (millions de CHF)*

7358

-0,5%

Région de plaine

4847

-0,8%

Région de collines

1622

+0,0%

Région de montagne Coûts réels (millions de Fr.)

889

+0,3%

9944

+0,5%

Région de plaine

5527

+0,4%

Région de collines

2520

+2,0%

Région de montagne

1897

-1,2%

Revenu du secteur agricole (millions de Fr.)

2519

-3,2%

Région de plaine

1469

-2,7%

Région de collines

431

-6,7%

Région de montagne

620

-2,0%

*Sans services agricoles, activités secondaires et paiements directs.

288

+1,5%

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d’UGBFG plus élevé dans le scénario B que dans le scénario A va de pair avec une offre plus élevée de lait et de viande bovine et par conséquent des prix plus bas (tabl. 1). L’effet d’intensification des contributions liées aux animaux n’a pas uniquement pu être démontré à l’échelle du secteur agricole à l’aide de SILAS, mais également à l’échelle de l’exploitation grâce à l’analyse à l’aide de SWISSland (tabl. 2). Dans le scénario B, la charge en UGBFG est nettement plus élevée que dans le scénario A, notamment dans les exploitations de collines et de montagne. A noter toutefois que cet effet est plus prononcé dans les exploitations de vaches-mères que dans les exploitations de vaches laitières. L’effet souhaité par la réallocation des contributions pour les UGBFG et les GACD, à savoir une réduction des incitations à l’intensification, peut donc être également confirmé par le modèle SWISSland. Evolution semblable de la production de calories Le réaménagement des contributions visant à la promotion des herbages n’a pas d’effet significatif sur les grandes cultures destinées à la consommation humaine (tabl. 3). En revanche, dans le scénario B, près de 10 000 hectares d’herbages en plus sont consacrés à la culture de maïs-ensilage par rapport au scénario A (fig. 2). Pour la production animale, le maintien des contributions UGBFG et GACD dans le scénario B fait que les activités de production de lait et de viande bovine ont été étendues d’environ 1 à 3 % par rapport au scénario A. En contrepartie, la production de viande porcine est légèrement supérieure dans le scénario A. Dans l’ensemble, on peut donc retenir que les contributions liées aux animaux génèrent certes une plus grande intensité de la production animale, mais que ceci ne se traduit pas par une hausse sensible de la production de calories. Dans les deux scénarios, l’énergie alimentaire produite est pratiquement identique (tabl. 3). Effets positifs sur l’environnement Par rapport au scénario B, le scénario A obtient de meilleurs résultats dans le domaine de l’écologie, et ce à trois niveaux. Premièrement, les effectifs plus faibles entraînent une baisse des émissions issues de la garde d’animaux. En effet, les émissions d’ammoniac par exemple sont en étroite corrélation avec le nombre d’animaux de rente détenus. Deuxièmement, étant donné la charge plus faible en bétail, le scénario A octroie plus de marge de manœuvre aux exploitations pour promouvoir la biodiversité sur les prairies et les pâturages que le scénario B. Avec le scénario A proposé par le Conseil fédéral, la surface favorisant la biodiversité augmente d’environ 10 %. Cette différence est due notamment aux haies et aux prairies extensives et

Quelles sont les conséquences de la réallocation des paiements directs liés aux animaux? | Economie agricole

Céréales 1000 ha

Pommes de terre

12 22

150

146

148

151

155

11 10

12 10

+1,5% -1,0% -1,3% -0,9% -0,8% -1,0% -0,4%

163

165

166

167

166

+1,1% -1,2% -0,5% -0,2% -0,7% -0,3% +0,1%

2020

11 10

2019

+3,0% +2,2% +1,5% +2,5% +2,0% +0,8% +1,1% +0,0% -0,2% -0,3% -0,2% -0,2% -0,2% -0,1%

11 9

2018

scénario B (2020) 284 196 ha +3,6 %

2017

Autres cultures*

2016

150

Légumes

2015

Maïs-ensilage

2014

2013

11 9

2012

10 9

2011

11 9

2010

11 9

11 8

2009

250

12 8

2008

12 9

Betteraves sucrières scénario A (2020) 274 451 ha 100 %

2005/07 277 985 ha +1,3 %

300

200

Oléagineux

+22% +32% +33% +33% +32% +31% +29%

-0,0% +0,0% +0,0% +0,0% +0,1% +0,0% +0,0% +0,1% -1,3% +4,8% -2,3% +3,8% +0,7% +0,9%

100 160

2020

2019

2018

2017

2016

2015

2014

2005/07

*Betteraves fourragères, légumineuses, jachères matières premières renouvelables.

Figure 2 | Résultats du modèle SILAS: évolution des terres ouvertes jusqu'en 2020 (colonnes en 1000 ha; pourcentages: par rapport au s cénario A)

concerne davantage les régions d’altitude. Troisièmement, les importations de concentrés dans le scénario A se situent légèrement en dessous de celles du scénario B, ce qui réduit, en plus des effets environnementaux de la production et du transport, la dépendance par rapport aux importations d’aliments pour animaux. Coûts plus bas – Revenus plus élevés Malgré la baisse des effectifs animaux et la stagnation des prix des produits, l’ensemble de la valeur de production peut, dans le scénario A, être maintenu au niveau de l’état initial grâce à des hausses continuelles du rendement et des prestations. Par rapport au scénario B, on obtient même une valeur de production légèrement plus haute due aux prix du lait et de la viande plus élevés en raison de l’offre (tabl. 3). En contrepartie, les effectifs animaux plus faibles et les surfaces supplémentaires consacrées à promouvoir la biodiversité diminuent les coûts réels. Les coûts des bâtiments et des machines notamment sont inférieurs dans

le scénario A. Pour tous les scénarios, les paiements directs sont équivalents dans l’ensemble. Cette situation se traduit dans le scénario A par un revenu du secteur agricole plus élevé de 3 % (soit 80 millions de francs) par rapport au scénario B (fig. 3). Ceci montre que le revenu supplémentaire constaté par Zimmermann et al. (2012) avec la PA 14−17 par rapport au scénario de référence, de l’ordre de 110 millions de francs, est en grande partie dû à la réallocation des contributions liées aux animaux. C’est dans la région de collines que la différence de revenus est la plus importante, car dans cette région, les coûts réels qui sont plus bas par rapport au scénario B du fait de la baisse des effectifs animaux, prennent une place importante dans la structure des revenus. Les différences de revenus calculées à l’échelle du secteur agricole avec SILAS sont confirmées à l’échelle de l’exploitation par SWISSland. Les revenus du scénario A sont en moyenne plus élevés de 4 % que ceux du scénario B. A noter que les améliorations de revenus ont tendance à être encore plus marquées dans les exploita- 

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289

Economie agricole | Quelles sont les conséquences de la réallocation des paiements directs liés aux animaux?

Région de plaine Mio. Fr.

Région de collines

2005/07 2640 mio. Fr. +4,8 %

3000

Région de montagne

scénario A (2020) 2519 mio. Fr. 100 %

scénario B (2020) 2439 mio. Fr. -3,2 %

765

686

649 665

634 631

643

605

650

434

458

660 642

632

623

620

447

442

444

436

431

-1,3%

-2,9% -1,9% -1,0% -1,1% -1,9% -2,0%

2000 521

460

1000

460

496

479

-0,8%

-2,6% -4,4% -4,8% -3,8% -6,1% -6,7%

1914

2020

2019

2018

2017

2016

2015

+1,3% -0,4% -1,0% -2,3% -0,7% -2,6% -2,7%

2014

2020

2019

2018

2017

2016

2015

2014

2013

2012

2011

2010

2008

2005/07

2009

1548 1548 1541 1634 1497 1484 1554 1481 1474 1474 1470 1469

1494

458

Figure 3 | Résultats du modèle SILAS: évolution du revenu du secteur agricole jusqu'en 2020 (colonnes en millions de Fr.; pourcentages: par rapport au scénario A)

tions de vaches laitières et de vaches-mères directement concernées par l’adaptation (tabl. 2). Les résultats montrent par ailleurs que dans les scénarios sans contributions liées aux animaux (scénario A), un nombre légèrement inférieur d’exploitations laitières abandonnent la production dans le cadre du changement structurel que dans le scénario B. C’est justement l’inverse dans les exploitations de vaches-mères.

Conclusions Si l’on se réfère à la littérature internationale sur les paiements directs liés à la production (p. ex. Walsh et al. 2005), les résultats des simulations peuvent être considérés comme plausibles. Les paiements directs liés aux animaux entraînent un déplacement de la production. Dans une vision économique globale, ces paiements sont responsables d’une mauvaise allocation: les exploitations gardent des animaux à cause des paiements directs alors que les coûts marginaux (sans les paiements directs) se

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situent au-dessus du prix réalisable (Barth et al. 2011). Ce système entraîne une perte de valeur et de revenu, sans parler des préjudices portés à l’environnement. Par conséquent, la réallocation des contributions liées aux animaux aux contributions à la sécurité de l’approvisionnement dans le cadre de la PA 14−17 est d’une importance capitale pour pouvoir atteindre l’objectif que s’est fixé le Conseil fédéral d’améliorer la compétitivité et la durabilité écologique. Le fait que la réallocation des contributions liées aux animaux telle qu’elle est proposée génère unehausse des revenus du secteur agricole et de l’exploitation, est la preuve que les agriculteurs ne se rendent pas service en insistant pour conserver les contributions liées aux animaux. Une politique agricole qui renonce aux contributions actuelles liées aux animaux et qui promeut systématiquement les prestations d’intérêt public à l’aide d’instruments ciblés est non seulement au service de la société, mais aussi au service des producteurs. n

Quale conseguenza ha il trasferimento dei pagamenti diretti riferiti agli animali? al punto di vista politico vi è un ampio consenso sul fatto che la volontà di impostare in maniera più chiara il sistema dei pagamenti diretti rispetto agli obiettivi della politica agricola sia un passo sensato nel processo di riforma in corso. Tuttavia vi sono aspetti controversi, ovvero se i contributi riferiti agli animali debbano essere vincolati alla superficie e trasformati in contributi per la sicurezza dell'approvvigionamento, come proposto nel messaggio concernente la politica agricola 2014 – 2017 (PA 14 – 17, Consiglio federale 2012). I modelli di calcolo eseguiti con SILAS e SWISSland indicano che questo trasferimento non soltanto è all'insegna del rispetto delle risorse naturali, bensì contribuisce ad accrescere del 4 per cento il reddito agricolo medio.

Bibliographie ▪▪ Barth L., Lanz S. & Hofer C., 2011. Promotion de la production animale basée sur les herbages dans la Politique agricole 2014–2017. Recherche Agronomique Suisse 2 (1), 20–25. ▪▪ Conseil fédéral, 2012. Message concernant l’évolution future de la politique agricole dans les années 2014 à 2017, Berne. Accès: http://www. blw.admin.ch/themen/00005/00044/01178/index.html?lang=fr. ▪▪ Ferjani A., 2008. Agricultural policy (AP-2011) Reform and the WTO: Potential Impacts on Swiss Agriculture. 107th EAAE Seminar «Modeling of Agricultural and Rural Development Policies». Séville, Espagne, 29 janvier-1er février 2008. ▪▪ Mack G. & Flury C., 2006. Auswirkungen der Agrarpolitik 2011. Accès: http://www.srva.ch/files/bericht.pdf [9.3.12]. ▪▪ Möhring A., Mack G., Zimmermann A., Gennaio M. P., Mann S. & Ferjani A., 2011. Modellierung von Hofübernahme- und Hofaufgabeentscheidungen in agentenbasierten Modellen. Yearbook of Socioeconomics in Agriculture 2011, 163−188.

Summary

Riassunto

Quelles sont les conséquences de la réallocation des paiements directs liés aux animaux? | Economie agricole

What impact will the rearrangement of animal-related direct payments have? Politically there is a broad consensus that the clearer orientation of the direct payment system towards the objectives of agricultural policy is a sensible aspect of the current reform process. However, there is disagreement as to whether the formerly animal-related contributions, as proposed in the communication on the agricultural policy 2014−2017 (AP 14−17, Federal Council 2012), should be changed to area and transferred to so-called security of supply contributions. Model calculations with SILAS and SWISSland show that such a shift would not only protect natural resources but would therefore also increase the average agricultural income by four percent. Key words: direct payments, Swiss agricultural policy, economic modeling.

▪▪ Schweizerischer Bauernverband SBV, 2011. Stellungnahme SBV. Accès: http://www.sbv-usp.ch/fileadmin/user_upload/bauernverband/Taetigkeit/Stellungnahmen/2011/110628_VN_AP2014 – 17.pdf (29.2.12). ▪▪ Walsh K., Brockmeier M. & Matthews A., 2005. Implications of Domestic Support Disciplines for Further Agricultural Trade Liberalization. IIIS Discussion Paper No. 99. Accès: http://ssrn.com/abstract=922251 ou http:// dx.doi.org/10.2139/ssrn.922251. ▪▪ Zimmermann A., Möhring A., Mack G., Mann S., Ferjani A. & Gennaio M.P., 2012. Les conséquences d'une réforme du système des paiements directs: Simulations à l'aide de modèles SILAS et SWISSland. Rapport ART N° 744 (Résultats mis à jour sur le site de l'OFAG www.blw.admin.ch). Station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, Ettenhausen.

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P r o d u c t i o n

v é g é t a l e

Le maïs Bt – une contribution possible à la production intégrée en Europe? Michael Meissle, Jörg Romeis et Franz Bigler Station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, 8046 Zurich Renseignements: Michael Meissle, e-mail: michael.meissle@art.admin.ch, tél. +41 44 377 73 96 herbicides, insectes ravageurs ou aux deux. Par rapport à la surface mondiale des cultures de PGM, l’Europe joue un rôle insignifiant. Elle compte à peine 115 000 hectares de cultures de maïs résistant aux insectes et 17 ha de pommes de terre ayant une teneur en amidon optimisée pour une utilisation industrielle. La résistance aux insectes dans les PGM commercialisées est conférée par les gènes de la bactérie Bacillus thuringiensis (Bt). Ces gènes permettent la production de protéines insecticides Cry ou Vip qui exterminent le ravageur ciblé. Les produits microbiens à base de Bt ménagent l’environnement et sont utilisés depuis longtemps en agriculture. La principale plante qui est transformée avec des gènes Bt est le maïs (James 2011). En Union Européenne (UE), le maïs Bt est surtout cultivé en Espagne, suivie par le Portugal, la Tchéquie, la Pologne, la Slovaquie et la Roumanie, dont les cultures sont nettement moins étendues (fig. 1). Cet article présente les principaux ravageurs du maïs en Europe et les moyens actuels de les combattre. Puis les avantages et les inconvénients du maïs Bt sont examinés, ainsi que le rôle qu’il peut jouer dans la production intégrée (PI).

En produisant des protéines de Bacillus thuringiensis , le maïs est protégé contre les attaques de certaines espèces de lépidoptères et de coléoptères. (photo: ART)

Introduction La surface mondiale des cultures de plantes génétiquement modifiées (PGM) a augmenté ces 15 dernières années pour atteindre 160 millions d’hectares en 2010 (James 2011), soit quelque 10 % de la surface des terres assolées à travers le monde. La plupart de ces plantes comportent des gènes les rendant résistantes à certains

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Principaux ravageurs des cultures de maïs en Europe Le principal insecte ravageur en Europe est la pyrale du maïs Ostrinia nubilalis (Meissle et al. 2010). Ce petit papillon est répandu dans toute l’Europe, à l’exception des régions nordiques (fig. 2a). Un autre papillon ravageur est la sésamie du maïs Sesamia nonagrioides, mais elle se limite principalement au Bassin méditerranéen et ne joue aucun rôle en Suisse (fig. 2b). Les chenilles de ces deux espèces forent des tunnels dans les tiges et les épis de maïs, ce qui entrave l’apport d’eau et d’éléments nutritifs, et crée un accès aux maladies fongiques comme la fusariose. Les forages très dommageables provoquent la cassure des tiges et des épis. Le troisième ravageur principal est la chrysomèle des racines du maïs Diabrotica virgifera virgifera, qui provient d’Amérique du Nord et s’est rapidement répandue en Europe (fig. 2c). En Suisse, le coléoptère se trouve au Tessin. Au Nord des Alpes, des populations se sont établies ces dernières années dans la vallée de l’Inn à la

frontière entre la Bavière et l’Autriche, ainsi qu’en Alsace et dans le Bade-Wurtemberg le long du Rhin. Les larves de ce coléoptère s’attaquent aux racines, ce qui entrave à nouveau l’apport d’eau et d’éléments nutritifs, et réduit la stabilité des plantes. Le coléoptère adulte peut aussi endommager les soies et les jeunes grains (Meissle et al. 2010). Mesures de lutte actuelles Si les populations de ravageurs sont peu denses, il est économiquement préférable de ne pas lutter contre leur présence. Toutefois, la plupart des pays européens interviennent contre les insectes nuisibles en prenant les mesures énoncées ci-après. Lutte chimique Dans les cultures de maïs, on utilise souvent des insecticides à large spectre d’action, comme des pyréthroïdes pour lutter contre les lépidoptères nuisibles et des organophosphates contre la chrysomèle des racines du maïs (Meissle et al. 2010). Les traitements contre la pyrale du maïs doivent être appliqués peu après l’éclosion des œufs, avant que les chenilles pénètrent dans les tiges. Des notations régulières et souvent plusieurs applications sont nécessaires. En Suisse, les traitements insecticides sont possibles, mais il faut généralement renoncer aux paiements pour prestations écologiques requises (PER). La sésamie du maïs est particulièrement difficile à combattre, car elle pond ses œufs entre la gaine foliaire et l’épi. Des semences traitées et des insecticides en granulés sont utilisés contre les larves de la chrysomèle des

Figure 1 | Cultures de maïs Bt en 2011 en Europe (en hectares). dapté par Meissle et al . (2011) avec des données de James (2011). A

Résumé

Le maïs Bt – une contribution possible à la p roduction intégrée en Europe? | Production végétale

Le maïs Bt est un moyen de lutte spécifique et efficace contre certains ravageurs. Lorsque le maïs Bt remplace des insecticides chimiques à large spectre d’action, les avantages écologiques sont évidents, car cela permet par exemple de ménager des organismes auxiliaires. Des produits de haute qualité peuvent ainsi être cultivés en peu de temps et à bon marché. Le développement de résistances et l’attaque d’éventuels ravageurs secondaires risquent de compromettre l’utilisation durable du maïs Bt; cela exige la prise de mesures adéquates (refuges, promotion des ennemis naturels) ainsi qu’un suivi. Malgré le coût élevé des semences et l’excédent de dépenses administratives, les producteurs de maïs Bt pourraient augmenter leurs revenus dans les régions très menacées par les ravageurs. Mais face à l’interdiction de cultiver du maïs Bt dans de nombreux pays européens, les productrices et producteurs n’ont pas tous la possibilité de bénéficier de ce potentiel économique. Dans le contexte de la production intégrée, le maïs Bt pourrait être combiné avec d’autres mesures.

racines du maïs. Des insecticides peuvent être pulvérisés contre les adultes. Les insecticides chimiques sont généralement bon marché et les producteurs en connaissent bien l’application. Des machines spéciales sont toutefois nécessaires pour traiter les hautes cultures de maïs. Certains insecticides à large spectre d’action agissent simultanément sur plusieurs ravageurs, mais ils ont des effets secondaires sur les auxiliaires, comme les ennemis naturels, les pollinisateurs et les décomposeurs. A cela s’ajoute le risque d’apparition de résistances aux substances actives. L’UE s’efforce de réduire les pesticides et d’appliquer une protection intégrée. Dans sa Directive 2009/128/ CE, publiée récemment, l’UE ordonne à tous les Etats membres de mettre en œuvre ces objectifs d’ici à 2014. Lutte biologique La seule alternative de lutte biologique réside dans les trichogrammes, petites guêpes qui parasitent les œufs de la pyrale du maïs. Ces parasitoïdes ont été lâchés sur quelque 150 000 hectares, notamment en France, en Allemagne et en Suisse (Meissle et al. 2009, 2010). La méthode est très efficace, sauf si les populations de 

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Production végétale | Le maïs Bt – une contribution possible à la p roduction intégrée en Europe?

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commercialisé existe déjà en Allemagne. La lutte biologique contre les ravageurs est généralement souhaitable, car elle agit spécifiquement contre les organismes ciblés et ménage l’environnement.

Figure 2 | Répartition des trois principaux ravageurs du maïs en Europe: A) la pyrale du maïs (Ostrinia nubilalis), B) la sésamie du maïs (Sesamia nonagrioides), C) la chrysomèle des racines du maïs ( Diabrotica virgifera virgifera). Adapté par Meissle et al . (2011), (photos: Matilde Eizaguirre, Carmen Lopez, Michael Meissle).

