Edition 3 mars 2011

Recherche Agronomique Suisse 2 0 1 1

Agroscope | OFAG | HESA | AGRIDEA | ETH Zürich

M a r s

Environnement

Le point sur les plantes envahissantes

Production végétale Agroforesterie en Suisse

Page 108

Page 128

Production animale Diversité génétique de la race d'Hérens

Page 134

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N u m é r o

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Les néophytes envahissantes – en provenance d’autres continents – peuvent s’adapter à un nouveau milieu et bouleverser sensiblement l’équilibre de la biodiversité.

La renouée du ­J apon se propage le long des cours d’eau et peut provoquer l’érosion des berges.

(Photo : Carole Parodi, ACW)

Impressum Recherche Agronomique Suisse / Agrarforschung Schweiz est une publication des stations de recherche agronomique Agroscope et de leurs partenaires. Cette publication paraît en allemand et en français. Elle s’adresse aux scientifiques, spécialistes de la recherche et de l’industrie, enseignants, organisations de conseil et de vulgarisation, offices cantonaux et fédéraux, praticiens, politiciens et autres personnes intéressées.

Sommaire Mars 2011 | Numéro 3 107

Editorial

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Le point sur les plantes envahissantes Christian Bohren

Environnement 114 Concentration et émission d’odeurs

des ­étables de vaches laitières avec aire d’exercice extérieure

Editeur Agroscope Partenaires b A groscope (stations de recherche Agroscope Changins-Wädenswil ACW; Agroscope Liebefeld-Posieux ALP et Haras national suisse HNS; Agroscope Reckenholz-Tänikon ART) b Office fédéral de l’agriculture OFAG, Berne b Haute école suisse d’agronomie HESA, Zollikofen b Centrales de vulgarisation AGRIDEA, Lausanne et Lindau b Ecole polytechnique fédérale de Zurich ETH Zürich, Department of agricultural and foodscience Rédaction Andrea Leuenberger-Minger, Recherche Agronomique Suisse / Agrarforschung Schweiz, Station de recherche Agroscope LiebefeldPosieux ALP, Case postale 64, 1725 Posieux, Tél. +41 26 407 72 21, Fax +41 26 407 73 00, e-mail: info@rechercheagronomiquesuisse.ch

Margret Keck, Alfons Schmidlin, Kerstin Zeyer, Lukas Emmenegger et Sabine Schrade

Production végétale 120 Fertilité du sol et productivité des

c­ ultures: ­effets des apports organiques ­ et du labour Alexandra Maltas, Raphaël Charles et Sokrat Sinaj

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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), Gerhard Mangold (ALP et HNS), Etel Keller-Doroszlai (ART), Karin Bovigny-Ackermann (OFAG), Beat Huber-Eicher (HESA), Philippe Droz (AGRIDEA), Jörg Beck (ETH Zürich) Abonnements Tarifs Revue: CHF 61.–*, TVA et frais de port compris (étranger + CHF 20.– frais de port), en ligne: CHF 61.–* * Tarifs réduits voir: www.rechercheagronomiquesuisse.ch ou info@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

Environnement

Production végétale

Agroforesterie en Suisse Alexandra Kaeser, Firesenai Sereke, Dunja Dux et Felix Herzog

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Production animale

Diversité génétique de la race d'Hérens Christine Flury et Stefan Rieder

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Portrait

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Actualités

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Manifestations

Listes variétales Encart Liste recommandée des variétés de maïs ­

pour la récolte 2011 A. Baux, J.-F. Collaud, L. Deladoey, J. Hiltbrunner, U. Buchmann et M. Bertossa

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 Sience, CAB Abstracts, AGRIS Berner Fachhochschule Haute école spécialisée bernoise Schweizerische Hochschule für Landwirtschaft SHL Haute école suisse d’agronomie HESA

Editorial

Pour une approche humaniste de l’exploitation agricole Chère lectrice, cher lecteur,

Valérie Miéville-Ott, Agridea

Depuis une bonne quinzaine d’années, le contexte dans lequel évolue l’agriculture suisse est marqué par des changements économiques, politiques et sociaux importants: concurrence accrue sur les marchés agricoles, baisse des prix, diminution des exploitations, augmentation de la charge de travail, nécessité de diversifier les revenus, demandes sociales en matière de bien-être des animaux et de préservation de l’environnement, etc. Dans ce contexte extrêmement changeant et incertain, qui comporte des prises de risque élevées, le maintien d’un tissu agricole dynamique dépend de facteurs de plus en plus complexes.