Lutte à l’aide de méthodes culturales Pour réduire le nombre de larves hibernantes de la pyrale du maïs, il convient de faucher le champ au ras du sol après la récolte, puis de broyer les résidus végétaux et les labourer (Meissle et al. 2010). La rotation des cultures est très efficace dans la lutte contre la chrysomèle des racines du maïs, car les femelles pondent principalement dans les champs de maïs et les larves qui éclosent l’année suivante ne peuvent pas, ou peuvent difficilement, se développer dans d’autres grandes cultures. Aux EtatsUnis, où sont pratiquées surtout des rotations de soja et de maïs, on a pourtant vu se développer des populations de coléoptères qui pondent principalement dans le soja ou dont les larves ne sortent de l’œuf qu’après deux ans. C’est dire combien il est important de diversifier les rotations qui constituent une pierre angulaire essentielle à la production intégrée.

pyrale du maïs sont très denses. Notations, systèmes de prévisions et logistique efficiente sont autant d’atouts permettant de choisir la date idéale du lâcher, ce qui est essentiel à la réussite. Les trichogrammes n’agissent pas sur la sésamie du maïs, car ses œufs cachés sont difficiles à parasiter. Des essais en plein champ montrent que des nématodes entomopathogènes peuvent combattre les larves de la chrysomèle des racines du maïs. Un produit

Avantages potentiels de la culture de maïs Bt La lignée de maïs MON810 est la seule PGM résistante aux insectes qui soit autorisée en Europe. Elle produit la protéine Bt Cry1Ab utile au contrôle de la pyrale du maïs et de la sésamie du maïs. Plusieurs avantages ont conduit à une application rapide de la technologie dans de nombreux pays du monde (Meissle et al. 2011). Pour lutter contre la chrysomèle des racines du maïs, diverses lignées de maïs Bt, déjà largement répandues aux Etats-Unis, ont été également développées.

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Le maïs Bt – une contribution possible à la p roduction intégrée en Europe? | Production végétale

Haute efficacité Le maïs Bt étant très bien protégé contre les ravageurs ciblés, il offre des rendements généralement plus élevés que le maïs conventionnel en cas d’attaque moyenne à forte (Gómez-Barbero et al. 2009). Le maïs exprimant Cry1Ab permet de contrôler tant la pyrale du maïs que la sésamie du maïs, d’où un avantage notable par rapport aux méthodes conventionnelles dans les régions méditerranéennes. Aux Etats-Unis, une sérieuse réduction régionale des populations de pyrales du maïs a pu être obtenue grâce à la culture de maïs Bt à grande échelle, ce qui fut également profitable aux producteurs conventionnels notamment (Hutchison et al. 2010). Simplification du travail Comme les plantes expriment la protéine insecticide Bt durant toute la saison culturale, le maïs Bt rend inutiles certains travaux comme les notations, la pulvérisation d’insecticides ou le lâcher des trichogrammes. Ce gain de temps est un avantage, notamment en Europe méridionale où les papillons ravageurs connaissent plusieurs générations par an. Un produit de haute qualité Les pathogènes fongiques, comme les espèces de Fusarium, provoquent des pourritures des racines, des tiges et des épis, et produisent des mycotoxines nocives pour les êtres humains et les animaux. Les endroits perforés par les insectes, notamment par les larves des papillons de la deuxième génération, facilitent l’intrusion du pathogène dans la plante. Le maïs Bt étant mieux protégé contre ce type de perforation, le risque d’infection par des pathogènes est également atténué, ce qui améliore la qualité des grains et de l’ensilage. Cet élément est important, car l’UE et la Suisse limitent sévèrement les valeurs seuils pour certaines mycotoxines des denrées alimentaires et les valeurs indicatives pour les fourrages. Avantages écologiques De nombreuses études en laboratoire et en plein champ montrent que les protéines Bt agissent spécifiquement sur certains groupes de ravageurs ciblés et que le maïs Bt n’a pas d’effets inattendus sur les auxiliaires, comme les ennemis naturels, les abeilles ou les organismes du sol (Romeis et al. 2006; Naranjo 2009; Icoz et Stotzky 2008). Les risques que le maïs Bt résistant aux lépidoptères agisse sur les papillons diurnes ont été jugés faibles car ces derniers y sont peu exposés (Perry et al. 2010). Selon les estimations, 35 % des insecticides peuvent être épargnés dans les régions où l’on cultive du maïs Bt (Brookes et Barfoot 2010; Gómez-Barbero et al. 2008). Grâce à

Chimique

Protection curative (direct) BiotechBiolo- nique Physi- gique

que

Systèmes d'alerte, de prévison et de diagnostic précoce

Analyse des risques suivi

Seuil économique Systèmes de culture et d'entretien: travail du sol, fumure, irrigation, rotation des cultures, etc. Variétés tolérantes/résistantes

Protection préventive (indirecte)

Promotion des ennemis naturels

Figure 3 | Principes de la protection intégrée des plantes selon Boller et al . (2004). Adapté par Meissle et al . (2011).

cette économie d’insecticides néfastes à l’environnement, le maïs Bt peut représenter un net avantage écologique (Romeis et al. 2006; Naranjo 2009). Inconvénients potentiels de la culture de maïs Bt Comme dans toute technologie, la culture de maïs Bt s’accompagne aussi d’obstacles et de risques qui restreignent les possibilités d’utiliser cette méthode (Meissle et al. 2011). Développement de résistances Etant donné que le maïs exprime une protéine insecticide en haute dose durant toute la période culturale, la forte pression de sélection s’exerçant sur les ravageurs ciblés peut conduire au développement de résistances. Afin de repousser ce risque, il convient de planter aussi un certain pourcentage (p. ex. 20 %) de maïs conventionnel faisant office de refuge. Grâce à cette stratégie, des papillons résistants pourront s’accoupler avec des individus sensibles et ainsi transmettre cette sensibilité à leurs descendants. En Espagne, où le maïs Bt est cultivé depuis 1998, aucun indice n’indique jusqu’à présent une diminution de la sensibilité au Cry1Ab (Farinos et al. 2011). De nouvelles plantes de maïs Bt, cultivées aux Etats-Unis principalement, produisent simultanément deux, voire plusieurs protéines Bt différentes. Ces plantes ont un plus grand potentiel de durabilité, car la vraisemblance que des résistances aux diverses protéines se développent en même temps est considérablement réduite. Apparition de ravageurs secondaires En remplaçant des mesures de lutte non spécifiques aux ravageurs (p. ex. des insecticides à large spectre d’action) par des méthodes agissant très spécifiquement, il peut

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Production végétale | Le maïs Bt – une contribution possible à la p roduction intégrée en Europe?

arriver que des populations de ravageurs secondaires, qui étaient aussi sous contrôle auparavant, se développent et dépassent le seuil économique. Il en est de même pour le maïs Bt aux effets très spécifiques. Dans le pire des cas, il y aurait lieu d’utiliser à nouveau des insecticides. Néanmoins, l’Europe ne connaît aucun cas de ravageurs secondaires qui seraient apparus dans le contexte de la culture de maïs Bt. Favoriser les ennemis naturels dans les champs de maïs Bt contribue à maintenir les populations de ravageurs secondaires au-dessous du seuil économique (Romeis et al. 2006). Cette option doit donc constituer un important but de la production intégrée de maïs. Appliquer les dispositions contractuelles Les producteurs de maïs Bt ont une plus grande charge administrative que les producteurs conventionnels. Cette charge comprend la communication, l’établissement d’une comptabilité détaillée, la formation et les contrôles. D’après les prescriptions de l’ordonnance sur la coexistence, tout producteur de maïs Bt doit aussi s’assurer que les exploitations voisines peuvent encore adopter une production conventionnelle ou biologique sans dépasser les valeurs limites en vigueur pour les impuretés des PGM. Cela exige la conclusion d’accords avec les exploitations voisines, les entreprises de travaux agricoles et les coopératives, ce qui augmente encore les coûts de production (Albisser Vögeli et al. 2011). Manque d’autorisations de culture En UE, un grand nombre de lignées de PGM est autorisé pour l’importation de denrées alimentaires et de fourrage (voir www.gmo-compass.org). MON810 est toutefois la seule lignée de maïs Bt qui peut aussi être cultivée. Mais elle est interdite dans certains pays, comme l’Autriche, la France, l’Allemagne, la Grèce, le Luxembourg et la Hongrie. En Suisse, un moratoire sur la culture commerciale de plantes transgéniques existe aussi depuis 2005. Des dossiers portant sur l’autorisation de cultiver d’autres lignées de maïs Bt ont été soumis à l’UE, mais aucune décision n’a été prise jusqu’à présent (Meissle et al. 2011). Ainsi, dans les pays européens, de nombreux producteurs et productrices n’ont aucune possibilité de choix, qu’ils veuillent ou non utiliser du maïs Bt, car sa culture n’est pas autorisée par les autorités régionales, nationales ou de l’UE. Rentabilité du maïs Bt Les prix des semences sont généralement plus élevés pour le maïs Bt que pour le maïs conventionnel, car l’industrie prélève un supplément pour la technologie. Les coûts de protection des plantes sont ainsi exonérés lors

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de l’achat des semences déjà, ce qui peut diminuer le bénéfice si l’impact des ravageurs est faible. Les expériences faites en Espagne montrent que les coûts des semences sont adaptés régionalement en fonction de l’impact des ravageurs et du bénéfice escompté (GómezBarbero et al. 2009). Dans ce même pays, le maïs Bt est produit presque partout où il contribue à augmenter le bénéfice de l’exploitation. Des analyses économiques montrent que le maïs Bt serait surtout avantageux dans les Etats de l’UE où sa culture est actuellement interdite (Meissle et al. 2011). En Suisse, le maïs Bt est peu nécessaire, car la lutte contre la pyrale du maïs a lieu principalement à l’aide des trichogrammes. D’après une étude sur la rentabilité réalisée par Agroscope ART, le maïs Bt ne serait guère intéressant pour l’agriculture suisse par rapport au maïs conventionnel, en raison surtout des mesures de coexistence exigées (Albisser Vögeli et al. 2011). Par ailleurs, un grand nombre de consommatrices et consommateurs suisses sont hostiles au génie génétique pratiqué en agriculture (Bonfadelli & Meier 2010). Le rôle technologique du maïs Bt dans la PI La production intégrée vise à obtenir durablement des produits de haute qualité. Elle utilise des ressources naturelles et des mécanismes de régulation, afin de réduire les apports néfastes à l’environnement, d’améliorer la fertilité du sol et d’obtenir un environnement diversifié (Boller et al. 2004). La protection intégrée des plantes doit donc être peu coûteuse et ménager l’environnement. Des méthodes préventives (indirectes) et curatives (directes) sont appliquées à cet effet (fig. 3). Lorsqu’il faut s’attendre à un potentiel de nuisibilité élevé malgré les mesures préventives, il est possible de réagir à l’aide d’organismes de lutte biologique, de méthodes biotechniques (technique de lutte par confusion, lâchers d’insectes stériles) ou de méthodes physiques. Les pesticides chimiques ne sont à utiliser qu’en dernier recours (Boller et al. 2004). La protéine insecticide produite par le maïs Bt peut être considérée comme une intervention curative contre le ravageur ciblé ou alors comme une mesure préventive qui consiste à augmenter la résistance des plantes. Grâce à son absence de toxicité pour les être humains, les pollinisateurs, les organismes du sol et les ennemis naturels, le maïs Bt pourrait facilement être utilisé dans le cadre de la production intégrée. Toutefois, les directives actuelles des principales organisations de label en Suisse (IP Suisse, BioSuisse) excluent l’utilisation des n plantes transgéniques.

Mais Bt – Un possibile contributo per la produzione integrata in Europa? Con l'ausilio del mais Bt determinati parassiti possono essere controllati in modo specifico ed efficiente. L’utilizzo di mais Bt comporta vantaggi ecologici in quanto vengono ad esempio risparmiati organismi utili contrariamente a quanto è il caso con insetticidi chimici ad ampio spettro d'azione. Inoltre il mais Bt permette agli agricoltori una produzione di alta qualità con basso dispendio di tempo e di risorse. Il rischio di un utilizzo sostenibile di mais Bt è rappresentato dallo sviluppo di resistenze e possibili insorgenze di parassiti secondari che richiedono provvedimenti adeguati (rifugi, sostegno dell'antagonista naturale) e un monitoraggio Nonostante i costi della semenza e il dispendio amministrativo siano più elevati, i produttori di mais Bt possono ottenere redditi maggiori nelle regioni con forte presenza di organismi nocivi. Con il divieto di coltivazione in molti paesi europei non tutti i produttori possono, tuttavia, sfruttare questo potenziale economico. Nella produzione integrata il mais Bt potrebbe essere abbinato ad altre misure.

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Summary

Riassunto

Le maïs Bt – une contribution possible à la p roduction intégrée en Europe? | Production végétale

Bt maize – a potential contribution to integrated production? Bt maize represents a targeted and efficient measure for controlling certain pests. Replacing broad-spectrum insecticides with Bt maize produces environmental benefits, for example because this approach does not harm beneficial organisms. Growers can produce high-quality products with low time and resource investment. Resistance evolution and potential secondary pest outbreaks are risks for the sustainable use of Bt maize that require appropriate management plans (refuges, encouragement of natural enemies) and monitoring. Despite higher seed prices and administrative requirements, Bt-maize growers in areas with high pest pressure have generally been able to increase their gross margin. With the non-authorisation of Bt maize in several European countries, however, not all producers can make use of this economic potential. In the context of integrated production, Bt maize could be used in combination with other measures. Key words: genetically modified organisms; maize pests; integrated pest management; Bt-protein.

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P r o d u c t i o n

v é g é t a l e

L a résistance aux maladies f ongiques de lignées de blé transgénique en plein champ Fabio Mascher1, Caterina Matasci1,2 , Yvan Kneubuehler1, Stefan Kellenberger1, Carolina Diaz Quijano3, Beat Keller4, Christof Sautter3 et Arnold Schori1. 1 Station de recherche Agroscope Changins-Wädenswil ACW, 260 Nyon 1 2 Delley Semences et Plantes DSP, 1567 Delley 3 Ecole Polytechnique de Zurich, 8093 Zurich 4 Université de Zurich, 8008 Zurich Renseignements: Fabio Mascher, e-mail: fabio.mascher@acw.admin.ch, tél. +41 22 363 47 33

Semis du test de résistance à Pully.

Introduction Les plantes disposent d’une part de barrières physiques et biochimiques limitant ou empêchant leur colonisation par les agents pathogènes. Ces barrières agissent de manière non spécifique, mais n’apportent qu’une protection partielle contre les infections (Hückelhoven 2007). Les plantes possèdent d’autre part des résistances spécifiques leur permettant de reconnaître certaines races d’agents pathogènes et d’activer rapidement une batterie de défense biochimiques (Slusarenko et al. 2000; Niu & He 2009). Ces systèmes de défense induits par l’infection se déclenchent à chaque infection. La protection complète dépend de la rapidité du temps de réaction. Lors de cette réaction induite, la plante produit notamment des protéines PR (pathogenesis-related proteins; van Loon et al. 2006), par exemple des glucanases et chitinases. Ces enzymes dégradent les glucanes et chitines, composants importants des parois cellulaires du

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champignon (Kasprzewska 2003; Liu et al. 2009). Ainsi, les glucanases et chitinases affaiblissent le pathogène et perturbent le processus d’infection (Liu et al. 2009; Ferreira et al. 2007). Au cours de ces dernières décennies, la recherche a fait de grands progrès dans la connaissance de la fonction des gènes impliqués dans le mécanisme de défense décrit ci-dessus. Plusieurs gènes de résistance ont été clonés (isolés) et peuvent être transmis par transgenèse à des plantes ne possédant pas ces gènes. L’intégration de ces gènes de résistance dans une nouvelle plante permet aussi de comprendre et contrôler sa fonction et ses interactions avec d’autres gènes. Les connaissances acquises sont très utiles à la sélection classique des cultures modernes et peuvent également être utilisées pour le développement de lignées transgéniques. Ce travail examine la résistance envers différents agents pathogènes fongiques sur blé transgénique ou non. L’impact de deux types de résistance est examiné: résistance quantitative (non spécifique) et résistance qualitative (spécifique à la souche). La résistance quantitative a été obtenue par transfert sur la variété de blé de printemps Frisal de gènes de la chitinase et de la glucanase issus de l’orge (Bieri et al. 2003). Le gène spécifique de résistance à l’oïdium Pm3b a été transféré sur la variété Bobwhite (Brunner et al. 2011). Quatre lignées transgéniques distinctes issues de Bobwhite-Pm3b ainsi que les lignées sœurs non-transgéniques correspondantes sont intégrées à cette étude (Foetzki et al. 2012). Ces lignées permettent d’étudier les effets du processus de transformation sur la plante (Sharp et al. 2002). Tant les lignées transgéniques chitinase/glucanase que les lignées transgéniques Pm3b ont précédemment montré en serre un niveau de résistance à l’oïdium amélioré (Bieri et al. 2003; Brunner et al. 2011). Les lignés transgéniques Pm3 ont de plus montré au champ une résistance à l’oïdium également fortement améliorée (Foetzki et al. 2011; Brunner et al. 2011). Ce travail examine l’effet de

diverses résistances transgéniques à l’oïdium, la rouille jaune et la fusariose sur épi sous une forte pression d’infection avec des tests de résistance après infection artificielle.

Matériel et méthodes Variétés et lignées de blé examinées Toutes les variétés et lignées de blé utilisées dans ces expériences sont décrites dans le tableau 1. Les contrôles sont constitués par les variétés d’origine Bobwhite et Frisal ainsi que les variétés commerciales de blé de printemps Toronit, Fiorina, Casana et Rubli. Pour mieux appréhender la pression d’infection dans les tests de résistance, une variété sensible et une variété résistante ont été également semées dans chaque test de résistance. Implantation des essais Les essais ont été semés sur la parcelle 51 du domaine du site de Pully de la station de recherche Agroscope Changins-Wädenswil, en 2009 et 2010. Un test distinct pour chaque maladie a été implanté séparément. Deux lignes de la variété de triticale Trado ont été semées pour séparer chaque test individuel des autres. Les variétés ont été semées en poquets de 40 graines avec une distance entre les poquets d’environ 30 × 30 cm. Chaque répétition de chaque test de résistance était également isolée par une ligne de variétés particulièrement sensibles (ligne d’infection; tabl. 1). Aucun traitement fongicide n’a été effectué. Dès que la population de mouches de Frit (Oscinella frit) a dépassé le seuil de tolérance (soit la présence de 1 œuf/m²), la culture a été protégée par trois applications à une semaine d’intervalle avec Karate Zeon (Lambda-Cyhalothrin 9,43 %; Syngenta Agro AG, Dielsdorf, Suisse; 75 l dans 300 l d’eau/ha). Infections artificielles Les infections artificielles sont décrites par Michel (2002). Tous les isolats pathogènes utilisés proviennent de Suisse et représentent bien les virulences présentes sur le territoire national (Mascher et al. 2010; Mascher et al. 2012). Les plantes des variétés sensibles à l’oïdium Kanzler et Oï2- ont été pré-cultivées en serre et infectées avec l’oïdium. Après 2 semaines, les plantes fortement infectées ont été transplantées dans la ligne d’infection à l’oïdium du test de résistance. Les isolats de rouille jaune ont été multipliés en serre sur les variétés sensibles Coker et Eridano (tabl. 1). Les plantes présentant une forte sporulation ont été transplantées dans la ligne d’infection correspondante du test de résistance. En complément, des spores en suspension dans du pétrole ont été pulvérisées  sur les lignées d’infection.

Résumé

La résistance aux maladies f ongiques de lignées de blé transgénique en plein champ | Production végétale

Le transfert de gènes de résistance supplémentaires par transgenèse permet de mieux comprendre le fonctionnement de ces gènes et leur interaction avec d'autres gènes de la plante. Cette étude examine la résistance de différentes lignées de blé contre l'oïdium, la rouille jaune et la fusariose sur épi. Il étudie d’une part le gène de résistance spécifique Pm3b provenant de la variété locale Chul transféré à la variété Bobwhite et, d’autre part, la résistance quantitative, non-spécifique, apportée par les gènes chitinase et glucanase provenant de l'orge et transférés sur la variété de blé Frisal. Les expériences ont été conduites sous très forte pressions d'infection afin de comparer le niveau de résistance de la lignée transgénique avec la variété d'origine non modifiée. Dans le cas des descendants Pm3b de Bobwhite, il a été possible d'inclure des lignées sœurs non-transgéniques. Ces lignées sœurs ont subi le même processus de transformation, mais ont ensuite perdu le transgène par ségrégation après régénération par semence de la plante. Les résultats montrent que le gène supplémentaire Pm3b améliore considérablement la résistance envers les infections provoquées par l'oïdium, tant sur feuille que sur épi. De manière inattendue, une lignée transgénique montre également une résistance améliorée vis-à-vis de la rouille jaune. La résistance contre la fusariose sur épi n'est, par contre, guère influencée par la présence ou l’absence du transgène. Les gènes supplémentaires chitinase et glucanase n'ont pas montré d’efficacité sur la résistance des plantes transgéniques. Les connaissances acquises par ces essais sont très utiles pour la sélection classique de variétés résistantes.

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Production végétale | La résistance aux maladies f ongiques de lignées de blé transgénique en plein champ

Tableau 1 | Description des variétés et lignées de blé utilisées Liste des variétés et lignées de blé Nom

Description

Origine, Obtenteur

Pm3b-1tg

Lignée transgénique avec le gène Pm3b

Université de Zurich, B. Keller

Pm3b-1sl

Lignée sœur de Pm1tg, non-transgénique

Université de Zurich, B. Keller

Pm3b-2tg

Lignée transgénique avec le gène Pm3b

Université de Zurich, B. Keller

Pm3b-2sl

Lignée sœur de Pm2tg, non-transgénique

Université de Zurich, B. Keller

Pm3b-3tg

Lignée transgénique avec le gène Pm3b

Université de Zurich, B. Keller

Pm3b-3sl

Lignée sœur de Pm3tg, non-transgénique

Université de Zurich, B. Keller

Pm3b-4tg

Lignée transgénique avec le gène Pm3b

Université de Zurich, B. Keller

Pm3b-4sl

Lignée sœur de Pm4tg, non-transgénique

Université de Zurich, B. Keller

Bobwhite

Variété d'origine pour les transformations Pm3b

CIMMYT, Mexique

Lignée transgénique avec gène chitinase et glucanase

EPF de Zurich, C. Sautter, W Gruissem

A13

Lignée transgénique avec gène chitinase et glucanase

EPF de Zurich, C. Sautter, W Gruissem

Frisal

Variété d'origine pour les transformations chitinase et glucanase

Agroscope/DSP

Toronit

Variété commerciale, pour comparaison

Agroscope/DSP

Fiorina

Variété commerciale, pour comparaison

Agroscope/DSP

Casana

Variété commerciale, pour comparaison

Agroscope/DSP

Rubli

Variété commerciale, pour comparaison

Agroscope/DSP

Oï--

Lignée expérimentale, comparaison pour l'oïdium

Agroscope

OïS

Lignée expérimentale, comparaison pour l'oïdium

Agroscope

Variété commerciale, comparaison pour la rouille jaune

SPS Bologna, Italie

Aletsch

Variété commerciale, comparaison pour la rouille jaune

Agroscope/DSP

Nadro

Variété commerciale, comparaison pour la fusariose sur épi

Eridano

Sonalika

300

Variété commerciale, comparaison pour la fusariose sur épi

L’inoculum pour les tests de résistance de la fusariose sur épi était composé de différentes souches de Fusarium culmorum. Les spores ont été produites sur graines de blé et une concentration de 106 spores/ml a été employée pour infecter les plantes en début de floraison (Häller Gärtner et al. 2008). Notations La sévérité de l’infection a été notée sur une échelle logarithmique comme pourcentage de la surface foliaire atteinte (tabl. 2). La sévérité de l’infection d’oïdium sur épi a été évaluée sur 20 épis notés individuellement sur la base d’une échelle de 1 à 9. La notation de l’incidence (fréquence de l’infection) de la rouille jaune se base sur le comptage de la présence de symptômes sur les feuilles de 20 tiges. L’incidence de la fusariose sur épi a été évaluée sur 25 à 30 épis par poquet. Selon la durée de l’infection, chaque maladie a été notée en moyenne 5 fois mais au minimum 2 fois. Le dosage de la mycotoxine DON a été effectué avec le kit Ridascreen FAST DON (r-biopharm, Darmstadt, Allemagne) selon les indicateurs du producteur. Evaluation statistique Les essais ont été mis en place en tant que blocs complètement randomisés (complete randomized blocks) de 4 répétitions par maladie et durant 2 ans. Chaque bloc est une répétition et contient le set complet des 18 variétés. Les notes de la sévérité et de l’incidence ainsi obtenues ont été intégrées sur la durée de l’observation et exprimées comme surface sous la courbe de progression de la maladie (AUDPC; en anglais: area under the disease progress curve). Cette valeur a été obtenue par la formule AUDPC=∑ [(xi+xi+1)/2]ti-∑ti. Pour faciliter la comparaison inter-années de valeurs obtenues, l’AUDPC a été divisée par le nombre de jours entre la première et la dernière notation pour obtenir une valeur AUDPC par jour (AUDPC relative). Tableau 2 | Echelle de notation pour les infections sur feuille et sur épi Note 1

Agroscope/DSP

CIMMYT, Mexique

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Surface atteinte 0

2,5%

12,5%

25%

50%

75%

87,5%

97,5%

100%

La résistance aux maladies f ongiques de lignées de blé transgénique en plein champ | Production végétale

Les données ainsi récoltées ont été analysées avec le logiciel statistique SigmaPlot 11.0 (Systat Software Inc, Chicago, USA). Après testage de la distribution normale des résidus, une analyse de variance à un facteur a été effectuée pour déterminer la différence de comportement entre les lignées. Les différences statistiquement significatives entre les variétés ont été décelées par le test post-hoc HSD de Tukey (P < 0,02).

Bobwhite (fig. 1). Les lignées sœurs non-transgéniques montrent des infections significativement plus élevées que lignées incluant ce gène Pm3b. Cette différence de comportement démontre que le gène supplémentaire a bien augmenté la capacité de résistance de la plante. Certains des isolats d’oïdium utilisés possédaient la virulence Pm3b permettant au pathogène de surmonter la résistance Pm3b (données non présentées; liste des virulences dans Matasci et al., en préparation). Nos résultats suggèrent que le transgène Pm3b ajouté dans les lignées Bobwhite confère également une protection contre des pathogènes capables d’infecter les plantes porteuses du gène Pm3b non-transgéniques. En 2010, les conditions de l’infection ont été particulièrement 

Résultats Dans le test de résistance à l’oïdium sous infection artificielle, les quatre lignées transgéniques incluant Pm3b se sont montrées plus résistantes que la variété d’origine 7 2009 Sévérité de l’infection (AUDPC rel.)

2010

bc c

c 4

c c

c c c

ab a

a c

Oï

-Oï

bli Ru

rin

nit

Fio

isa

i-G

hit

i-G

-4

-3

-2

tg -2

sl -1

3b Pm

-1

Figure 1 | Sévérité de l’oïdium en 2009 (colonnes rouges) et 2010 (colonnes bleues). L’analyse statistique (ANOVA) a été effectuée pour chaque année indépendamment. Les lettres sur les colonnes indiquent les différences statistiques entre les variétés pour chaque année (Tukey HSD, P<0,02). Ährenbefall auf Bobwhite 7 c

c c

Infection des épis (note 1-9)

5 4 ab 3 2 a 1 0

Pm3b-1tg Pm3b-1sl Pm3b-2tg Pm3b-2sl Pm3b-3tg Pm3b-3sl Pm3b-4tg Pm3b-4sl

Bobwhite

Oï--

OïS

Figure 2 | Infections des épis par l’oïdium sur Bobwhite et les lignées dérivées transgéniques et non-transgéniques. Les lettres sur les colonnes indiquent les différences statistiques entre les génotypes (Tukey HSD, P<0,02).

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Production végétale | La résistance aux maladies f ongiques de lignées de blé transgénique en plein champ

élevées et ont autorisé l’oïdium à infecter également les épis de la variété Bobwhite, comme ceux de quelquesuns de ses descendants. L’infection d’oïdium était particulièrement sévère sur Bobwhite et sur les 4 lignées sœurs non-transgéniques (fig. 2). Les lignées transgéniques Pm3b-1tg, Pm3b-2tg et Pm3b-4tg montraient toutefois une infection significativement plus faible. L’infection de la lignée transgénique Pm3b-3tg montrait de très larges fluctuations de niveau. Statistiquement, le niveau de résistance de cette lignée était comparable à la fois avec la variété sensible d’origine Bobwhite et la lignée résistante Pm3b-2tg. Frisal et les lignées transgéniques dérivées A9 et A13 ont montré un niveau élevé d’infections par l’oïdium en 2009 et aucun symptôme en 2010. La forte infection en 2009 est probablement due à la présence de souches virulentes. Les gènes chitinase et glucanase supplémen-

taires ne contribuaient donc aucunement à la résistance dans les conditions expérimentales présentes. Aucune infection de l’épi n’a été décelée. La figure 3 présente la sévérité de l’infection de la rouille jaune pendant les deux années d’expérimentation. Frisal et les dérivés transgéniques n’ont montré qu’un très faible niveau d’infection alors que Bobwhite présentait des symptômes chaque année. La sévérité de l’infection à la rouille jaune n’était pas différente entre descendants transgéniques et non-transgéniques à l’exception de la lignée Pm3b-2tg. La lignée transgénique Pm3b-2tg montrait chaque année le niveau d’infection le plus faible dans tout le groupe Bobwhite. Toutefois, seule la différence en 2010 était statistiquement assurée. Afin de mieux comprendre les différences de comportement au sein du groupe Bobwhite, l’incidence de la rouille jaune, c’est-à-dire la fréquence de tiges présen-

Befallsstärke 3,5 2009

2010

cd cd

2,5 cd cd

cbd

1,5

ida

-1 Pm sl 3b -2 tg Pm 3b -2 Pm sl 3b -3 tg Pm 3b -3 Pm sl 3b -4 tg Pm 3b -4 sl Bo bw hit Ch e i-G lu A9 Ch i-G lu A1 3 Fr isa l To ro nit Fio rin a Ca sa na

-1

m No

Pm 3b

0,5 0

ab abc

abc

ab ab

bli

ab abc

Sévérité (AUDPC rel.)

Figure 3 | Sévérité de la rouille jaune dans les tests de résistance en 2009 et 2010. Les lettres sur les colonnes i ndiquent les différences statistiques entre les génotypes (Tukey HSD, P<0,02). Befallshäufigkeit 14

Incidence (AUDPC rel.)

12 10

bcd

b ab

4 a

a h

sc et Al

ida

wh ite

bli

Bo b

na sa

nit

rin a

Fio

isa Fr

A9 Ch i-G lu A1 3

-4

i-G lu

tg -4

3b Pm

-3 Pm

-3

tg Pm

3b -2

tg -2 3b

sl -1 Pm

3b Pm

-1

Figure 4 | Incidence de la rouille jaune sur les talles. Les lettres sur les colonnes indiquent les différences statistiques entre les génotypes (Tukey HSD, P<0,02).

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La résistance aux maladies f ongiques de lignées de blé transgénique en plein champ | Production végétale

Tableau 3 | Qualité des graines après infection artificielle avec Fusarium sur épi. Analyse statistique (par analyse de variance ANOVA) pour déterminer les différences entre variétés et lignées transgéniques et non-transgénique de Bobwhite et Frisal. Les lignées et variétés montrant un niveau de résistance au-dessus de la moyenne sont indiquées Bobwhite

Contamination mycotoxine (DON) Proportion de graines déformées

Poids de mille grains

2010

2009

2010 p=0,003

p=0,006

p=0,476 ns

p=0,004

Pm3b-1tg, Pm3b-4tg

-/-

Frisal

p=0,029

p=0,021

p=0,227

p=0,166

-/-

Pm3b-1sl, Pm3b-4tg

-/-

p=0,004

p=0,172

p=0,068

p=0,019

Pm3b-2sl, Pm3b-4sl

-/-

tant des symptômes, a été relevée en 2010. Ici aussi, les résultats montrent une résistance supérieure de la lignée Pm3b-2tg en comparaison avec Bobwhite et ses autres dérivés (fig. 4). L’incidence des infections de Fusarium en 2009 est présentée à la figure 5*. Les infections ne diffèrent pas entre variétés et lignées, à l’exception des deux variétés de comparaison Nadro (très résistante) et Sonalika (très sensible). Les lignées transgéniques Pm3b-1tg et Pm3b2tg montrent une faible augmentation de la fréquence d’infection par rapport à leurs lignées sœur respectives. Ces différences, bien que statistiquement non-signifi catives, se sont toutefois réexprimées en 2010 dans la combinaison Pm3b-1tg et Pm3b-1sl (données non présentées). L’infection par Fusarium peut également engendrer une baisse de la qualité des grains, si bien que les grains récoltés ont été analysés pour leur taux de grains malformés, le poids mille grains et la contamination par la mycotoxine déoxynivalénol (DON). L’analyse statistique des données montre d’effectives différences à l’intérieur des groupes Bobwhite et Frisal (tabl. 3). Dans le cas de la contamination en DON du groupe de Frisal, il est mis en évidence que la variété d’origine Frisal accumule moins de DON que ses descendants transgéniques. A l’intérieur du groupe Bobwhite, les seules différences de comportement concernent l’année 2009. Les lignées transgéniques accumulaient moins de mycotoxines que les autres lignées du groupe.

Discussion Cet article étudie les effets de gènes insérés dans l’amélioration du niveau de résistance du blé. Il se base sur deux modèles différents: le gène Pm3b issu du blé transféré sur la variété Bobwhite et les gènes de la chitinase/glucanase issus de l’orge sur la variété Frisal. Les *

Frisal

2009

La figure 5 est disponible sur le lien http://tiny.cc/2012RAS_supplement

lignées transgéniques sont comparées avec la variété d’origine de laquelle elles sont issues. Pour les lignées Pm3b, la comparaison inclut les lignées sœurs obtenues lors du processus de transformation et ayant perdu le transgène par ségrégation. Les lignées transgéniques et leurs lignées sœurs sont donc équivalentes, car issues du même embryon transformé de Bobwhite et du même processus de transformation, mais diffèrent par la seule présence ou absence du transgène. Par ces lignées sœurs, il est possible de séparer l’effet direct du transgène lui-même de l’effet des éventuelles variations somaclonales ou mutations survenues lors du processus de transformation. Les résultats présentés ici démontrent que l’insertion du gène Pm3b dans une variété sensible à l‘oïdium permet d’augmenter sa résistance au champ, en comparaison avec sa lignée sœur qui, elle, présente le même niveau de sensibilité que la variété d’origine Bobwhite. Cet effet positif a été plusieurs fois démontré dans des essais indépendants réalisés par différents auteurs et est confirmé ici dans un autre milieu (Brunner et al. 2011; Foetzki et al. 2011; Alvarez-Alfageme et al. 2011). La survenue de maladies de l’épi permet de mieux comprendre le comportement de résistance des plantes modifiées. Les infections de l’épi surviennent lors de conditions d’infection particulièrement favorables et s’observent sur les génotypes les plus sensibles (Cunfer 2002). Elles impliquent sans doute des pertes de rendement importantes (Mascher et al. 2006). La présence du gène Pm3b sur la variété visiblement très sensible Bobwhite bloque ou ralentit l’infection de manière effective. La lignée Pm3b-3tg réagit de manière très hétérogène en présentant un écart-type élevé (fig. 2). Dans cette lignée Pm3b-3tg, l’expression du transgène varie entre les différents individus le composant. Brunner et al. (2011) ont observé sur la lignée Pm3b-3tg une sous-régulation de l’activité du transgène (gene silencing). La fluctuation du niveau de résistance observée ici pourrait également s’expli- 

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303

Production végétale | La résistance aux maladies f ongiques de lignées de blé transgénique en plein champ

quer par une activité réduite du transgène. Les bases scientifiques de la résistance envers les infections de l’épi ne sont pas encore connues et dans les faits, les résistances monogénétiques ne le protègent pas toujours des infections (Tyryshkin et Gashimov 2009). L’action combinée de résistances quantitatives et qualitatives joue probablement un rôle majeur dans l’évitement de l’infection de l’épi. De plus, des gènes Pm3b fonctionnels confèrent à l’évidence un niveau de résistance suffisant dans les conditions environnementales de cette expérimentation. La lignée transgénique Pm3b-2tg présente dans ces essais une résistance à la rouille jaune substantiellement améliorée. Cette résistance limite non seulement l’intensité et la dissémination de l’infection sur les feuilles, mais empêche également son implantation sur la feuille. Brunner et al. (2011) ont montré que la lignée transgénique Pm3b-2tg est celle exprimant le plus le gène Pm3b. Il est envisageable que lors d’une très forte expression du gène, un autre pathogène soit alors capable d’induire un mécanisme secondaire de résistance. Cette hypothèse se limite toutefois à la rouille jaune, car ni les fusarioses de l’épi, ni d’autres pathogènes comme la rouille brune (P. triticina) ou la septoriose sur feuille ou sur épi (Phaeosphaeria nodorum, Mycosphaerella graminicola) n’ont été inhibés (données non présentées). Cette constatation d’une action positive conjointe du gène Pm3b sur la résistance à la rouille jaune est une base de départ intéressante pour des études complémentaires de comparaisons et d’étude d’interactions entre les résistances envers divers pathogènes. Les gènes de chitinase et glucanase ajoutés à la variété Frisal n’ont permis aucune amélioration significative du comportement de résistance par rapport à la variété d’origine. Ces informations sur le comportement de résistance à l’oïdium sont confirmées par les données obtenues en serre semi-confinée (Alvarez-Alfageme et al. 2011). En serre confinée, les transgènes chi tinase et glucanase élevaient significativement la résistance à l‘oïdium des lignées porteuse, les rendant significativement plus résistantes à l’oïdium que la variété d’origine Frisal. De fait, cette variété Frisal peut être qualifiée de résistante à l’oïdium. Les gènes supplémentaires ne présentent pas d’efficacité sous une forte pression de souches virulentes, comme cela a été vraisemblablement le cas en 2009. Une action bénéfiques de ces transgènes sur la résistance à la rouille jaune n’a pas été constatée, Frisal étant de fait déjà résistante aux isolats de rouille jaune utilisés. La résistance à la fusariose de l’épi étant de type quantitatif, elle nécessite une étude détaillée sur plusieurs paramètres. Dans cette étude, l’intensité et la fré-

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quence de l’infection ont été mesurées durant toute la saison. La formation du grain (grains mal formés, échaudés), le poids de mille grains et l’accumulation en mycotoxine déoxynivalénol (DON) ont été mesurés sur la récolte. Les gènes de la chitinase et de la glucanase insérés n’ont eu pratiquement aucun effet bénéfique sur ces paramètres, Frisal accumulant même visiblement moins de DON que ses descendants modifiés. La résistance à la fusariose de l’épi a été également observée sur les lignées transgéniques de Bobwhite possédant des gènes supplémentaires de chitinase et glucanase (Mackintosh et al. 2007). Cette étude reposait sur les mêmes paramètres que ceux utilisés ici et montrait de manière intéressante différents types et combinaisons de résistance. L’amélioration moderne du blé repose grandement sur la sélection pedigree (Fossati et Brabant 2003) et les enseignements de la génomique prennent de l’importance dans le choix des géniteurs et dans le tri des descendances (Moullet et al. 2008). Les enseignements de cette étude soutiennent la compréhension du mode d’action des gènes de résistance et facilitent leur transposition dans la pratique de la sélection. Des gènes de résistance comme Pm3b sont utilisés en routine dans les programmes actuels d’amélioration et l’intégration de résistances quantitatives représente un défi important pour l’avenir. La mise en évidence ici de l’instabilité de l’effet des gènes additionnels de chitinase et glucanase démontre que le fondement génétique des résistances quantitatives est plus complexe que supposé jusqu’alors.

Conclusions ••L’intégration du gène Pm3b améliore le niveau de résistance à l’oïdium des variétés de blé printemps dérivées de Bobwhite. ••Il est intéressant de constater un effet de ce gène également contre les infections de l’épi par l’oïdium. ••La lignée transgénique Pm3b-2tg issue de Bobwhite présente une nette amélioration de résistance envers la rouille jaune (Puccinia striiformis). ••Dans nos conditions expérimentales, les gènes de glucanase et chitinase ne permettent pas d’amélioration notoire de la résistance. ••La résistance pour la fusariose de l’épi n’est pas influencée. ••Ces travaux permettent une meilleure compréhension des fonctions et limites des gènes de résistance et soutiennent par ce biais la sélection végétale n classique.

La resistenza di linee transgeniche di frumento contro malattie crittogamiche in prove in campo Il trasferimento di geni di resistenza supplementari attraverso la transgenesi permette di meglio comprendere il funzionamento di questi geni e la loro interazione con altri geni della pianta. Questo studio esamina la resistenza di diverse linee di frumento contro oidio, ruggine gialla e fusiariosi della spiga. Esso studia da un lato il gene di resistenza specifica Pm3b proveniente dalla varietà locale Chul trasferito alla varietà Bobwhite e, da l’altro, la resistenza quantitativa, non-specifica, apportata dai geni chitinasi e glucanasi provenienti dall’orzo e trasferiti sulla varietà di frumento Frisal. Le prove sono state condotte sotto forte pressione d’infezione in modo da confrontare il livello di resistenza della linea transgenica con la varietà di origine non modificata. Nel caso dei discendenti Pm3b di Bobwhite, è stato possibile inoculare le linee sorelle non transgeniche. Queste linee sorelle hanno subito lo stesso processo di trasformazione, ma hanno in seguito, perso il transgene attraverso segregazione dopo rigenerazione con semente della pianta. I risultati mostrano che il gene supplementare Pm3b migliora considerevolmente la resistenza verso le infezioni provocate dall’oidio, sia su foglia, sia su spiga. In modo inatteso una linea transgenica mostra anche una migliore resistenza verso la ruggine gialla. Per contro, la resistenza alla fusariosi della spiga non è assolutamente influenzata dalla presenza o dall’assenza del transgene. I geni supplementari chitanasi e glucanasi non hanno mostrato alcuna efficacia sulla resistenza delle piante transgeniche. Le conoscenze acquisite attraverso queste prove sono molto utili per la selezione classica di varietà resistenti.