De plus, l’exploitation agricole elle-même est un système complexe, où s’entremêlent relations de travail et relations familiales, outil de production et patrimoine, échanges basés sur la réciprocité et échanges marchands, maîtrise technique et aléas des rythmes saisonniers et reproductifs, etc. Ainsi les objectifs, déclarés ou implicites, de chaque membre de la famille paysanne relèvent d’une multitude de critères et de valeurs, dépassant largement les lois de l’Homo oeconomicus. Les performances technico-économiques ne peuvent à elles seules présumer des perspectives de développement d’une exploitation. La capacité d’adaptation et de rebond de l’exploitation agricole dépend fortement de facteurs humains. La bonne gestion des relations familiales et la faculté de créer des réseaux sociaux sources de nouvelles connaissances et d’entraide sont au cœur de l’avenir de l’agriculture. Le capital social et humain est aussi important, si ce n’est plus, que le capital ­technico-économique. Aucun modèle économétrique, aussi sophistiqué soitil, ne permettra jamais de rendre compte de cette complexité des facteurs entrant en ligne de compte dans la «performance» globale de l’exploitation, comme ses capacités d’adaptation et d’innovation, voire même de résilience.

L’accompagnement des familles paysannes face à ces nombreux défis demande de nouvelles compétences et de nouvelles approches. Il s’agit de voir l’agriculteur et l’agricultrice comme des partenaires à part entière, utilisateurs des dernières connaissances certes, mais aussi producteurs eux-mêmes de connaissances originales et adaptées à la pratique. La recherche de solutions innovantes doit donc se faire dans un esprit de dialogue et de partenariat entre la recherche, la formation, la vulgarisation et les familles paysannes.

Mais l’avenir de l’agriculture suisse se joue aussi sur un terrain clairement politique. Face à une pression économique toujours plus forte, les capacités endogènes d’adaptation des exploitations arrivent à leur limite. De nouveaux défis sociaux émergent dans les campagnes: transmission familiale incertaine, surcharge physique et mentale, stress, augmentation des divorces, accidents, etc. Cette constatation nous amène à nous poser la question de la pertinence des modèles de développement économique actuels pour l’agriculture.

La durabilité de l’agriculture suisse ne doit pas se jouer sur les seuls axes économiques et environnementaux. Elle doit clairement intégrer la dimension sociale afin de défendre non seulement une agriculture viable économiquement, mais aussi vivante, reconnue et vivable, c'est-à-dire supportable tant sur le plan physique que psychique. En un mot, une agriculture porteuse de sens et de plaisir pour les familles paysannes.

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

Le point sur les plantes envahissantes Christian Bohren, Station de recherche Agroscope Changins-Wädenswil ACW, 1260 Nyon 1 Renseignements: Christian Bohren, e-mail: christian.bohren@acw.admin.ch, tél. + 41 22 363 44 25

Figure 1 | Espèce en progression, le souchet comestible (Cyperus esculentus) se propage via les machines agricoles : le niveau d’alerte est au rouge. (Photo: ACW)

Migration des plantes Les plantes ont de tout temps parcouru des distances plus ou moins longues, de manière naturelle, malgré leur enracinement dans le sol. Avec la globalisation à outrance, l’être humain perturbe cette migration naturelle: les plantes sont ainsi déplacées en plus grand nombre et toujours plus rapidement autour du globe.

Des semences et parties de plantes sont déplacées involontairement dans les matières brutes et d’autres marchandises; des graines de séneçon du Cap sont ainsi arrivées dans notre pays dans des ballots de coton. D’autres plantes ont été introduites comme plantes d’ornement, recherchées pour la beauté de leurs feuilles ou de leurs fleurs. Par exemple, la verge d’or (Solidago spp.) est toujours appréciée dans les bouquets, bien qu’elle figure dans la liste noire de la Commission suisse pour la conservation des plantes sauvages.

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Les néophytes On entend par néophytes des plantes émergentes originaires d’autres continents. L’ère des néophytes a commencé avec l’arrivée de Christophe Colomb en Amérique.

Des espèces originaires de pays lointains trouvent souvent chez nous un climat qui leur convient. Si elles ne sont menacées ni par des prédateurs, ni par des maladies, elles peuvent se multiplier de façon illimitée. Les zones d’Europe centrale connaissent à cet égard la «règle décimale» suivante: sur 1000 espèces végétales introduites intentionnellement ou accidentellement, 100 commenceront à se développer en pleine nature, 10 survivront à l’hiver et s’établiront, et une seule parviendra à se multiplier massivement. En raison de ce potentiel de multiplication, une espèce néophyte peut concurrencer la flore indigène, et à long terme aussi la faune native, jusqu’à les faire disparaître. En raison de leur comportement envahissant, les néophytes sont une menace pour la biodiversité. Les plantes introduites ne sont cependant pas toujours immédiatement invasives. Elles peuvent rester longtemps discrètes, jusqu’à ce qu’ elles trouvent des conditions plus favorables et commencent à proliférer. Cet article a pour but de montrer qu’il n’existe pas de règles générales pour lutter contre les plantes émergentes envahissantes.

De l’apparition à l’invasion Une invasion débute toujours localement, là où l’espèce a été amenée et où elle peut se multiplier. Le temps écoulé depuis l’apparition de l’espèce sur le site en question ne joue pas de rôle pour la lutte, ni le fait d’être néophyte ou indigène. L’invasion débute par un épisode de multiplication disproportionnée. Le type de multiplication influencera les méthodes de lutte: pour contenir l’ambroisie (Ambrosia artemisiifolia), on peut simplement arracher les plants avant la floraison. Généralement, toutefois, il ne suffit pas de détruire les parties aériennes de la plante, car un grand nombre d’espèces envahissantes disposent d’organes de reproduction souterrains. Il est indispensable de rechercher la source de la contamination, pour la neutraliser et ainsi lutter efficacement contre l’invasion. Toutes les invasions ont en commun le fait de mettre leur environnement dans une sorte d’état d’urgence.