Summary

Riassunto

La résistance aux maladies f ongiques de lignées de blé transgénique en plein champ | Production végétale

The resistance of transgenic wheat lines against fungal infections in field trials The transfer of additional resistance genes by transgenesis allows to better understand their function and interactions with the other genes of the plant. This study examines the resistance of different wheat lines against powdery mildew, stripe rust and Fusarium head blight. On the one hand, the race specific resistance gene Pm3b of the wheat landrace Chul has been transferred to the variety Bobwhite, on the other hand, non specific, quantitative resistance provided by chitinase and glucanase genes has been added to the variety Frisal. The trials have been realized under strong infection pressure in order to compare the resistance level of the transgenic lines with their original varieties. In the case of Pm3b descendants, it was possible to include non-transgenic sister lines. The sister lines underwent the same transformation process as the transgenic lines but the transgene was lost after regeneration of the plant by seeds due to segregation. The results show that the additional Pm3b improves considerably the resistance against powdery mildew infections on leaves but also on the ears. Surprisingly, one of the transgenic lines displays improved resistance against stripe rust. Resistance against Fusarium head blight is not affected by the presence or absence of the transgene. Additionally introduced chitinase and glucanase genes did not improve the resistance improvement under the present experimental conditions. The new insight obtained with the present trials are useful for the classical breeding of resistant varieties. Key words: powdery mildew, stripe rust, Fusarium head blight, somaclonal variations, efficiency, side effects.

Bibliographie Bibliographie et informations supplémentaires sur http://tiny.cc/2012RAS_supplement.

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P r o d u c t i o n

v é g é t a l e

Peut-on maîtriser le séneçon aquatique dans les prairies agricoles? Matthias Suter1,2, Cornel J. Stutz1, Rafael Gago2 et Andreas Lüscher1 Station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, 8046 Zurich 2 Association pour le développement de la culture fourragère ADCF, 8046 Zurich Renseignements: Matthias Suter, e-mail: matthias.suter@art.admin.ch, tél. +41 44 377 75 90

Figure 1 | Peuplement avec une importante population de Senecio aquaticus . (Photo: Karl Waser, BBZN Schüpfheim)

Introduction Ces dernières années, le séneçon (Senecio aquaticus Hill) est en progression dans les prairies agricoles d’intensité moyenne et élevée, en Suisse comme dans les pays voisins (Bosshard et al. 2003; Suter et Lüscher 2008). L’espèce peut s’établir localement en très grand nombre (fig. 1) et représenter un danger pour les animaux de rente car elle contient des alcaloïdes pyrrolizidiniques toxiques (Röder et al. 1990). S. aquaticus se propage très facilement dans les prairies et les pâturages. Chaque individu forme plusieurs centaines de graines par an avec un pappus qui permet la dispersion par le vent. La rosette des plantes reste verte durant la floraison (fig. 2) et l’espèce est déjà en mesure de reformer des tiges avec des fleurs vingt jours

306

Recherche Agronomique Suisse 3 (6): 306–313, 2012

après la fauche seulement (Suter et Lüscher 2008). La rosette, proche du sol, n’est pratiquement pas touchée par la coupe, ce qui explique qu’il ne soit pas possible d’éliminer le S. aquaticus par des coupes fréquentes. Suter et Lüscher (2007) ont pu montrer quelles surfaces présentent un risque accru d’infestation par S. aquaticus et en ont conclu que le mode d’exploitation jouait également un rôle. Les parcelles dont l’intensité d’exploitation a été modifiée et qui présentent de grosses lacunes dans le peuplement ont un facteur de risque plus élevé. C’est pourquoi toute régulation durable devrait être associée à un mode d’exploitation adapté. Les herbicides semblent être efficaces à court terme, mais leur effet à long terme n’est pas documenté. Jusqu’à ce jour, on ne dispose pas de mesures de lutte efficaces et durables, pour réussir à éliminer de grandes populations de S. aquaticus des surfaces agricoles.

Peut-on maîtriser le séneçon aquatique dans les prairies agricoles? | Production végétale

Essais de lutte contre le séneçon aquatique Plusieurs mesures de lutte contre S. aquaticus ont été testées sur cinq sites différents situés au centre de la distribution suisse de l’espèce. Les surfaces d’essai ont été sélectionnées au printemps 2007. Il devait s’agir de prairies permanentes de plus de dix ans qui présentaient plus de dix individus de S. aquaticus par m² au début de l’essai. Les cinq surfaces d’essais couvraient un large éventail de conditions de sol, de fumure et de fréquences d’utilisation (tabl. 1); d’autres détails sur le site et les conditions environnementales figurent dans l’article de Suter et Lüscher (2011). Six procédés ont été testés: 1) labour à une profondeur maximale de 25 cm avec travail du sol consécutif et semis du mélange standard (MS) 442 (Suter et al. 2008), 2) fraisage jusqu’à 15 cm de profondeur avec semis (MS 442), 3) application d’un herbicide sélectif contre les dicotylédones (Banvel Extra; 6 l par ha; substances actives: MCPA + Mecoprop-P + Dicamba), 4) arrachage de toutes les plantes de séneçons, 5) réduction de l’intensité d’exploitation à une coupe annuelle et 6) un procédé témoin sans intervention ni modification des pratiques. Les procédés ont été établis en juin 2007 sur des parcelles d’essai de 3 m × 5 m en trois répétitions. La moitié de chaque parcelle d’essai (3 m × 2,5 m) a été sursemée avec MS 442 en juillet 2007 et avril 2008 (site splitplot). Dans le cas du procédé avec extensification du mode d’exploitation, la fauche annuelle n’a eu lieu qu’en septembre. Les parcelles de ce procédé n’ont reçu aucun engrais, alors que tous les autres procédés (y compris le procédé témoin) ont été fauchés deux fois par an et ont reçu un apport de 30 kg d’azote, 9 kg de phos- 

Résumé

Matériel et méthodes

Le séneçon aquatique (Senecio aquaticus Hill) est en progression dans les prairies permanentes agricoles, où sa toxicité constitue un danger pour les bovins et autres animaux de rente. Six méthodes de lutte contre S. aquaticus ont été étudiées sur cinq prairies suisses infestées: rénovation de la prairie après labour, rénovation après fraisage, lutte chimique, arrachage, extensification de l’utilisation à une coupe par année et un procédé témoin sans intervention. La réserve de graines de S. aquaticus dans le sol a aussi été étudiée. A court terme, la lutte chimique et l’extensification ont été les plus efficaces pour réduire la population de S. aquaticus (jusqu’à 88 % de réduction). Les autres méthodes de lutte n’ont pas été efficaces. Trois ans après les interventions, le nombre de séneçons était encore le plus faible dans les parcelles traitées à l’herbicide ou extensifiées. Cependant, la population de S. aquaticus y atteignait le même niveau qu’avant le début de l’essai. S. aquaticus constitue une grande réserve de graines dans le sol avec plus de 1000 graines viables par m². Cette réserve de graines a contribué à l’échec des mesures de lutte, car toutes les plantes de séneçon ayant été éliminées ont été remplacées par des plantules. Cette étude montre que la lutte contre les populations établies de S. aquaticus ayant pu constituer une réserve de graines dans le sol reste difficile. Les interventions contre cette espèce doivent être répétées sur plusieurs années jusqu’à épuisement de la réserve de graines. Il faut donc impérativement prévenir la constitution d’une telle réserve et commencer la lutte le plus rapidement possible.

Tableau 1 | Environnement, sol et gestion des cinq sites avec surfaces d’essai pour la lutte contre Senecio aquaticus . Tous les sites se s ituent au centre de la zone de répartition géographique de S. aquaticus en Suisse

Site

altitude

C organique

Phosphore AAE

Potassium AAE

Fumure azotée

Nombre de défoliations

[m]

[%]‡

[mg/kg]*

[kg ha−1 an−1]**

[an−1]***

Kriens I

810

6,1

13,5

93,7

Kriens II

800

4,5

21,2

91,7

136

Kriens III

810

7,1

10,0

83,4

Rothenthurm

910

27,4

86,0

240,2

Sattel

780

6,3

26,0

128,2

†

Exploitation bio. La texture et les éléments nutritifs du sol ont été mesurés au printemps 2007 avant le début de l’essai. Les analyses sont décrites en détails dans Suter & Lüscher (2008). § AAE: Extraction à l’acétate d’ammonium + EDTA. ¶ Quantité d’azote disponible pour les plantes; moyenne 2004−2006. # Fréquence d’exploitation jusqu’en 2006. † ‡

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Production végétale | Peut-on maîtriser le séneçon aquatique dans les prairies agricoles?

Figure 2 | Senecio aquaticus atteint une taille de 20 à 50 cm et forme une rosette de feuilles près du sol, qui demeure en grande partie intacte pendant la floraison. Certains i ndividus forment plusieurs centaines de graines par an avec un pappus qui permet la d ispersion par le vent. (photo: ART)

phore et 14 kg de potassium par hectare et par an. Pour éviter que des graines de séneçon ne se dispersent en dehors des parcelles, les parcelles d’essai ont été protégées de juin à septembre par un filet d’un mètre de haut (largeur des mailles: 4 mm). En mai 2007, avant l’application des mesures, tous les individus de S. aquaticus ont été comptés sur quatre m² par parcelle d’essai; ce comptage a été réitéré en septembre/octobre 2007, 2008 et 2009. De surcroît, en juillet 2008, on a également dénombré les individus fleuris sur la même surface de relevé. Ces relevés étaient censés mettre en évidence à quel point le S. aquaticus est capable de produire des graines, seulement une année après l’application des mesures de lutte. Les données ont été mises en valeur à l’aide de modèles linéaires généralisés, sachant que le nombre de plantes au début de l’essai a été inséré dans le modèle à titre de covariable. Enfin, en mai 2007, des échantillons de sol ont été prélevés sur les parcelles témoins des cinq sites d’essai et préparés selon Ter Heerdt et al. (1996). Les graines ainsi récoltées dans le sol ont été placées dans une serre pen-

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dant une période de huit semaines jusqu’à la germination (moyennes des températures journalières/nocturnes: 24/18 °C). Les plantules de S. aquaticus ont été comptées lorsqu’elles avaient atteint 2 à 3 cm (les cotylédons et deux autres feuilles sont visibles), ce qui permettait d’assurer une identification correcte de l’espèce.

Résultats Effets de courte durée, efficacité limitée après 3 ans Quatre mois après l’application, ce sont le traitement herbicide (P < 0,001) et la fauche annuelle unique (P < 0,01) qui ont permis de réduire le plus efficacement le nombre d’individus de S. aquaticus (fig. 3, année 1). L’arrachage des plantes n’a pratiquement pas réduit la population de S. aquaticus, de même que le labour suivi d’un nouveau semis. Il faut ajouter qu’après fraisage et nouveau semis, le nombre d’individus a même augmenté. En général, les mesures de lutte ont diminué le diamètre des rosettes, l’application d’herbicides ayant eu un effet nettement significatif (tabl. 2, année 1). Ces effets de courte durée ainsi que les effets sur trois ans

Peut-on maîtriser le séneçon aquatique dans les prairies agricoles? | Production végétale

Nombre d‘individus de Senecio aquaticus m-² (log-scala)

200

100

** * ns

ns ns

ns 50

ns ns •

•

ns ns

** ***

*** ns

10 **

Témoin non traité

Labour Fraisage

***

Herbicides

Arrachage Fauche unique annuelle

1 Année 1

Année 2

Année 3

Figure 3 | Effet de six mesures de lutte sur le nombre d’individus de Senecio aquaticus . La f igure présente les moyennes basées sur un modèle linéaire généralisé. L’année 1 indique l’effet à court terme, quatre mois après l’application des mesures. SE = 1 erreur standard; — = niveau de la parcelle témoin l’année 1 et 3. Les moyennes ont été testées entre les années ainsi que par rapport à la parcelle témoin pour les années 1 et 3. ***: P ≤ 0,001; **: P ≤ 0,01; *: P ≤ 0,05; •: P ≤ 0,1; ns: non significatif.

détaillés ci-après ont été constatés sur les cinq sites (pour des résultats par site, voir Suter et Lüscher 2011). La fréquence de S. aquaticus s’est généralement accrue au fil des trois années d’essai (fig. 3). Après l’application d’herbicides, un nombre significativement plus élevé d’individus a par exemple été constaté la deuxième année par rapport à la première année (P < 0,001). Une hausse similaire a été relevée entre les années 2 et 3 (P < 0,01) avec le procédé de fauche annuelle unique. Indépendamment de ces résultats, un effet de report a été constaté et les mesures les plus efficaces à court terme se sont également avérées les plus efficaces au bout de trois ans. En général, le nombre d’individus de S. aquaticus après trois années d’essai se situait au même niveau ou à un niveau plus élevé que celui de la parcelle témoin sans intervention à l’année 1. Quelle que soit l’année, il n’a pas été possible d’identifier un effet significatif du sursemis sur le nombre d’individus de S. aquaticus (P > 0,5; aucun autre résultat publié). L’année 3, le diamètre des rosettes était réduit uniquement dans le procédé de labour et celui de fauche annuelle unique. Après application d’herbicides, les rosettes étaient même plus grandes (tabl. 2). Le nombre d’individus de S. aquaticus en fleurs durant la

deuxième année d’essai était en corrélation étroite avec le nombre de plantes végétatives durant la première année (comparer fig. 4 & 3; R2 = 0,88; P < 0,001). On pouvait notamment observer un nombre significativement plus bas d’individus en fleurs après une application d’herbicides et une fauche annuelle unique, tandis 

Tableau 2 | Effet des mesures de lutte sur le diamètre des rosettes (cm) de Senecio aquaticus . Le tableau indique la moyenne de tous les individus mesurés dans les trois répétitions et les cinq sites (15 parcelles par procédés); les moyennes ont été testées chaque année par rapport à la parcelle témoin. L’année 1 montre l’effet à court terme quatre mois après l’application des mesures Mesure de lutte

Année 1

Témoin non traité

11,1 (±0,82)

9,3 (±0,25)

Labour

8,8 (±0,70)†

8,3 (±0,21)*

Fraisage

8,7 (±0,57)†

9,3 (±0,43)ns

Herbicides

5,2 (±0,11)***

11,2 (±0,23)***

Arrachage

8,9 (±0,50)ns

9,5 (±0,29)ns

Fauche unique annuelle

10,4 (±0,94)ns

7,7 (±0,37)***

***P ≤ 0,001; **P ≤ 0,01; *P ≤ 0,05; †P ≤ 0,1; ns: non significatif.

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Production végétale | Peut-on maîtriser le séneçon aquatique dans les prairies agricoles?

Individus de Senecio aquaticus en fleur m-²

12 ns

8 *

***

Fauche unique annuelle

Arrachage

Herbicides

Fraisage

Labour

Témoin non traité

*** 0

Figure 4 | Nombre d’individus de Senecio aquaticus en fleurs durant la deuxième année d’essai, c’est- à-dire une année après l’application des mesures de lutte. La figure présente les moyennes (± 1 erreur standard) basées sur un modèle linéaire généralisé. Les moyennes ont été testées par rapport à la parcelle témoin. ***: P ≤ 0,001; *: P ≤ 0,05; ns: non significatif.

qu’après labour et fraisage ce nombre était semblable à celui de la parcelle témoin. Importante réserve de graines dans le sol Senecio aquaticus forme de grosses réserves de graines dans la couche supérieure du sol (0−10 cm), avec en moyenne 1025 graines capables de germer par m² (tabl. 3). Il faut toutefois ajouter que les différences entre les sites et les grandes erreurs standards étaient le signe d’une grande variation dans l’espace. Pratiquement aucune graine de S. aquaticus n’a été trouvée plus en profondeur dans le sol (20−30 cm) de ces prairies permanentes.

Discussion Le présent travail a étudié plusieurs mesures de lutte contre des populations établies de S. aquaticus. Au bout de trois ans, aucune des mesures n’a donné un résultat convaincant; parallèlement, une grande réserve de graines de S. aquaticus a été trouvée dans le sol et nous pensons que les deux observations sont en relation étroite. S. aquaticus est décrite comme une espèce bisannuelle (Hess et al. 1977). Pour maintenir la taille de la population à un niveau stable, un nombre important d’individus doit donc chaque année s’établir à partir des graines, ce qui suppose une production efficace de

310

Recherche Agronomique Suisse 3 (6): 306–313, 2012

graines. Une part de ces graines reste capable de germer pendant très longtemps et constitue une réserve dans le sol. Lorsque les conditions environnementales le permettent, S. aquaticus peut germer en permanence à partir des graines en réserve dans le sol. Avec plus de 1000 graines par m², la réserve de S. aquaticus dans le sol est importante si l’on compare à d’autres espèces ayant des habitats similaires (Wellstein et al. 2007). De surcroît, l’espèce dispose d’un comportement de germination très efficace: les graines germent rapidement, ont une faculté de germination de plus de 70 %, et leur pouvoir de germination n’est pas diminué même après deux ans dans le sol (Suter et Lüscher 2012). Si le peuplement est lacunaire, S. aquaticus pourra tirer profit des ressources disponibles grâce à la germination rapide d’un grand nombre de graines. Comme un tel comportement durant les phases initiales de croissance est corrélé avec la fréquence d’une espèce dans le peuplement (Howard et Goldberg 2001), la germination rapide et efficace de S. aquaticus, associée à une grosse réserve de graines dans le sol, peut expliquer l’augmentation générale de la population dans les parcelles d’essai. Les graines de S. aquaticus provenant des réserves du sol ont dû germer en continu pendant l’essai. Cette particularité apparaît le plus nettement avec l’arrachage. Ce traitement a permis d’éliminer totalement tous les individus de l’espèce, y compris les petites plantules; pourtant,

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Tableau 3 | Nombre de graines de Senecio aquaticus capables de germer extraites de la couche supérieure du sol (0 – 10 cm) et d’une couche plus profonde (20−30 cm) pour les cinq sites d’essai. La figure représente les moyennes (n = 3; ± 1 erreur standard) Site

0−10 cm

20−30 cm

Kriens I

458 (± 253,5)

Kriens II

1542 (± 480,5)

42 (± 41,7)

Kriens III

1792 (± 1358,5)

Rothenthurm

1208 (± 546,5)

125 (± 125,0)

‡

Sattel ‡

Profondeur du sol

Aucune donnée du site de Sattel, car sol peu profond.

quatre mois plus tard, on comptait environ le même nombre de plantes de S. aquaticus qu’au préalable. Lorsqu’on arrache de nombreuses plantes, des lacunes se créent dans le peuplement, ce qui favorise la germination (Silvertown et Smith 1989). La technique de l’arrachage ne peut donc être recommandée que pour quelques individus. Lorsque la population est très abondante, la perturbation de la couche supérieure du sol due à l’arrachage est telle que la germination de S. aquaticus est favorisée par la disponibilité élevée en lumière. Le traitement herbicide a été efficace une année durant, en accord avec les résultats de Forbes (1977). Dès la deuxième année, le nombre d’individus de S. aquaticus se situait toutefois au même niveau que dans la parcelle témoin au départ. D’une part, il se pourrait que de petites plantules protégées par les rosettes n’aient pas été touchées par les substances actives. D’autre part, la disparition des dicotylédones a pu créer des lacunes dans le peuplement. Dans l’un ou l’autre cas, les graines ou les petits individus de S. aquaticus ont pu profiter de la nouvelle lumière et du nouvel espace disponibles pour se développer. L’hypothèse de la germination accrue est renforcée par le fait que, la première année, il y avait beaucoup de petites plantes (tabl. 2), qui, la deuxième année, n’avaient pas encore atteint une taille suffisante à la formation de fleurs (fig. 4). Le labour n’a pas donné de résultats satisfaisants bien qu’il soit utilisé avec succès en grandes cultures pour le contrôle des adventices. Comme on ne travaille en général pas le sol dans les prairies permanentes, on pourrait s’attendre à ce qu’un labour unique y soit plus efficace que dans les grandes cultures, travaillées régulièrement, sachant qu’on trouve moins de graines dans les couches plus profondes des surfaces non labourées que dans les

champs (Hoffman et al. 1998). Le résultat mitigé observé dans nos essais pourrait être dû à une préparation du lit de semences trop en profondeur qui aurait fait remonter les graines de S. aquaticus à la surface. Si l’on utilise le labour comme mesure de lutte, les rasettes doivent être réglées plutôt bas pour pouvoir enfouir la totalité de la couche herbeuse en profondeur. D’autres restrictions sont liées aux conditions du milieu, telles que des parties de terrain trop humides ou en pente. Lorsque les conditions le permettent, on peut essayer de labourer en profondeur et de ne préparer le lit de semences que dans la couche supérieure du sol avant de semer à nouveau pour contrôler la population de S. aquaticus. Etant donné les résultats obtenus ici, le succès d’une telle entreprise ne peut toutefois pas être garanti. Tandis que le peuplement a pu exercer une certaine compétition à l’encontre de S. aquaticus après l’arrachage, celle-ci a totalement disparu après le fraisage. De plus, le fraisage a provoqué une perturbation encore plus grande de la couche supérieure de sol. On suppose que S. aquaticus, avec ses facultés germinatives très efficaces (Suter et Lüscher 2012), a dans ces conditions germé plus rapidement à partir des réserves de graines du sol que les espèces semées avec le mélange standard. Par conséquent, avec cette mesure, on a vu une augmentation non seulement du nombre total d’individus de S. aquaticus, mais aussi du nombre d’individus portant des fleurs. Les bons résultats de la fauche annuelle unique peuvent être dûs à l’accumulation de biomasse jusqu’à la date de fauche en septembre. Dans les prairies exploitées de la zone expérimentale, S. aquaticus forme généralement des tiges et des fleurs après la première coupe en mai ou juin. Si l’on attend jusqu’à la fin de la période végétative pour procéder à cette coupe, la concurrence pour la lumière étouffe la croissance de S. aquaticus, car les feuilles de cette espèce se concentrent dans une rosette proche du sol (fig. 2) et les plantes d’une hauteur de 20 à 50 cm sont plus petites que de nombreuses autres espèces typiques des herbages. Avec une fauche annuelle unique, de nombreuses rosettes de S. aquaticus n’ont pas atteint la taille critique pour former des tiges, ce qu’a montré le nombre plus réduit d’individus en fleurs la deuxième année (fig. 4). De surcroît, avec une seule coupe tardive, la perturbation du sol était minimale. Par conséquent, la germination des graines était peu stimulée et les plantules éventuelles étaient très à l’ombre. Le succès de cette mesure à long terme est cependant douteux (fig. 3), surtout lorsque c’est la seule mesure appliquée. En outre, une extensification implique une baisse de rendements fourragers et une modification du peuplement, ce qui n’est pas souhaitable en règle générale.

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311

Production végétale | Peut-on maîtriser le séneçon aquatique dans les prairies agricoles?

Les mesures de régulation les plus efficaces la première année sont également celles qui avaient le plus de succès la troisième année. Toutefois, quelle que soit la mesure appliquée, au bout de trois ans, le nombre d’individus de S. aquaticus se situait au niveau de la parcelle témoin sans intervention au début de l’essai ou même à un niveau plus élevé (fig. 3). Dans notre expérience, en accord avec la pratique usuelle, les plantes fleuries n’ont pas été spécifiquement coupées. Certains individus pouvaient donc clore leur cycle de vie et former des graines, qui, après germination, venaient grossir le nombre d’individus de S. aquaticus. Ce point est particulièrement visible dans la parcelle témoin qui n’a été fauchée que deux fois par an; là aussi, le nombre de S. aquaticus a augmenté durant les trois ans d’essai. Si la formation de graines de S. aquaticus n’est pas stoppée, il faut donc s’attendre à une augmentation de la taille des populations dans les prairies agricoles. Cet effet est renforcé par la présence de lacunes et par la perturbation du sol (Suter et Lüscher 2008). Sachant que S. aquaticus refleurit déjà 20 jours après la coupe, une intensification du mode d’exploitation ne constitue pas non plus une option envisageable: les fréquences d’utilisation qui empêchent la formation des graines de l’espèce porteraient préjudice aux plantes fourragères cultivées. Finalement, il faut retenir que les deux mesures les plus efficaces, à savoir le traitement herbicide et la fauche annuelle unique, étaient elles aussi trop peu efficaces après une seule application. Là aussi, des plantes de séneçons ont encore survécu (fig. 3 | 1 plante par m² = 10 000 par ha) et d’autres ont germé à partir des réserves de semences présentes dans le sol.

Bibliographie ▪▪ Bosshard A., Joshi J., Lüscher A. & Schaffner U., 2003. Jakobs- und andere Kreuzkraut-Arten: eine Standortbestimmung. Agrarforschung 10 (6), 231–235. ▪▪ Forbes J. C., 1977. Chemical control of marsh ragwort (Senecio aquaticus Huds.) in established grasslands. Weed Research 17, 247–250. ▪▪ Hess H. E., Landolt E. & Hirzel R., 1977. Flora der Schweiz, 2nd edn. Birkhäuser, Bâle, Suisse. ▪▪ Hoffman M. L., Owen M. D. K. & Bühler D. D., 1998. Effects of crop and weed management on density and vertical distribution of weed seeds in soil. Agronomy Journal 90 (6), 793–799. ▪▪ Howard T. G. & Goldberg D. E., 2001. Competitive response hierarchies for germination, growth, and survival and their influence on abundance. Ecology 82 (4), 979–990. ▪▪ Röder E., Wiedenfeld H. & Kersten R., 1990. The Pyrrolizidine Alkaloids of Senecio aquaticus Huds. Scientia Pharmaceutica 58, 1–8. ▪▪ Sebald O., Seybold S., Philippi G. & Wörz A. (eds), 1999. Die Farn- und Blütenpflanzen Baden-Württembergs. Ulmer, Stuttgart, Allemagne. ▪▪ Silvertown J. & Smith B., 1989. Mapping the microenvironment for seed germination in the field. Annals of Botany 63 (1), 163–168.

312

Recherche Agronomique Suisse 3 (6): 306–313, 2012

Conclusions La régulation des populations de S. aquaticus établies avec de grosses réserves de graines dans le sol est un défi difficile. S. aquaticus étant capable de reconstituer de nouvelles populations à partir de quelques individus (Suter et Lüscher 2008), il faut viser une stratégie de tolérance zéro dans les prairies agricoles. L’application d’une première mesure doit avoir pour but de réduire considérablement le nombre de plantes de S. aquaticus. Les individus ayant survécu et les nouveaux individus doivent ensuite être traités plante par plante (arrachage, herbicides), ce qui peut prendre plusieurs années jusqu’à épuisement des réserves de graines du sol (Suter et Lüscher 2011). Nous en concluons que la stratégie de lutte la plus efficace contre S. aquaticus est d’empêcher la formation de nouvelles populations dans les prairies agricoles en luttant contre l’espèce dès que quelques individus isolés apparaissent dans le peuplement, à un stade où aucune réserve de graines n’a encore été constituée dans le sol. La constitution d’une réserve de graines dans le sol doit à tout prix être empêchée. Une gestion des prairies et des pâturages adaptée aux conditions du milieu semble décisive pour réduire les chances d’établissement de S. aquaticus. Selon Sebald et al. (1999), l’espèce se développe sur des surfaces humides qui sont actuellement exploitées de manière plus intensive que par le passé. Avec ce type de surfaces, il est donc particulièrement recommandé d’adapter la fréquence d’utilisation et la fumure et d’exploiter les n parcelles en ménageant les sols.

▪▪ Suter D., Rosenberg E., Frick R. & Mosimann E., 2008. Standardmischungen für den Futterbau. Agrarforschung 15 (10), 1–12. ▪▪ Suter M. & Lüscher A., 2007. Beeinflusst die Bewirtschaftung das Wasser-Kreuzkraut? Agrarforschung 14 (1), 22–27. ▪▪ Suter M. & Lüscher A., 2008. Occurrence of Senecio aquaticus in relation to grassland management. Applied Vegetation Science 11 (3), 317–324. ▪▪ Suter M. & Lüscher A., 2011. Measures for the control of Senecio aquaticus in managed grassland. Weed Research 51, 601–611. ▪▪ Suter M. & Lüscher A., 2012. Rapid and high seed germination and large soil seed bank of Senecio aquaticus in managed grassland. The Scientific World Journal DOI:10.1100/2012/723808. ▪▪ Ter Heerdt G. N. J., Verweij G. L., Bekker R.M. & Bakker J.P., 1996. An improved method for seed-bank analysis: Seedling emergence after removing the soil by sieving. Functional Ecology 10 (1), 144–151. ▪▪ Wellstein C., Otte A. & Waldhardt R., 2007. Seed bank diversity in mesic grasslands in relation to vegetation type, management and site conditions. Journal of Vegetation Science 18 (2), 153–162.

E’ possibile controllare il senecio acquatico nelle superfici inerbite agricole? Negli ultimi anni è stata osservata a più riprese la presenza di senecio acquatico (Senecio aquaticus Hill) nelle superfici inerbite agricole sfruttate. Questa specie è tossica per i bovini e altri animali da reddito. Per la regolazione del S. aquaticus sono stati testati, nell’ambito di una prova su campo in sei aziende svizzere, sei procedimenti: risemina di una miscela per prati dopo l'aratura, risemina dopo la fresatura, applicazione di un erbicida selettivo, sradicamento o taglio, gestione estensiva mediante un unico sfalcio annuo e una superficie di controllo non trattata. Inoltre è stata analizzata la banca di semi del S. aquaticus nel suolo. L'applicazione di erbicidi e lo sfalcio annuo unico hanno avuto a breve termine il miglior effetto e hanno ridotto il numero di individui di S. aquaticus fino ad un massimo dell' 88 %; per i restanti misure non è stato riscontrato alcun effetto evidente. Tre anni dopo l'applicazione anche attraverso i migliori provvedimenti non è stata osservata nessuna riduzione rispetto alla superficie di controllo non trattata all'inizio dell'esperimento. Lo S. aquaticus ha costituito una grande banca di semi nel suolo con più di 1000 semi germinabili per metro quadrato. Ciò ha contribuito all'insuccesso delle misure per la regolazione, poiché tutti gli individui della specie eliminati sono stati sostituiti, attraverso la germinazione, da nuove piante. Concludiamo che la regolazione di grandi popolazioni di S. aquaticus rappresenta una sfida considerevole. Le misure devono essere applicate ripetutamente per diversi anni fino a quando la banca di semi sia esaurita.

Summary

Riassunto

Peut-on maîtriser le séneçon aquatique dans les prairies agricoles? | Production végétale

Can Senecio aquaticus be controlled in agricultural grassland? In recent years, Senecio aquaticus has become increasingly abundant in agricultural grassland of medium-to-high management intensity in Switzerland, Southern Germany and Austria, where its toxicity poses a threat to animal health. This study aimed to identify measures for controlling S. aquaticus. A detailed field experiment was set up at five sites in Switzerland to test the effectiveness of six treatments: ploughing followed by re-sowing with a ley mixture; harrowing followed by re-sowing; application of a selective herbicide; pulling or digging up individual specimens; mowing once a year; and a control in which no measure was applied. In addition, the soil the seed bank of S. aquaticus was recorded prior to the study. In the short-term, herbicide application and mowing once a year were the most effective measures for controlling S. aquaticus, reducing specimens by up to 88 %. No clear effects were observed for the remaining measures. Three years after application, the measures that were most effective in the short-term still performed best, but hardly any significant reduction was achieved compared to pre-treatment conditions. Because S. aquaticus formed large seed banks of over 1000 germinable seeds per m², elimination of individual plants resulted in germination and replacement with new seedlings, thereby contributing to the failure of the treatments. We therefore conclude that controlling established populations of S. aquaticus remains a challenge, requiring the repeated application of measures over several years until the seed bank is depleted. For this reason, the formation of populations with a soil seed bank of S. aquaticus should be prevented by any means. Key words: control measures, re-sowing, herbicide, pulling/digging, ploughing, one annual mowing.

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313

P r o d u c t i o n

a n i m a l e

Efficacité d'un agent conservateur du foin humide – résultats 2011 Ueli Wyss, station de recherche Agroscope Liebefeld-Posieux ALP-Haras, 1725 Posieux Renseignements: Ueli Wyss, e-mail: ueli.wyss@alp.admin.ch, tél. +41 26 407 72 14

L’utilisation d’agents conservateurs efficaces lors du pressage des balles peut empêcher une altération, si le fourrage n’est pas assez sec.

Introduction Le foin séché au sol n’affiche pas toujours la teneur en matière sèche requise pour une conservation optimale. Conséquences: il moisit et s’échauffe fortement. L’emploi d’un agent conservateur permet de prévenir l’altération du fourrage. Mais le dosage du produit est essentiel. Il importe également de savoir comment l’altération et l’échauffement sont influencés par la compression du fourrage. L’agent conservateur Selko Heu a été testé à l’échelle du laboratoire, dans des fourrages à deux teneurs en

314

Recherche Agronomique Suisse 3 (6): 314–321, 2012

matière sèche (MS) distinctes, et comparé à un contrôle négatif sans ajout. Dans le cas du contrôle négatif, plusieurs densités ont également été étudiées.

Matériel et méthodes Selko Heu est un produit acide non corrosif, à base d’acide propionique. Pour les essais, du regain (4e coupe – riche en graminées, axée sur le ray-grass) a été humidifié de manière à obtenir deux teneurs différentes en MS. Le produit a été appliqué en trois dosages divers, aux deux niveaux de MS (70 %: humide; 75 %: sec; tabl. 1).

Efficacité d'un agent conservateur du foin h umide – résultats 2011 | Production animale

Niveau de MS

Variante

Dosage par tonne de fourrage

Nombre de cylindres

Sans conservateur (contrôle négatif)

–

Selko Heu

8 l soit 8,40 kg

Selko Heu

9 l soit 9,45 kg

Selko Heu

10 l soit 10,50 kg

Sans conservateur (contrôle négatif)

–

Selko Heu

4 l soit 4,20 kg

Selko Heu

5 l soit 5,25 kg

Selko Heu

6 l soit 6,30 kg

Niveau de MS1: 70 % Niveau de MS2: 75 %

Une variante sans ajout a servi de contrôle négatif. Chaque variante a été répétée trois fois. Les essais ont été réalisés à l’échelle du laboratoire, sur l’installation développée par Meisser (2001). Le fourrage a été introduit dans des cylindres en PVC. Il a été compressé à 200 kg/ de MF/m3 (matière fraîche) pour tester les différents dosages de l’agent conservateur. De plus, dans le contrôle négatif, des densités de 175 et 150 kg MF/m3 ont encore été analysées. Chaque cylindre a été muni d’une sonde pour relever et enregistrer les températures toutes les 30 minutes, pendant la durée de conservation de 30 jours. Les teneurs en MS et divers paramètres chimiques ont été définis avant et après les 30 jours de conservation. Les nutriments ont été déterminés par spectroscopie dans le proche infrarouge (NIRS). L’évaluation statistique a fait l’objet d’une analyse de variance et  d’un test de Bonferroni (programme SYSTAT 12).

Résumé

Tableau 1 | Variantes et dosages de l’agent conservateur

Certaines exploitations suisses utilisent des agents conservateurs chimiques pour conserver le foin humide. Pour réussir, le procédé implique des connaissances précises quant aux teneurs en MS du fourrage et un dosage approprié de l'agent conservateur. Un essai a été réalisé pour tester l'efficacité de l'agent conservateur Selko Heu, appliqué à raison de trois dosages distincts, dans un fourrage à deux teneurs en MS différentes. Une variante non traitée a servi de contrôle négatif. Au cours de ces contrôles négatifs, plusieurs densités ont par ailleurs été examinées. Les températures ont été relevées en continu pendant les trente jours d’essai. Les teneurs en MS et divers autres paramètres ont également été analysés, avant et après cette période. Le fourrage non traité s'est fortement échauffé dans les deux niveaux de MS et était entièrement moisi. Les résultats démontrent que plus le fourrage est compressé, plus il s'échauffe et s'altère. Par rapport aux contrôles négatifs, l'ajout de Selko Heu a permis d'éviter totalement ou partiellement l'échauffement et l'altération du fourrage, dans les deux niveaux de MS étudiés. La réussite de l'opération dépend beaucoup d'un dosage approprié.

Tableau 2 | Teneurs en matière sèche (MS) et en nutriments du fourrage avant les tests Variante Matière sèche

Niveau de MS 1

Niveau de MS 2

69,2

74,2

Cendres

g/kg MS

102

Matière azotée

g/kg MS

182

187

Cellulose brute

g/kg MS

224

241

Sucre

g/kg MS

ADF

g/kg MS

267

280

NDF

g/kg MS

453

473

4,3

5,0

NADF/N total

ADF: lignocellulose; NDF: parois; NADF/N total: azote insoluble par rapport à l’azote total.

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Production animale | Efficacité d'un agent conservateur du foin h umide – résultats 2011

Résultats Températures pendant la conservation Les variantes sans ajout se sont rapidement et considérablement échauffées (fig. 1 et 2) dans les deux niveaux de MS. Les trois dosages testés, de 8, 9 et 10 l d’agent conservateur Selko Heu par tonne de fourrage, ont empêché l’échauffement (fig. 1) du fourrage humide.

sans conservateur

15,0

Mais tel n’a pas été le cas pour le fourrage sec, où un léger échauffement a été constaté avec un dosage de 4 et de 5 l par tonne. Il a fallu un dosage de 6 l pour éviter tout échauffement (fig. 2). Les autres tests réalisés avec les trois densités choisies ont prouvé que le fourrage moins compressé s’est beaucoup moins échauffé, pour les deux niveaux de MS. L’air circule d’autant mieux que la compression est moindre.

Selko Heu 8 l

Selko Heu 9 l

Selko Heu 10 l

Différence de température par rapport au local (°C)

14,0 13,0 12,0 11,0 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 -1,0 0

144

192

240

288

336

384

432

480

528

576

624

672

720

Durée de conservation (heures) Figure 1 | Evolution des températures pendant la conservation du foin humide avec et sans conservateur (foin humide avec 70 % MS).

sans conservateur

Selko Heu 4 l

Selko Heu 5 l

Selko Heu 6 l

15,0 Différence de température par rapport au local (°C)

14,0 13,0 12,0 11,0 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 -1,0 0

144

192

240

288

336

384

432

480

528

576

624

672

720

Durée de conservation (heures) Figure 2 | Evolution des températures pendant la conservation du foin humide avec et sans conservateur (foin humide avec 75 % MS).

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Efficacité d'un agent conservateur du foin h umide – résultats 2011 | Production animale

Teneurs en MS et nutriments Les teneurs en MS et les nutriments présents dans le fourrage avant le stockage sont indiqués dans le tableau 2, pour les deux niveaux de MS. Bien que le fourrage utilisé pour cet essai ait été récolté sur la même parcelle, les teneurs en constituants pariétaux du fourrage à teneur en MS plus élevée étaient légèrement supérieures. Par contre, les teneurs en sucres étaient identiques.

Au cours de la conservation de 30 jours, l’altération du foin de la variante humide, non traitée, a entraîné la formation d’eau. Après la conservation, ce foin présentait une teneur en MS inférieure à celle du matériel initial humidifié (tabl. 3). Dans les variantes traitées aux trois dosages différents, les teneurs en MS ont légèrement augmenté par rapport à celles du matériel initial, un séchage ultérieur a eu lieu. En outre, les nutriments – à 

Tableau 3 | Paramètres chimiques du foin humide avec 70 % MS après la conservation Sans conservateur

Selko Heu 8l

Selko Heu 9l

Selko Heu 10 l

57,1a

73,1b

73,3b

73,5b

1,04

***

Cendres

g/kg MS

198a

106c

108bc

113b

1,1

***

Matière azotée

g/kg MS

284 a

185b

186b

187b

1,3

***

Matière sèche

Seuil de signification

Cellulose brute

g/kg MS

240

237

238

1,5

n.s.

Sucre

g/kg MS

93b

98b

97b

1,3

***

ADF

g/kg MS

287a

274b

272b

275b

2,2

NDF

g/kg MS

500

482

474

487

3,7

NADF/N total

30,5

4,2

4,3

0,69

***

Acide lactique

g/kg MS

0,0a

7,1b

7,5bc

7,7c

0,10

***

Acide acétique

g/kg MS

0,0a

0,8b

0,9b

0,02

***

Acide propionique

g/kg MS

0,0

5,7

6,3

7,0

0,13

***

36,3

1,1

0,9

-0,6

1,25

***

Pertes en MS

SE: erreur standard; n.s.: non significatif; * p<0,05; ** p<0,01; *** p<0,001. ADF: lignocellulose; NDF: parois; NADF/N total: azote insoluble par rapport à l’azote total. Des lettres minuscules différentes au sein d'une même ligne indiquent des moyennes significativement différentes entre procédés au seuil de 5% selon le test de Bonferroni.

Tableau 4 | Paramètres chimiques du foin humide avec 75 % MS après la conservation Sans conservateur

Selko Heu 4l

Selko Heu 5l

Selko Heu 6l

Seuil de signification

74,4 a

79,5b

79,8b

80,6b

0,61

***

Cendres

g/kg MS

126

108

111

109

3,4

Matière azotée

g/kg MS

224

191

187

188

1,8

***

Cellulose brute

g/kg MS

281a

257b

251b

242b

3,9

***

Sucre

g/kg MS

11a

66b

80 b

89b

7,4

***

ADF

g/kg MS

334

299

279

265

5,4

***

NDF

495

480

Matière sèche

ab b

g/kg MS

557

505

7,4

***

NADF/N total

9,9a

4,9b

4,1b

3,9b

0,29

***

Acide lactique

g/kg MS

0,0

4,5

7,2

7,5

0,60

***

Acide acétique

g/kg MS

0,0

0,1

0,5

0,7

0,13

Acide propionique

g/kg MS

0,0

1,1

2,6

3,5

13,2a

2,7b

-1,9b

Pertes en MS

0,39

-1,1b

1,07

***

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Production animale | Efficacité d'un agent conservateur du foin h umide – résultats 2011

Tableau 5 | Paramètres chimiques du foin humide avec 70 % MS après la conservation à différentes densités 200 kg/m3

175 kg/m3

150 kg/m3

Seuil de signification

57,1a

64,9ab

69,8b

Cendres

g/kg MS

198

183

150

Matière azotée

g/kg MS

284 a

Cellulose brute

g/kg MS

240a

Matière sèche

1,77

5,6

272ab

244b

6,0

256b

271c

3,0

Sucre

g/kg MS

2,7

n.s.

ADF

g/kg MS

287a

301ab

318b

4,6

NDF

g/kg MS

500

521

542

4,5

NADF/N total

30,5

24,3

20,9

2,98

n.s.

Pertes en MS

36,3

26,1

20,9

3,39

Max. diff. temp.

°C

13,2

10,2

5,6

0,64

***

SE: erreur standard; n.s.: non significatif; * p<0,05; ** p<0,01; *** p<0,001. ADF: lignocellulose; NDF: parois; NADF/N total: azote insoluble par rapport à l’azote total. Max. diff. temp.: différence de température maximale par rapport au local. Des lettres minuscules différentes au sein d'une même ligne indiquent des moyennes significativement différentes entre procédés au seuil de 5% selon le test de Bonferroni.

l’exception de la teneur en cellulose brute – ont présenté des différences significatives entre les variantes traitées et le contrôle négatif. De même, la part d’azote insoluble par rapport à l’azote total – paramètre important pour décrire le processus de dénaturation – est apparue clairement supérieure dans le contrôle négatif, par rapport aux trois variantes traitées. Selon Weiss et al. (1992), plus la part d’azote insoluble croît par rapport à l’azote total, plus la digestibilité de la matière azotée diminue. Le fourrage sec a révélé des tendances similaires. Ici aussi, des divergences on été observées dans les teneurs en MS après le stockage ainsi que dans les teneurs en nutriments (tabl. 4). Aucune différence significative n’a été constatée entre les trois dosages testés. Mais certaines tendances ont été décelées, telles qu’une baisse de la teneur en sucres ou une hausse de la part d’azote insoluble par rapport à l’azote total, lorsque le dosage diminue. Les analyses supplémentaires effectuées avec les trois densités choisies ont montré que le fourrage présentait des teneurs en MS différentes après conservation, aux deux niveaux de MS (tabl. 5 et 6). Plus le foin était compressé, plus son altération était forte et moindre était sa teneur en MS. Cet état de fait s’est

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aussi partiellement répercuté sur les nutriments et sur la part d’azote insoluble par rapport à l’azote total. Acides gras Les acides gras ont été déterminés dans tous les échantillons comprimés à 200 kg/m3. Aucun échantillon ne contenait d’acide butyrique. Nous n’avons décelé ni acide lactique, ni acide acétique, ni acide propionique dans les échantillons des contrôles négatifs sans ajout, pour les deux niveaux de MS (tabl. 3 et 4). Plus le dosage de l’agent conservateur était élevé, plus le foin humide contenait d’acide propionique après 30 jours de conservation. Pourtant, les teneurs en acide lactique et en acide acétique ont aussi légèrement augmenté avec le dosage croissant de l’agent conservateur. Ce constat démontre qu’une certaine fermentation lactique se produit encore dans le foin humide traité. Pertes de MS Le taux d’humidité du foin et l’agent conservateur ont largement influencé les pertes de MS. Ces pertes ont été beaucoup plus importantes dans le fourrage non traité, aux deux niveaux de MS, que dans les variantes traitées. Le dosage n’a pas eu d’effet significatif sur les pertes de MS (tabl. 3 et 4).

Efficacité d'un agent conservateur du foin h umide – résultats 2011 | Production animale

Tableau 6 | Paramètres chimiques du foin humide avec 75 % MS après la conservation à différentes densités

Matière sèche

200 kg/m3

175 kg/m3

150 kg/m3

Seuil de signification

74,4 a

78,3ab

79,4b

0,94

Cendres

g/kg MS

126

123

119

3,6

n.s.

Matière azotée

g/kg MS

224 a

209 b

199 b

2,8

Cellulose brute

g/kg MS

281

274

279

4,1

n.s.

Sucre

g/kg MS

5,5

ADF

g/kg MS

334

313

321

5,0

n.s.

NDF

g/kg MS

557

562

7,1

n.s.

NADF/N total

9,9

6,1

0,64

Pertes en MS

13,2

7,4

8,1

1,80

n.s.

Max. diff. temp.

°C

12,3a

5,3b

4,7b

0,75

***

Figure 3 | Foin humide après 30 jours de conservation; à gauche sans conservateur; à droite avec conservateur.

Evaluation sensorielle et contamination par des moisissures Après la conservation de 30 jours, le foin humide non traité était entièrement moisi, dans les deux niveaux de MS et dans les trois densités testées (fig. 3). Il dégageait une forte odeur d’ammoniac. Pour le fourrage humide traité, nous avons chaque fois constaté un petit foyer de moisissures avec les dosages de 8 et 9 l, à l’une des trois

répétitions. Avec le dosage de 10 l, les trois répétitions se sont révélées irréprochables. Le fourrage sec traité a également présenté de légères moisissures au dosage de 4 l, lors des trois répétitions. Quelques petits foyers de moisissures ont aussi été constatés, avec les dosages de 5 et 6 l, dans l’une des trois répétitions.

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

319

Production animale | Efficacité d'un agent conservateur du foin h umide – résultats 2011

Fourrage avant le test avec 70% MS

Fourrage avant le test avec 75% MS

8,0

Moisissures: Limite entre qualité normale et nombre légèrement élevé

7,0 log UFC/g

Selko Heu 6 l

Selko Heu 5 l

Selko Heu 4 l

9,0

sans conservateur

10,0

6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0

Selko Heu 10 l

Selko Heu 9 l

Selko Heu 8 l

sans conservateur

0,0

Figure 4 | Moisissures dans le foin humide avec et sans conservateur (UFC: unité formant colonie).

Les analyses complémentaires portant sur les moisissures ont confirmé l’évaluation sensorielle. S’agissant du foin humide, nous avons enregistré en moyenne des valeurs inférieures à 100 000 UFC/g dans les trois dosages. Pour le foin sec, il a fallu un dosage de 6 l pour obtenir ce résultat (fig. 4).

Conclusions ••Le foin humide non traité se conserve mal. Il s‘échauffe – d‘autant plus qu‘il est compressé – et il moisit. ••L’agent conservateur Selko Heu a permis d’éviter partiellement ou totalement l’échauffement et l’altération du foin. Le dosage du produit – qui dépend de la teneur en MS du fourrage – joue ici un n rôle déterminant.

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Efficacia dei conservanti nel fieno umido: risultati 2011 In Svizzera alcune aziende impiegano conservanti chimici per conservare il fieno umido. Per ottenere un buon risultato è fondamentale conoscere esattamente il tenore di SS e impiegare il dosaggio giusto. Nell’ambito di una prova è stata verificata l'efficacia del conservante Selko Heu impiegato con due diversi tenori di SS, rispettivamente in tre dosaggi differenti. Una variante non trattata è stata presa come controllo negativo. Nell'ambito di questi controlli negativi sono stati analizzati anche diversi livelli di compattazione. Nei trenta giorni in cui si è svolta la prova sono state costantemente misurate le temperature. Inoltre si sono analizzati prima e dopo il periodo di prova i tenori di SS e diversi altri parametri. A entrambi i livelli di SS il foraggio non trattato si è riscaldato sensibilmente ed è ammuffito completamente. I diversi gradi di compattazione hanno mostrato che più il foraggio è compattato, più aumenta il riscaldamento e il deterioramento dello stesso. Con l’aggiunta di Seiko Heu è stato possibile, rispetto al controllo negativo, evitare in parte o completamente il riscaldamento, rispettivamente il deterioramento del foraggio ad ambedue i livelli di SS verificati. Il corretto dosaggio è importante per un buon esito.

Summary

Riassunto

Efficacité d'un agent conservateur du foin h umide – résultats 2011 | Production animale

Preservation of moist hay with preservatives – results from 2011 In Switzerland, some farms are using chemical preservatives in order to preserve moist hay. Detailed knowledge of the DM-content as well as the correct dosage are important for the success. In a trial, the efficacy of the preservative Selko Heu was investigated with hay of two different dry matter contents and three different dosages. As negative control, variants without additives were tested. These negative controls were additionally tested with different forage densities. During a period of 30 days, temperature was continuously controlled. Before and after this period, the dry matter contents and different parameters were analysed. In both DM levels, the untreated hay heated strongly and at the end it was totally moldy. The different densities showed that the stronger the hay was pressed, the higher the heating and the spoilage was. In contrast to the negative control, with the addition of the preservative Selko Heu, the heating up and the deterioration of the hay spoilage could be partly or totally reduced. The correct dosage is important for the success. Key words: hay, preservation, additives, dosage.

Bibliographie ▪▪ Meisser M., 2001. Conservation du foin humide. Revue suisse d'Agriculture 33 (2), 61–65. ▪▪ Weiss W. P., Conrad H. R. & St. Pierre N. R., 1992. A theoretically-based model for predicting total digestible nutrient values of forages and concentrates. Anim. Feed Sci. Technol. 39, 95–110.

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321

P r o d u c t i o n

a n i m a l e

Effet de la saison et de la ration sur les émissions de méthane des lisiers de bovins Sabrina Staerfl1, Christine Bosshard2, Cyril Graf1, Johanna Zeitz1, Michael Kreuzer1 et Carla Soliva1 1 ETH Zurich, Institut des sciences agraires, 8092 Zurich 2 Station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, 8046 Zurich Renseignements: Michael Kreuzer, e-mail: michael.kreuzer@inw.agrl.ethz.ch, tél.: +41 44 632 59 72

Figure 1 | Le lisier a été prélevé verticalement à l’aide d’une sonde en verre acrylique sur une exploitation. (Photo: ART)

Introduction Le méthane (CH4) possède un potentiel de réchauffement global 21 fois plus élevé que l’oxyde de carbone (CO2; Steinfeld et al. 2006). Il est, avec le protoxyde d’azote (N2O), le plus important gaz à effet de serre provenant de l’agriculture. L’élevage de ruminants participe aux émissions globales de CH4 principalement par la fer-

322

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mentation entérique. Bien que les quantités de CH4 provenant du lisier soient plus faibles que celles émanant de la fermentation entérique, elles ne doivent pas être négligées dans la budgétisation des gaz à effet de serre. C’est particulièrement la dégradation anaérobe de substance organique qui conduit à des émissions de CH4 provenant du lisier (Steinfeld et al. 2006).

Effet de la saison et de la ration sur les émissions de méthane des lisiers de bovins | Production animale

Résumé

Puisque les données spécifiques aux pays concernant les émissions de CH4 dues à la fermentation entérique et au lisier sont souvent incomplètes ou manquent, on utilise les donnée standards de l’Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), afin de calculer le budget des gaz à effet de serre (Klevenhusen et al. 2010). Pour l’heure, ce sont aussi ces données qui sont utilisées pour la Suisse. Pour la l’Amérique du Nord et pour l’Europe, la quantité maximale de CH4 capable d’être produite (B0) par du lisier de bétail laitier a été fixée à 240 l CH4/kg de solides volatils (SV). La quantité de CH4 qui peut être émise du lisier dépend de différents facteurs comme la durée de stockage, la température de stockage et l’affouragement (Steinfeld et al. 2006). Les rations contenant beaucoup de concentré, qui réduisent le pH dans la panse ainsi que la digestibilité des fibres, conduisent à des teneurs élevées en SV considérés comme un substrat bien fermentable pour la production de CH4 du lisier (Hindrichsen et al. 2006). Le but de cette étude était de déterminer de manière expérimentale B0 pour le lisier de bétail laitier, afin d’obtenir les premières données spécifiques suisses. Pour ce, les exploitations ont été choisies sur la base des deux systèmes d’affouragement typiques suisses, à savoir avec ou sans ensilage (le dernier principalement pour la production de fromage dur). De plus, les exploitations ont été classifiées sur la base de la performance laitière du troupeau, afin de prendre en compte indirectement les différentes proportions de concentré dans la ration. Les facteurs saisonniers comme les différences dans l’affouragement et la température de stockage du lisier ont été prises en compte en prenant des échantillons des mêmes exploitations en hiver et en été.

Lorsque les données nationales manquent, le budget de gaz à effet de serre est calculé avec les normes standard IPCC. La norme standard actuelle pour la quantité maximale de méthane pouvant être produite par du lisier suisse (B0) est de 240 l méthane (CH4)/kg solides volatils (SV). Dans cette étude, le lisier de 64 exploitations laitières provenant des principaux cantons producteurs de lait a été collecté. Les échantillons ont été prélevés dans des exploitations avec et sans affouragement d’ensilage (systèmes typiques de production de lait), en été et en hiver. De plus, les exploitations ont été classées selon leur performance laitière annuelle. B0 a été déterminé par l’incubation du lisier durant 14 semaines à 35 °C. Pour le lisier d’hiver, B0 était situé entre 241 et 314 l CH4/kg SV, et pour le lisier d’été entre 35 et 62 l CH4/kg SV. Ce B0 bas peut être la conséquence d’une fermentation préalable dans le stock de lisier ou d’une forte dilution causée par les pluies. Bien que la composition des nutriments des rations et des SV soit différente, ni l’affouragement ni la performance laitière n’ont influencé B0. Les résultats montrent que d’autres paramètres dans l’affouragement et le management du lisier doivent être pris en considération pour émettre des valeurs propres aux pays.

Matériel et méthodes Choix des exploitations laitières Le lisier a été collecté sur 64 exploitations laitières suisses (tabl. 1). Les exploitations des principaux cantons suisses laitiers (AG, BE, FR, LU, SG, TG, VD et ZH; Muller 2010)



Tableau 1 | Description des exploitations laitières suisses où le lisier a été prélevé (valeur moyenne ± déviation standard)

Système d’affouragement Performance laitière du troupeau (kg/vache et année)

Avec ensilage

Sans ensilage

<7000

7000 – 8000

>8000

<7000

7000 – 8000

>8000

Taille des exploitations (ha)

23,9±3,8

25,3±4,4

32,5±3,6

25,9±3,8

31,1±3,8

39,6±4,2

Taille du troupeau (nombre de vaches)

26,5±3,8

23,6±4,9

40,6±4,0

28,2±4,1

30,5±4,1

37,4±4,6

Performance laitière (kg/vache et année)

6415±110

7801±140

8637±114

6545±119

7490±119

8444±132

Pourcentage de concentré (% de la ration totale)

24,5±2,8

21,7±3,1

36,7±3,4

18,2±3,1

15,6±3,6

22,7±2,9

Nombre d’exploitations

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323

Production animale | Effet de la saison et de la ration sur les émissions de méthane des lisiers de bovins

Figure 2 | Des bouteilles de sérum et la seringue pour déterminer la phase gazeuse par chromatographie. (Photo: Sabrina Stärfl)

ont été choisies au hasard. La taille moyenne des exploitations était de 27,5 ± 7,7 ha, et la plupart des vaches appartenaient à la race brune et à la race Holstein. Les exploitations ont été classées d’une part par rapport à leur système d’affouragement, à savoir affouragement avec ensilage (ensilage d’herbe et de maïs avec concentré à l’année), ou affouragement sans ensilage (foin en hiver, herbe en été, quantités moindres de concentré); d’autre part, la classification s’est basée sur la performance laitière annuelle du troupeau: basse, moyenne ou élevée. Le degré de dilution du lisier variait entre 1: 0,5 et 1:2 (lisier: eau). La plupart des exploitations (83 %) disposaient d’une fosse à purin couverte. Prélèvements des échantillons de lisier Les échantillons ont été prélevés en février et mars 2010 (hiver) et en août 2010 (été). Après que le lisier ait été mélangé durant 30 minutes, les échantillons ont été prélevés verticalement à l’aide d’une sonde en verre acrylique (longueur 2 à 4 m, diamètre interne 4,5 cm; fig. 1). Les prélèvements de 10 prises avec la sonde ont été homogénéisés dans un tonneau de 40 l pour en faire un échantillon total; de celui-ci, un échantillon partiel de 1 l a été pris. Ce procédé a été répété afin d’obtenir un deuxième échantillon de 1 l. Les échantillons partiels ont été ensuite été mis dans les bouteilles en plastique (Semadeni AG, Ostermundingen, Switzerland), entreposés dans des boîtes réfrigérantes pour le transport et conservés à -20 °C jusqu’à leur préparation en laboratoire. De plus, des échantillons des aliments pour animaux utilisés (mis en commun en fonction de la part dans la ration) ou des aliments complets (la proportion des composantes individuelles a été notée) ont été pris. D’autres données sur les exploitations ont été rassemblées avec un questionnaire standard.

324

Recherche Agronomique Suisse 3 (6): 322–329, 2012

Expérience sur le stockage de lisier La détermination de la quantité maximale de CH4 capable d’être produite par du lisier a été effectuée selon la méthode d’incubation in vitro de Hashimoto (1989). Des bouteilles de sérum d’un volume de 119,1 ± 0,6 ml ont servi de récipient de fermentation (fig. 2). Les bouteilles ont été remplies avec 50 ml de lisier et d’inoculant avec un rapport de 2,33:1 (Sommer et al. 2007). L’inoculant était composé de lisier de vaches affouragées avec un aliment complet (45 % ensilage d’herbe, 39 % ensilage de maïs, 9,5 % foin, 6,5 % concentré). Cet inoculant a été stocké durant 3 semaines à 35 °C afin de faire démarrer la fermentation avec une population stable de microbes et de réduire la proportion de matière fermentable (Sommer et al. 2007). Quatre récipients de fermentations qui n’étaient remplis que d’inoculant ont servi de contrôle et de base pour des calculs subséquents. Les bouteilles ont été rincées avec de l’azote (N) afin d’enlever l’oxygène (fermentation anaérobe), puis elles ont été fermées hermétiquement avec un bouchon en plastique d’1 cm (Bellco Glass, Vineland, USA) et incubées durant 14 semaines à 35 ± 0,2 °C. Les concentrations de CH4 dans les gaz de fermentation, qui ont été prises à l’aide d’une seringue étanche aux gaz (Hamilton-Bonaduz, Suisse) une fois par semaine à travers le bouchon en plastique, ont été déterminées par chromatographie en phase gazeuse (Hewlett Packard, Model 5890 Series II, Avondale, PA, USA). Le volume de fermentation a été établi au moyen d’une seringue à gaz (Eterna matic Sanitex, Sanitex SA, Bassecourt, Suisse) munie d’une aiguille de 2,5cm (Taille 16, B. Braun Medical AG, Sempach, Suisse), le piston en verre de la seringue en position horizontale étant poussé par les gaz de fermentation jusqu’à atteinte de la pression atmosphérique (Steed et Hashimoto, 1994). Les volumes de gaz ont été corrigés sur une température de 0 °C et une pression de 1013 mbar. Analyses en laboratoire Les échantillons de fourrage sec (foin, concentré) ou séché (ensilage, herbe; 48h à 60 °C) ont été moulus à une grosseur de particule de 1 mm. La matière sèche (MS) et la teneur en cendre (TC) ont été analysées dans l’inoculant, le lisier et le fourrage (TGA-701, Leco Corporation, St. Joseph, MI, USA). Les teneurs en carbone (C) et azote ont été établies avec le C/N-Analysator (Leco-Analysator Typ FP-2000, Leco Instrumente, Kirchheim, Allemagne). L’énergie brute (EB) a été calculée grâce à un calorimètre (Calorimeter C7000, IKA-Werke GmbH & Co. KG, Staufen, Allemagne). La concentration d’ammoniac-N a été mesurée dans le lisier et l’inoculant par distillation sur MgO (Distillation Unit 323, Büchi, Flawil, Suisse; Amberger et al. 1982).

Effet de la saison et de la ration sur les émissions de méthane des lisiers de bovins | Production animale

Tableau 2 | Composition chimique (g/kg MS) et teneur en énergie brute (MJ/kg MS) des rations et du lisier d’hiver (h) et d’été (é) Système d’affouragement

Avec ensilage

Performance laitière du troupeau (kg/ vache et année)

Sans ensilage

Valeurs P Système Performance d’affouragelaitière (M) ment (F)

<7000

70008000

>8000

<7000

70008000

>8000

SEM1

80,7

82,3

83,8

82,7

89,8

96,8

3,75

0,019

F×M

Saison

0,37

<0,001

Ration Cendres

N total

Energie brute

0,094

91,2

83,7

105

119

112

8,55

0,003

0,69

0,54

23,1

24,8

23,1

22,7

24,5

1,21

0,64

0,68

0,54

25,1

27,4

23,8

30,1

27,8

31,7

2,16

0,019

0,27

18,1

18,2

17,8

17,9

17,8

0,13

0,025

0,72

0,59

18,1

18,2

18,1

17,4

17,6

0,16

<0,001

0,62

0,93

4,78

4,29

4,47

4,42

5,53

4,58

0,759

0,99

0,82

0,29

2,26

2,16

1,84

1,66

2,33

2,29

0,504

0,98

0,82

0,5

<0,001

0,064

Lisier MS (g/kg matière fraîche) Cendres

N total

NH3-N

C:N

Energie brute

327

361

279

342

282

324

34,9

0,81

0,6

0,14

320

350

285

325

270

309

31,6

0,75

0,66

0,16

58,5

71,4

50,8

68,5

52,3

54,1

7,84

0,77

0,35

0,16

54,2

68,2

58,4

64,5

48,6

52,9

8,31

0,52

0,68

0,22

45,1

31,3

43,8

28,3

36,5

7,05

0,29

0,35

0,13

40,2

47,7

35,8

40,5

26,9

33,7

7,19

0,22

0,5

0,2

6,95

6,1

7,74

7,29

8,55

6,66

0,747

0,36

0,96

0,076

6,88

6,05

7,63

7,15

8,39

6,55

0,884

0,33

0,96

0,087

16,1

15,2

16,3

15,5

16,3

15,9

0,53

0,94

0,76

0,24

15,8

14,9

15,8

15,7

0,47

0,98

0,77

0,23

<0,001

0,95

0,78

0,88

0,96

0,97

SEM = erreur standard de la moyenne.

Calculs et analyses statistiques La teneur en SV a été définie selon l’IPCC (2006; niveau 2) comme ceci: SV (kg/vache/jour) = [EB × (1 - DA/100) + (EU × EB)] × [(1-CENDRE/18,45)] EB = Consommation d’EB (MJ/vache/jour; consommation moyenne suisse supposée de 18 kg MS/vache/jour; ALP 2008), DA = digestibilité de l’alimentation (%) = (EB – énergie de fèces (MJ/vache/jour)) × 100/EB, UE × EB = énergie urinaire exprimée en fraction de EB (ici la valeur standard de l’IPCC de 0,04 × EB a été utilisée), CENDRE = teneur en cendre du lisier par rapport à la consommation de fourrage. Le facteur 18,45 correspond au facteur de conversion pour EB par kg MS (MJ/kg; facteur relativement constant pour de nombreux types d’alimentation basé sur le fourrage ou les céréales; IPCC 2006). La

production de CH4 (ml CH4/g SV) a été calculée en soustrayant la production de CH4 de l’inoculant (moyenne des 4 bouteilles de contrôle) des productions de CH4 de chaque bouteille d’incubation. La valeur a été divisée par la production de SV dans le lisier. La quantité maximale de CH4 pouvant être produite (B0, ml CH4/g SV) a été calculée avec l’équation suivante: ‘B’ = B0 × (1 - e-kt) ‘B’ est la production cumulée de CH4 pendant une période d’incubation de 14 semaines, k est le taux de production de méthane par jour et t le temps. B0 (quantité de production de méthane capable d’être produite quand t = infini) a été estimé à l’aide d’une courbe de régression non linéaire en appliquant l’algorithme de Marquardt-Levenberg dans SigmaPlot 11,0 (Systat Software, Chicago, Illinois) (Massé et al. 2010). La mise 

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Production animale | Effet de la saison et de la ration sur les émissions de méthane des lisiers de bovins

A Production de méthane 'B' (ml CH4 /g VS)

Production de méthane 'B' (ml CH4 /g VS)

250

200

150

100

0 0

6 8 10 Semaine d‘incubation

avec ensilage; performance laitière du troupeau: < 7000 kg avec ensilage; performance laitière du troupeau: 7000 - 8000 kg avec ensilage; performance laitière du troupeau: > 8000 kg

6 8 10 Semaine d‘incubation

sans silage; performance laitière du troupeau: < 7000 kg sans silage; performance laitière du troupeau: 7000 - 8000 kg sans silage; performance laitière du troupeau: > 8000 kg

Figure 3 | Production cumulée de méthane ‘B’ (IPCC 2006) émanant de lisier de bétail laitier avec ou sans affouragement d’ensilage et produisant différentes performances laitières de troupeau, émis pour une période d’incubation de 14 semaines à 35 °C. (A, lisier d’hiver; B, lisier d’été)

en valeur statistique a été faite par une analyse de la variance (procédure MIXED; SAS 9.1, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA) avec comme effets fixes le système d’affouragement, la performance laitière ainsi que leur interaction et la saison. La comparaison des moyennes a été effectuée avec le test Tukey et les différences où p<0,05 ont été considérées comme significatives.

Résultats et discussion Composition chimique des rations et du lisier De manière générale, les différences saisonnières dans la composition nutritionnelle des rations fourragères des exploitations à ensilage étaient moindres par rapport aux exploitations sans ensilage (tabl. 2). Cela s’explique par le fait que la ration des exploitations avec ensilage change à peine durant l’année, alors que les animaux affourragés sans ensilage reçoivent du foin en hiver et de l’herbe en été. La saison a eu une influence significative sur les teneurs en cendre et en azote des rations, avec des teneurs plus élevées en été. Le teneur en azote plus élevée des rations sans ensilage par rapport aux rations à base d’ensilage résulte vraisemblablement de la teneur en protéines typiquement plus élevée dans l’herbe fraîche par rapport à l’ensilage. De plus, la teneur en cendre était plus élevée de manière significative dans les rations sans ensilage, contrairement à la teneur en EB qui était significativement plus basse que les rations avec ensilage. Aucun lien n’a été trouvé entre le système d’affouragement et la performance laitière concernant la

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composition des nutriments dans la ration. Concernant les teneurs en MS dans le lisier, une différence (p<0,001) a pu être observée entre les deux saisons. Pour les autres nutriments investigués dans le lisier, aucune différence significative n’a pu être trouvée. Emissions de méthane lors du stockage de lisier La production cumulée de méthane ‘B’, sur laquelle se base B0, change de manière cruciale avec le temps croissant d’incubation pour le lisier d’hiver (fig. 3A) et d’été (fig. 3B). Comme dans d’autres études (p. ex. Hindrichsen et al. 2006), la production de CH4 a augmenté lentement jusqu’à un certain niveau pour ensuite baisser, probablement à cause de la disponibilité décroissante de nutriments. Contrairement à Hindrichsen et al. (2006; sans inoculant), la production maximale de CH4 a pu être observée déjà après 4 semaines d’incubation, ce qui est vraisemblablement le résultat de l’emploi d’un inoculant (Vedrenne et al. 2008). Quand un inoculant est utilisé comme dans cette étude, il est préférable d’utiliser un rapport inoculant/substrat bas (30:70 selon Hashimoto 1989), afin d’éviter une production excessive de CH4 (Vedrenne et al. 2008). Les teneurs totales de SV dans le lisier ne dépassent la valeur standard de l’IPCC (2006) de 1,86 t/vache et année que de très peu pour les deux saisons (tabl. 3). Une tendance (p=0,07) saisonnière à la hausse a pu être observée en hiver. La teneur en SV varie de manière significative entre les 2 systèmes d’affouragement pour les 2 saisons, ce qui est probablement dû aux teneurs

Effet de la saison et de la ration sur les émissions de méthane des lisiers de bovins | Production animale

Tableau 3 | Quantité de solides volatils (SV) et de la quantité maximale de CH 4 pouvant être produite (B 0) après 14 semaines d’incubation à 35 °C du lisier d’hiver (h) et d’été (é) Système d’affouragement

Avec ensilage

B0 (l CH4/kg SV)

Valeurs P

<7000

70008000

>8000

<7000

70008000

>8000

SEM1

Système d’affouragement (F)

Performance laitière (M)

F×M

Saison

2,14

2,15

2,17

2,12

2,14

2,11

0,016

0,031

0,65

0,37

0,068

2,11

2,13

2,14

2,09

2,1

2,08

0,019

<0,001

0,54

0,76

Performance laitière du troupeau (kg/vache et année) Matières solides volatiles (t/vache et année)2

Sans ensilage

275

308

314

246

281

241

51,6

0,27

0,77

0,87

61,5

45,1

45,6

34,5

42,7

35,5

12,24

0,21

0,84

0,6

<0,001

SEM = erreur standard de la moyenne. Définie selon l’IPCC (2006; niveau 2); valeur standard 1,86 t/vache et année.

1 2

basse en EB et haute en cendre dans les rations sans ensilage par rapport aux rations avec. La performance laitière n’a eu aucune influence sur les SV et aucune interaction entre les performances laitières et l’affouragement n’a peu être trouvée. Un effet saisonnier a été observé (p<0,001) pour la quantité maximale de CH4 capable d’être produite B0, contrairement au système d’affouragement, à la production laitière et à leur interaction qui n’ont en aucune influence (p<0,05). Les valeurs basse de B0 dans les exploitations sans ensilage (p<0,05) comparées aux exploitations avec ensilage résultent sans doute des teneurs basses en matière fermentable dans leur lisier (Steinfeld et al. 2006). Møller et al. (2004) ont aussi trouvé des valeurs B0 plus basses dans du lisier de bétail laitier affouragé avec des rations riches en fibre comparé à d’autres riches en concentré. La valeur basse de pH dans la panse quand la ration est riche en concentré réduit notamment la digestibilité de fibres, ce qui conduit à des teneurs plus élevées en matière fermentable dans le lisier (Hindrichsen et al. 2006). Il est surprenant de constater que dans cette expérience, la performance laitière n’a eu aucune influence sur B0 (et SV). Après 14 semaines d’incubation à 35 °C, le B0 du lisier d’hiver était plus élevé que celui d’été (tabl. 3), bien que la teneur en SV soit à peine différente. Dans ce cas, le lisier d’été n’a pas été dilué seulement par l’affouragement d’herbe riche en eau (exploitations sans ensilage) mais aussi par d’importantes précipitations avant la prise d’échantillons. Vedrenne et al. (2008) ont d’ailleurs même trouvé des valeurs B0 plus élevées dans du lisier dilué (1 à 7 % MS) que dans du lisier non dilué (3 à 14 % MS), car ainsi les concentrations trop hautes d’acides gras volatiles (AGV) ou d’ammoniac, inhibitrices pour la production de CH4, ont été diluées. Ça ne semble pas être le cas dans cette

étude. Il est probable qu’en raison de l’épandage répété du lisier en été, aucune population stable de microbes n’ait pu s’établir comme dans le lisier d’hiver. De plus, les températures plus hautes en été ont pu accélérer la fermentation anaérobe, de manière à ce qu’il y ait moins de matière fermentable dans les échantillons de lisier au moment des prélèvements d’échantillons. Bien que ce ne soit pas visible sur les teneurs en SV, il ne faut pas exclure que la composition des SV était différente dans le lisier d’hiver et d’été, à savoir que différentes proportions d’acides volatiles gras, protéines, hydrates de carbone et lignine étaient disponibles dans SV (Vedrenne et al. 2008). De plus, des quantités inconnues et différentes d’acides gras volatiles ont pu être perdues durant la détermination de MS et des cendres brutes, ce qui pourrait éventuellement conduire à des teneurs en cendres brutes inexactes et par conséquence de SV aussi (Vedrenne et al. 2008). On aurait pu s’attendre à avoir une production similaire de CH4, particulièrement dans les exploitations avec ensilage et affouragement constant. Par conséquent, les données spécifiques aux pays de B0 en été ne devraient pas être déterminées avec du lisier stocké, mais frais. La valeur standard de l’IPCC (2006) de 240 l CH4 /kg SV pour B0 par les vaches laitières en Europe de l’Ouest se fonde sur des calculs théoriques basés sur les quantités évacuées de SV. Dans cette expérience, B0 pour le lisier d’hiver était entre 241 (sans ensilage, > 8000 kg de performance laitière) et 314 CH4 /kg SV (avec ensilage, > 8000 kg de performance laitière), la dernière valeur étant 30 % au-dessus de la valeur standard IPCC. Dans d’autres expériences, B0 variait entre 126 et 207 l CH4 / kg SV pour du lisier frais (Amon et al. 2004; Møller et al. 2004) et entre 204 et 296 l CH4 /kg SV pour du lisier stocké (Vedrenne et al. 2008). De toute évidence, le potentiel 

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Production animale | Effet de la saison et de la ration sur les émissions de méthane des lisiers de bovins

maximal d’émission de CH4 du lisier dépend encore d’autres facteurs que la teneur en SV et le système d’affouragement (performance laitière inclue). La durée de stockage de 14 semaines, comme utilisée dans cette étude, correspond plus ou moins à la durée de stockage en Europe de l’Ouest pour le lisier d’hiver, mais est trop longue pour le lisier d’été. Comme montré dans la figure 3, la durée de stockage influence clairement le potentiel de production de CH4. Comme la durée de stockage n’est pas prise en compte dans les lignes directrices de l’IPCC (2006) pour la détermination de B0, cela peut conduire à des inexactitudes pour les valeurs standard. De plus, les valeurs qui ont été déterminées comme ici selon la méthode in vitro de Hashimoto (1989) diffèrent de celles calculées sur la base d’autres méthodes (p. ex. système avec bouteilles de serum de Møller et al. 2004; système avec chambres fermées de Külling et al. 2001; système avec chambres respiratoires de Hindrichsen et al. 2006 et Klevenhusen et al. 2010), où la quantité stockée de lisier à tester peut aussi jouer un rôle. Un autre facteur qui influence la production de CH4 du lisier est la température de stockage (ici 35 °C; Hashimoto 1989). D’autres auteurs comme Steed et Hashimoto (1994) ont effectué leurs incubations à 10 °C, 20 °C et 30 °C. Klevenhusen et al. (2010) a incubé du lisier à 14 °C et 27 °C, ce qui correspond aux valeurs supposées de

Bibliographie ▪▪ ALP (Agroscope Liebefeld-Posieux), 2008. Fütterungsempfehlungen und Nährstofftabellen für Wiederkäuer. Accès: http://www.agroscope.admin.ch/ futtermitteldatenbank/04834/index.html?lang=de. [1 novembre 2011]. ▪▪ Amberger A., Vilsmeier K., & Guster R., 1982. Stickstofffraktionen verschiedener Güllen und deren Wirkung im Pflanzenversuch. Z. Pflanzenernähr. Bodenk . 145, 325–336. ▪▪ Amon T., Kryvoruchko V., & Amon B., 2004. Methane production from maize, grassland and animal manures through anaerobic digestion. In: FAO ESCORENA Network on Recycling of Agricultural, Municipal and Industrial Residues in Agriculture: RAMIRAN 2004, 11th International Conference, 6.-9. Oktober 2004, Murcia, Spain, Vol. II, 175–178. ▪▪ Hashimoto, A. G., 1989. Effect of inoculum substrate ratio on methane yield and production rate from straw. Biol. Wastes 28 (4), 247–255. ▪▪ Hindrichsen, I. K., Wettstein, H. R., Machmüller, A., & Kreuzer, M., 2006. Methane emission, nutrient degradation and nitrogen turnover in dairy cows and their slurry at different milk production scenarios with and without concentrate supplementation. Agric. Ecosyst. Environ. 113, 150–161. ▪▪ IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change), 2006. Guidelines for national greenhouse gas inventories. Vol. 4 | Agriculture, forestry and other land use (Eds H.S. Eggleston, L. Buendia, K. Miwa, T. Ngara, K. Tanabe). 10.1–10.87. ▪▪ Klevenhusen F., Bernasconi S. M., Kreuzer M., & Soliva C. R., 2010. Experimental validation of the Intergovernmental Panel on Climate Change default values for ruminant-derived methane and its carbon-isotope signature. Anim. Prod. Sci. 50 (3), 159–167.

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l’IPCC (2006) pour les zones climatiques froides et chaudes. Les résultats de la présente expérience montrent que le développement de protocoles plus homogènes pour la détermination d’émission de CH4 provenant du lisier dans des conditions de laboratoire est nécessaire.

Conclusions Cette étude montre qu’il existe de grandes différences de quantité maximale de méthane pouvant être produite par du lisier d’hiver et d’été. Il faut clarifier si ces différences sont dues à la fermentation préalable dans le silo à lisier, aux différentes populations de microbes ou aux différentes quantités de précipitations saisonnières et variations de températures. Avant de pouvoir émettre des données spécifiques pour la Suisse, il est nécessaire d’étendre la base de données à la Suisse entière (entre autres les régions de montagne). De plus, les méthodes expérimentales qui permettent de calculer les émissions n de méthane doivent être standardisées.

Remerciements

Cette étude a été soutenue par les Offices fédéraux de l’agriculture et de l’environnement suisse. Merci aussi à toutes les exploitations pour leur bonne coopération.

▪▪ Külling D. R., Menzi H., Krober T. F., Neftel A., Sutter F., Lischer P. & Kreuzer M., 2001. Emissions of ammonia, nitrous oxide and methane from different types of dairy manure during storage as affected by dietary protein content. J. Agric. Sci. 137 (2), 235–250. ▪▪ Massé D., Gilbert Y., Savoie P., Belanger G., Parent G., & Babineau D., 2010. Methane yield from switchgrass harvested at different stages of development in Eastern Canada. Biores. Technol. 101 (24), 9536–9541. ▪▪ Møller H. B., Sommer S. G., & Ahring B. K., 2004. Biological degradation and greenhouse gas emissions during pre-storage of liquid animal manure. J. Environ. Qual. 33 (1), 27–36. ▪▪ Muller T., 2010. Auswertung der Daten über die Milchproduktion, Milchjahr 2008/2009. Accès: http://www.blw.admin.ch/themen/00013/00079/ index.html?lang=de [1 novembre 2011] ▪▪ Sommer S. G., Petersen S. O., Sørensen P., Poulsen H. D. & Møller H. B., 2007. Methane and carbon dioxide emissions and nitrogen turnover during liquid manure storage. Nutr. Cycl. Agroecosyst. 78 (1), 27–36. ▪▪ Steed J. & Hashimoto A. G., 1994. Methane emissions from typical manure management systems. Biores. Technol. 50 (1), 123–130. ▪▪ Steinfeld H., Gerber P., Wassenaar T., Castel V., Rosales M., & de Haan C. (editors), 2006. Livestock’s long shadow: environmental issues and options. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome, Italie. ▪▪ Vedrenne F., Beline F., Dabert P. & Bernet N., 2008. The effect of incubation conditions on the laboratory measurement of the methane producing capacity of livestock wastes. Biores. Technol. 99 (1), 146–155.

Influenza della stagione e dell’alimentazione sulle emissioni di metano dai liquami svizzeri In assenza di dati nazionali, il budget dei gas serra viene calcolato per mezzo dei cosiddetti valori standard IPCC. Il valore standard attualmente assunto per il potenziale massimo di formazione di metano (B0) dei liquami svizzeri è di 240 litri di metano (CH4) per chilogrammo di sostanza volatile (VS). Nel presente studio sono stati collezionati liquami provenienti da 64 aziende produttrici di latte, situate nei più importanti cantoni svizzeri produttori di latte. I campioni sono stati prelevati sia da aziende foraggianti silaggi, sia da aziende prive di silaggi nelle razioni (a rappresentare i due tipici sistemi di produzione lattiera). I campionamenti sono stati effettuati sia in inverno, sia in estate. Le aziende sono state inoltre suddivise secondo il loro livello di produzione annuale di latte. B0 è stato determinato in seguito ad un’incubazione dei liquami a 35 °C per 14 settimane. Per i liquami invernali sono stati determinati valori di B0 tra 241 e 314 l CH4/kg VS, per i liquami estivi tra 35 e 62 l CH4 /kg VS. Questi valori di B0 inferiori potrebbero essere dovuti ad una precedente fermentazione nella cisterna del liquame o ad una forte diluizione dovuta alla pioggia. Sebbene la composizione nutritiva delle razioni e delle sostanze volatili (VS) abbiano mostrato differenze significanti, né l’alimentazione degli animali, né il loro livello di produzione lattiera hanno influenzato il valore di B0. I risultati mostrano che ulteriori differenze nell’alimentazione del bestiame e nella gestione dei liquami devono essere prese in considerazione, al fine di individuare i valori specifici del paese.

Summary

Riassunto

Effet de la saison et de la ration sur les émissions de méthane des lisiers de bovins | Production animale

Effect of season and feeding on methane emission from Swiss dairy cow slurry Due to the lack of country-specific data, the so-called IPCC default values are often taken for calculating greenhouse gas budgets. The default value to be applied for Switzerland for the ultimate methane (CH4) production capacity (B0) of slurry amounts to 240 l CH4/kg volatile solids (VS). In the present study, slurry from 64 dairy farms representing all major Swiss milk producing Cantons was collected. Sampling took place both in winter and summer on farms feeding either silage or no silage (two major Swiss dairy cattle feeding systems). Farms were further classified by their annual milk yield. B0 was determined by incubating the slurry at 35 °C for 14 weeks. Winter slurry resulted in a B0 ranging between 241 and 314 l CH4/kg VS, summer slurry B0 ranged between 35 and 62 l CH4/kg VS. This low B0 could have resulted from previous fermentation in the slurry ponds or strong dilution through precipitation. Annual milk yield and feeding system did not influence B0, even though nutrient composition of diets and VS differed significantly. The results indicate that further differences in feeding and slurry management have to be considered in developing countryspecific data. Key words: methane, slurry, dairy farms, IPCC default value.

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P o r t r a i t

Matthias Suter: Mathematics is mental Matthias Suter vient de clore avec satisfaction le projet sur le séneçon aquatique qui avait pour but d’étudier comment maîtriser les variétés de séneçons aquatiques toxiques dans les prairies agricoles. Le projet financé par l’ADCF, l’OFAG et Agroscope comprenait un large éventail d’activités de recherche, depuis les essais en serres ou sur des parcelles jusqu’aux relevés sur le terrain dans les exploitations agricoles. La diffusion des connaissances a été tout aussi large, me déclare-t-il dans la cafétéria de l’EPF. «C’est une affaire qui a bien fonctionné avec des articles publiés dans Recherche Agronomique Suisse, des fiches techniques ADCF destinées à la pratique et des contributions dans des revues scientifiques internationales». A présent, il se réjouit d’entamer de nouvelles tâches à Agroscope, où il travaille à temps partiel depuis son doctorat. Le prochain chantier concerne des travaux de recherche dans le cadre du Consortium AnimalChange auquel Agroscope participe avec succès. Il s’agit d’étudier les répercussions du changement des conditions climatiques sur la production animale. Dans cette optique, Matthias Suter étudiera plus particulièrement à ART les questions relatives à l’adaptation de l’exploitation herbagère. Enseignant de formation, Matthias Suter a trouvé à l’EPF un champ d’action idéal où appliquer à la fois son expérience pratique dans l’enseignement et son savoir universitaire dans la biologie végétale et la statistique. Il occupe depuis 2007 le poste de premier assistant à l’Institut de biologie intégrative de l’EPF Zurich. Lorsqu’on accompagne Matthias Suter à la cafétéria, il ne fait aucun doute qu’il se sent chez lui dans l’équipe du professeur Edwards. Il échange quelques mots avec une ancienne étudiante, s’attarde auprès d’un doctorant. Même après n’avoir fait que brièvement sa connaissance, il est difficile d’imaginer qu’il ne regrette pas le temps passé à l’Institut, car il va quitter l’EPF à la fin de l’année 2012. Il accepte le changement avec un grand flegme et ne veut pas faire de projets définitifs quant à son proche avenir. Au fil de l’entretien avec Matthias Suter, on s’aperçoit aussi qu’il suit une voie tout à fait personnelle, lorsqu’il se pose la question de la cohérence de la nature: une approche purement mathématique avec analyse de données serait trop abstraite pour lui, explique-t-il, et ne rendrait pas justice à la nature. Il s’étonne toujours de voir comment ses prédécesseurs sont parvenus à appréhender avec précision la nature en ayant moins de moyens mathématiques à disposition. «Il est toutefois

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évident que l’écologie végétale moderne ne peut plus se passer des méthodes statistiques, qui permettent de différencier les lois complexes de la nature des événements accidentels», ajoute-t-il. C’est d’ailleurs la raison pour laquelle il a complété ses études de biologie par un cours post-grade de statistiques appliquées à l’EPF. Ce scientifique originaire de Thurgovie aime aussi aborder la nature comme le faisaient ses ancêtres: les randonnées, la photographie, la cuisine et les moments avec les amis lui permettent de se poser en toute quiétude les questions de la durabilité de notre existence et font partie de ses occupations favorites. Etel Keller-Doroszlai, Station de recherche Agroscope ReckenholzTänikon ART, 8046 Zurich

A c t u a l i t é s

Actualités Colonies d’abeilles suisses: pertes hivernales d'une ampleur inquiétante Pour la cinquième année consécutive, la «Verein Deutsch schweizerischer und Rätoromanischer Bienenfreunde» a réalisé une enquête en ligne auprès des apiculteurs-trices de l’ensemble de la Suisse au sujet des pertes de colonies d’abeilles de l’hiver dernier. Cette enquête, qui englobe plus de 1’000 ruchers de tous les cantons suisses et de la Principauté du Liechtenstein, des apiculteurs-trices de toutes les classes d’âge et des ruchers situés à une altitude comprise entre 200 et 1700 m au-dessus du niveau de la mer ainsi que toutes les races d’abeilles présentes en Suisse, peut être qualifiée de représentative. L’analyse des résultats montre une image bouleversante: près de 50 % des colonies d’abeilles des apiculteurstrices ayant participé au sondage, ont péri. Tous les cantons ont été touchés par ces pertes dans une proportion plus ou moins forte. Ce chiffre correspond au cumul des pertes avant la mise en hivernage début octobre 2011, les pertes hivernales jusqu’à la sortie de l’hivernage des colonies d’abeilles mi-avril 2012 ainsi que les colonies qui étaient trop faibles à la sortie de l’hivernage pour devenir une colonie de production. 50 % correspond au chiffre difficilement imaginable de 100 000 colonies. Ce sont les pertes les plus graves enregistrées depuis que ces chiffres sont relevés systématiquement. Du point de vue financier, cela équivaut à une perte de près de 25 millions de francs suisses pour les apiculteurs et qu’ils doivent supporter eux-mêmes. A l’heure actuelle, il n’est pas encore possible d’estimer l’impact sur la pollinisation des plantes utiles et sauvages et sur le moral des apiculteurs concernés pour la poursuite de leur activité. L’acarien Varroa destructor principal responsable Dans la recherche des causes des pertes hivernales de ces dernières années, plusieurs facteurs entrent en ligne de compte et parmi lesquels les maladies apicoles jouent un rôle central. Comme plusieurs études internationales viennent de le démontrer, le parasite Varroa destructor joue un rôle prépondérant dans ces pertes hivernales. En Suisse également, cet acarien est la cause principale des pertes importantes de colonies durant l’hiver. L’action de cet acarien sur la colonie d’abeilles est triple: il prélève le sang de l’abeille, il affaiblit le système immunitaire de l’abeille qui est ainsi plus sensible aux autres maladies, il agit comme vecteur d’autres agents pathogènes, les virus

notamment. Le parasitage des larves et des pupes par Varroa raccourcit la durée de vie des abeilles d’hiver de 5 – 6 mois à 2 – 3 mois, ce qui a pour conséquence que la colonie ne survit pas à l’hiver. L’intensité de ce phénomène dépend du nombre d’acariens dans la colonie. La précocité et la douceur du printemps 2011 a incité les colonies à un élevage intensif de couvain très tôt dans la saison, ce qui a permis aux varroas de se multiplier rapidement. Ceci a eu pour conséquence que des seuils critiques de parasites ont été atteints avant que des traitements puissent être réalisés. Le nombre important de parasites éliminés suite aux traitements confirment cette hypothèse. De nombreuses colonies ont dépéri en automne déjà, suite à un trop fort parasitage. L’automne 2011 particulièrement clément a aussi favorisé le transfert de Varroa d’une colonie à une autre par la dérive d’abeilles ou par le pillage entre colonies. Des ruchers correctement traités ont ainsi à nouveau été infestés. Ce phénomène de réinfestation se passe souvent sans que l’apiculteur ne le remarque et représente, avec la maîtrise de traitements efficaces, un des problèmes majeurs de la lutte contre l’acarien Varroa. Recherche sur les varroas: où en sommes-nous? L’acarien Varroa destructor est de toute évidence la cause principale de la mortalité des abeilles sur pratiquement l’ensemble de la planète. La lutte contre cet acarien revêt

Image désolante d'une colonie morte après l'hiver, situation malheureusement très fréquente ce printemps.

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Actualités

donc une extrême importance. L’efficacité de nombreux produits a diminué en raison de la formation de résistance. Les acides organiques utilisés aujourd’hui n’agissent pas toujours suffisamment, car ils dépendent des températures extérieures, et des erreurs dans leur application sont souvent commises. A cela s’ajoute qu’un grand nombre d’acariens provenant de colonies fortement infestées sont transportés, tard dans l’année, dans des colonies déjà traitées. Vu la situation dramatique sur le terrain, nous allons tester dans un essai en champs de grande envergure, en collaboration avec une société d’apiculture régionale, l’efficacité d’un traitement coordonné dans l’ensemble de la région participante sur le taux d’infestation et sur l’hivernage des colonies d’abeilles. Si cet essai porte ses fruits dans la région en question (Seeland bernois), nous disposerons d’une première mesure d’urgence pour empêcher de nouvelles pertes. A long terme cependant, notre recherche vise une solution durable pour remédier au problème du varroa. A cet effet, nous utilisons dans une première approche des antagonistes naturels pour développer une lutte biologique contre l’acarien au moyen de champignons entomopathogènes. Dans une deuxième approche, nous étudions les mécanismes qui pilotent la reproduction de l’acarien dans le but de bloquer celle-ci. A la suite des très bons résultats obtenus lors de la dernière saison de recherche, nous avons bon espoir de trouver d’ici à quelques années, par l’une ou par les deux voies de recherche, une solution efficace destinée à la pratique. Les pesticides ne sont pas inoffensifs mais pas la cause des pertes de colonies De par son importance comme pollinisateur, le risque des pesticides pour l’abeille mellifère est évalué dans le cadre

Nomination de Michael Gysi à la tête de la station de recherche Agroscope Michael Gysi a été nommé à la tête de la station de recherche Agroscope. Le chef du Département fédéral de l'économie (DFE) a approuvé la proposition présentée dans ce sens par le directeur de l'Office fédéral de l'agriculture (OFAG). Michael Gysi procèdera début 2013 à la fusion des trois actuelles stations de recherche d'Agroscope en une seule unité, qu'il dirigera à partir du 1er janvier 2014. Il siègera par ailleurs au sein du conseil Agroscope de l'OFAG.

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de la procédure d’homologation. Les tests réalisés suivent un protocole standard par étape, reconnu internationalement. Les procédures d’évaluation sont constamment adaptées pour répondre aux demandes pour des matières actives avec un nouveau mode d’action ou un nouveau procédé d’application. Les homologations en vigueur peuvent aussi être révisées en fonction des observations du terrain et des nouvelles connaissances. En Suisse, l’évaluation des risques des pesticides agricoles et leur homologation est du ressort de l’Office fédéral de l’agriculture. Les insecticides de la famille des néonicotinoïdes sont sujet à discussion ces dernières années concernant le risque létal et sublétal pour les abeilles. Certaines de ces matières actives présentent une haute toxicité pour les abeilles et des dispositions d’utilisation sont appliquées pour éviter une exposition de celles-ci. Les cas sporadiques d’intoxications d’abeilles enregistrés avec ces produits découlent en général du non respect de ces dispositions. Les effets sublétaux observés dans les essais de laboratoire ou sur des abeilles individuelles ne peuvent jusqu’à ce jour pas être reproduits dans les essais en champ sur des colonies entières. Une différenciation claire doit être faite entre les mortalités d’abeilles durant la saison apicole et les mortalités hivernales de colonies. Dans la recherche des causes des pertes hivernales, les pesticides à usage agricole sont également un des facteurs abiotiques étudiés. A l’heure actuelle cependant, les études scientifiques à disposition ne démontrent aucun lien entre les pertes hivernales et les pesticides agricoles. Robert Sieber, vice-président VDRB Jean-Daniel Charrière et Jochen Pflugfelder, Agroscope Liebefeld-Posieux ALP-Haras

Actualités

INnot u ev r ne el ltel si npkus b l i c a t i o n s

Rapport ART 750

Comment les vaches réagissent-elles au racleur d‘évacuation? Etudes du comportement et de l’activité cardiaque

Avril 2012

Autrices et auteurs Melanie Buck1, Beat Wechsler1, Lorenz Gygax1, Beat Steiner2, Adrian Steiner3, Katharina Friedli1 1

Centre spécialisé dans la détention convenable des ruminants et des porcs, Office vétérinaire fédéral, CH-8356 Ettenhausen; email: katharina.friedli@art.admin.ch 2 Station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, Bâtiments, animaux et travail, CH-8356 Ettenhausen 3 Factulté Vetsuisse Université de Berne, Clinique des ruminants, CH-3001 Berne Impressum Edition: Station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, Tänikon, CH-8356 Ettenhausen, Traduction: Etel Keller, ART Les Rapports ART paraissent environ 20 fois par an. Abonnement annuel: Fr. 60.–. Commandes d‘abonnements et de numéros particuliers: ART, Bibliothèque, 8356 Ettenhausen T +41 (0)52 368 31 31 F +41 (0)52 365 11 90 doku@art.admin.ch Downloads: www.agroscope.ch ISSN 1661-7568

Les installations fixes d’évacuation du fumier font partie de l‘équipement standard des stabulations libres pour vaches laitières. Elles facilitent le travail et améliorent l’hygiène des onglons. De plus, elles contribuent à réduire les émissions d‘ammoniac. Le pourcentage de vaches détenues en stabulation libre étant en constante augmentation, et la stabulation libre nécessitant des évacuations plus fréquentes, les vaches sont de plus en plus souvent en contact avec le racleur. Pour éviter de perturber leur comportement et de les blesser, il est essentiel que les dispositifs d’évacuation du fumier soient conçus et utilisés dans le respect de l‘animal. Ce travail avait pour but d’étudier l’impact des installations d’évacuation sur le comportement des vaches et leur activité cardiaque, celle-ci servant d’indicateur du niveau de stress de l’animal. Les résultats devaient permettre de dégager des recommandations pour l’utilisation de ces

dispositifs dans le respect de l’animal afin de les mettre à disposition des éleveurs, des conseillers et des entreprises de construction d’étables. Les fréquences cardiaques mesurées pendant les phases d’évacuation indiquent que les vaches ressentent une légère gêne en relation avec certains types de comportements. Une phase d’évacuation juste après la distribution de fourrage perturbait les vaches pendant leur repas et les conduisait à manger davantage pendant la nuit. La comparaison des racleurs rabattables et des racleurs combinés réglés à différentes hauteurs n’a montré aucune influence sur la réaction des vaches. Les types de racleurs étudiés peuvent être considérés comme respectueux des animaux. Toutefois, il faut tenir compte de certains aspects en termes d’organisation du travail et de construction pour assurer une utilisation des racleurs conforme aux besoins des animaux.

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Comment les vaches réagissent-elles au racleur d‘évacuation? Rapport ART 750 Les installations fixes d’évacuation du fumier font partie de l‘équipement standard des stabulations libres pour vaches laitières. Elles facilitent le travail et améliorent l’hygiène des onglons. De plus, elles contribuent à réduire les émissions d‘ammoniac. Le pourcentage de vaches détenues en stabulation libre étant en constante augmentation, et la stabulation libre nécessitant des évacuations plus fréquentes, les vaches sont de plus en plus souvent en contact avec le racleur. Pour éviter de perturber leur comportement et de les blesser, il est essentiel que les dispositifs d’évacuation du fumier soient conçus et utilisés dans le respect de l‘animal. Ce travail avait pour but d’étudier l’impact des installations d’évacuation sur le comportement des vaches et leur activité cardiaque, celle-ci servant d’indicateur du niveau de stress de l’animal. Les résultats devaient permettre de dégager des recommandations pour l’utilisation de ces dispositifs dans le respect de l’animal afin de les mettre à disposition des éleveurs, des conseillers et des entreprises de construction d’étables. Les fréquences cardiaques mesurées pendant les phases d’évacuation indiquent que les vaches ressentent une légère gêne en relation avec certains types de comportements. Une phase d’évacuation juste après la distribution de fourrage perturbait les vaches pendant leur repas et les conduisait à manger davantage pendant la nuit. La comparaison des racleurs rabattables et des racleurs combinés réglés à différentes hauteurs n’a montré aucune influence sur la réaction des vaches. Les types de racleurs étudiés peuvent être considérés comme respectueux des animaux. Toutefois, il faut tenir compte de certains aspects en termes d’organisation du travail et de construction pour assurer une utilisation des racleurs conforme aux besoins des animaux. Melanie Buck et al., Centre spécialisé dans la détention convenable des ruminants et des porcs, Office vétérinaire fédéral, 8356 Ettenhausen

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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 29.05.2012 La sélection publique: des variétés de blé performantes mais bien plus encore

14.05.2012 Localisation du gène de la résistance au feu bactérien

La sélection du blé d’Agroscope est reconnue en Suisse et à l’étranger pour la qualité de ses variétés. Les activités et le rôle du programme de sélection ne s’arrêtent toutefois pas à la seule création variétale. Le programme de sélection publique d’Agroscope, en étroite collaboration avec la société DSP, a inscrit, en 2011, dix variétés de blé en Suisse et 2 autres variétés à l’étranger. Depuis 2001, près de 100 inscriptions en Suisse et dans 18 pays à travers le monde ont été obtenues. Actuellement les variétés de blés recommandées pour les classes top et 1 par l’interprofession Swissgranum sont toutes issues du programme public.

Les nouvelles variétés de pommes doivent nécessairement être mieux armées contre l’agent pathogène du feu bactérien. Dans le monde entier, des équipes travaillent au développement de variétés plus résistantes à cette maladie. Les chercheurs d'Agroscope et de l'EPF de Zurich ont maintenant franchi de concert une étape décisive: la localisation précise du gène de résistance chez la pomme sauvage Malus x robusta 5. Grâce à cette information, les chercheurs pourront trier plus efficacement les plantules porteuses du gène, pour la sélection des futures variétés.

15.05.2012 Complémentarité et collaboration entre l’Ecole d’Ingénieurs de Changins (EIC), les Ecoles de Wädenswil (ZHAW et Strickhof) et la Station de recherche Agroscope Changins-Wädenswil (ACW) Une délégation du Conseil de fondation de l’Ecole d’Ingénieurs de Changins s’est rendue récemment sur le site de Wädenswil pour une visite des lieux et un échange au sujet des formations respectives et de la recherche en Life Sciences. Cette rencontre très fructueuse a permis de mettre en évidence la complémentarité intéressante entre les sites de Changins et de Wädenswil au niveau des formations proposées et également au niveau de la recherche en viticulture et œnologie. Une collaboration forte existe déjà dans le cadre du Master en Life Sciences entre les deux écoles HES (haute école spécialisée) de Changins et de Wädenswil, notamment par des cours communs centralisés. Une nouvelle collaboration est également en cours dans le cadre de la mise sur pied de la formation professionnelle supérieure pour les viticulteurs encaveurs. Cette rencontre a également fait apparaître de belles perspectives de collaboration entre le pôle de compétence national en viticulture et œnologie de Changins et son relai sur le site de Wädenswil, bénéficiant d’une expertise solide dans ce domaine ainsi que dans les domaines apparentés de la technologie des denrées alimentaires et de la chimie.

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08.05.2012 Le changement climatique sera favorable aux ravageurs: exemple du carpocapse Le changement climatique exposera l'agriculture à davantage de dégâts dûs aux insectes: d'un côté, de nouveaux ravageurs auront l’opportunité de s'installer ou de se propager, de l'autre, les ravageurs endémiques pourront se multiplier et la lutte sera plus difficile. Pour prévenir cette situation, les entomologistes d'Agroscope ont collaboré avec MétéoSuisse pour évaluer à l'aide de modèles informatisés les risques engendrés par le carpocapse selon des scénarios climatiques du futur. Les résultats montrent que ces insectes seront plus nombreux et durant plus de temps dans les cultures fruitières. Il est donc important de développer aujourd’hui déjà des stratégies de lutte durables adaptées aux scénarios du climat à venir.

Actualités

Manifestations

Dans le prochain numéro Juillet–Août 2012 / Numéro 7–8 Les régions de montagne sont des éléments importants du paysage suisse. Dans le projet de recherche MOUNTLAND, des collaborateurstrices du WSL, des EPF de Zurich et de Lausanne ainsi que d’autres partenaires ont étudié les impacts à venir des changements climatiques et de l’utilisation des terres sur les prestations écosystémiques en région de montagne.

Juin 2012 21. – 22.06.2012 Journée BIOBIO Agroscope Reckenholz-Tänikon ART Engelberg Juillet 2012 27. – 29.07.2012 Eurocheval Offenburg Haras national suisse HNS Offenburg, Allemagne Août 2012

••Utilisation durable du sol en montagne: qu’apporte le projet de recherche inter- et transdisciplinaire MOUNTLAND?, Robert Huber et al., WSL, ETH Zurich, EPFL Lausanne et Université de Franche-Comté Besançon ••Conservation des pâturages boisés du Jura: défis climatiques et agro-politiques, Alexandre Buttler et al., EPFL Lausanne et al. ••Effet du développement du système de paiements directs sur l’intensité de l’utilisation des terres dans diverses régions de montagne, Robert Huber et al., WSL et ETH Zurich ••Ecologisation de l’agriculture dans le processus politique agricole, Christian Hirschi et Robert Huber, ETH Zurich et WSL ••Cultures maraîchères – Modélisation de l’hétérogénéité et de l’intensité, Anke Möhring et al., ART et Universität Hohenheim ••La germination du Séneçon aquatique est rapide et prolifique, Matthias Suter et al., ART et ADCF ••ArboPlus, un outil pour soutenir les compétences de gestion en arboriculture fruitière Esther Bravin et al., ACW ••Influence de l’intervalle en temps entre le prélèvement et l’analyse des échantillons de lait sur leur résultat du nombre de germes totaux, Gérald Pittet et al., Suisslab AG, CHEMSTAT Bern et ALP-Haras

13.08.2012 Journée d'information plantes médicinales et aromatiques Agroscope Changins-Wädenswil ACW Agroscope ACW, domaine de Bruson 18.08.2012 Güttingertagung 2012 Agroscope Changins-Wädenswil ACW et BBZ Arenenberg Versuchsbetrieb Güttingen, Güttingen TG Septembre 2012 09. – 12.09.2012 5th European Conference on Sensory and Consumer Research Agroscope et ZAHW Berne 13.09.2012 AGFF-Waldhoftagung 2012 AGFF, Profi-Lait, HAFL, ALP et ART Inforama Waldhof, Langenthal

13.09.2012 6. Ökobilanzplattform Landwirtschaft: Ökologische Bewertung von Fleisch Agroscope Reckenholz-Tänikon ART Reckenholz, Zürich-Affoltern

••Actualité dans la recherche sur la pomme de terre, Thomas Hebeisen et Brice Dupuis, ART et ACW

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

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m u r t S n c e h z w z n e e i z t e p m o K Stra Wel teg tern ienvon For ähru schu ng ngs z N t Pers zfetlnicher acghswpla pek t un uchs tive senscha orsrcehn n wis F PERSPEKTIVEN FÜR FORSCHUNG & ENTWICKLUNG IM AGRO-FOOD BEREICH Für talentierte Nachwuchskräfte sind diese Perspektiven sehr gut, versicherten sieben grosse Arbeitgeber an der Jahrestagung des SVIAL 2012. Möchten Sie mehr darüber erfahren? Wir informieren Sie gerne: svial@svial.ch

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My Agro Food Network

Pour conduire des groupes vers leurs objectifs : « La modération, un art qui s'apprend » Cours AGRIDEA Contenu : • L'art de créer des liens dans un contexte professionnel. • Faire du groupe son allié. • Positionnement et rôle du modérateur. • Modalités de fonctionnement du groupe. • Technique de visualisation. • Compréhension et gestion de la dynamique de groupe. • Utilisation de la voix, etc.

Bevaix ( NE ), du 26.09.2012 au 28.09.2012 et du 09.01.2013 au 10.01.2013 Pour plus d'infromations : www.agridea-lausanne.ch ( rubrique formation ), cours@agridea.ch, tél : 021 619 44 06