L’utilisation des sols pour la construction est catastrophique pour la flore locale, car elle la prive de ses ressources naturelles. Pendant un chantier, d’énormes quantités de terre sont déplacées, entraînant la destruction de surfaces nettement plus grandes que celle couverte par l’édifice lui-même. Toute surface perturbée par des activités de construction offre aux plantes migrantes l’occasion de la coloniser. En premier lieu, les plantes envahissantes trouvent souvent dans les sols perturbés des conditions favorables à leur développement; le déplacement de terre accélère encore leur prolifération massive.

Alors que les besoins en sols utilisables s’accroissent, l’être humain éprouve toujours plus le besoin de préserver les ressources naturelles, avec la nécessité de créer de plus en plus de réserves naturelles. Mais les réserves elles-mêmes sont exposées à l’invasion d’espèces végétales. Un ruisseau qui traverse une zone protégée peut offrir un excellent milieu de vie à la renouée du Japon si celle-ci ne peut pas être éradiquée efficacement en amont, dans une zone non protégée. Les rhizomes déstabilisent les berges, sont emportés par le courant et peuvent s’implanter plus bas dans la réserve. À ce stade, il n’y a plus moyen de combattre la plante avec efficacité selon le droit en vigueur, vu l’interdiction générale des herbicides. Et l’invasion ne pourra jamais être enrayée.

Résumé

Le point sur les plantes envahissantes | Environnement

Les déplacements de plantes à travers le monde sont essentiels pour notre existence.

Avec la mondialisation de ses activités, l’être humain perturbe ces migrations. Des plantes et d’autres êtres vivants en provenance d’autres continents peuvent s’adapter à un nouveau milieu et, n’y trouvant pas d’ennemis, perturber sensiblement l’équilibre de la biodiversité. On parle alors d’espèces néophytes envahissantes. L’exploitation intensive des sols par l’être humain accélère souvent ce phénomène. L’être humain est confronté aux mauvaises herbes depuis qu’il cultive la terre. Le paysan doit continuellement modifier ses méthodes de lutte. Il faudrait que la société accepte de son côté l’introduction de méthodes appropriées pour contrôler les plantes envahissantes. De petites équipes de spécialistes devraient pouvoir imposer des mesures de lutte adaptées aux espèces végétales concernées, après l’adaptation des conventions existantes. Les solutions probantes trouvées au problème de l’ambroisie sont encourageantes pour aborder avec détermination les problèmes actuels (renouée du Japon) et futurs (souchet comestible).

Figure 2 | Le solidage du Canada (Solidago canadensis) ne présente pas que des inconvénients: il offre une protection à la perdrix grise. (Photo: ACW)

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Environnement | Le point sur les plantes envahissantes

Plantes à problèmes Il existe partout des plantes mal-aimées qui se propagent avec une rapidité excessive. L’agriculture est confrontée à des «mauvaises herbes» difficilement contrôlables comme les chardons, le rumex et le liseron.

Des espèces d’adventices courantes telles que le chiendent (Agropyron repens) ou l’agrostide jouet-du-vent (Apera spica venti) restent discrètes dans des assolements diversifiés, mais peuvent poser de réels problèmes dans des systèmes d’assolement simplifiés, comme en cas de spécialisation en production céréalière (Menne et al.

2008). Les problèmes posés par le chiendent et l’agrostide ne peuvent souvent pas être résolus, car le contexte économique favorise les formes de production unilatérales monoculturales (assolements déséquilibrés). L’agriculture est sans cesse confrontée à de nouveaux types de mauvaises herbes, qu’il s’agisse d’espèces indigènes réagissant à des méthodes culturales modifiées, ou de néophytes. Les deux – plantes indigènes et néophytes – demandent la même vigilance par rapport aux mesures de lutte et aux mécanismes de multiplication.

Autre exemple: les renouées exotiques (Reynoutria spp.), notamment la renouée du Japon, introduite il y a 150 – 200 ans comme plante d’ornement, qui a pu se propager sans entraves dans de nombreux pays d’Europe au cours des dernières décennies. Depuis, elle a atteint les sols exploités par l’être humain, devenant un facteur de coûts. Selon des articles parus dans les journaux, les frais d’éradication de la renouée du Japon sur les chantiers des Jeux Olympiques de Londres, en 2012, s’élèveraient à environ 100 000 £. Les autorités britanniques préposées à l’environnement (Environment Agency 2010) parlent d’une surface infestée de 4 ha sur le futur village olympique. Le site Internet www.jksl.com fait état d’une «propagation spectaculaire en Angleterre» de l’espèce.

La lutte aérienne ne suffit pas: il est impossible de débarrasser le sol des rhizomes avec des moyens raisonnables, si bien qu’il faut intervenir par la suite avec diverses mesures. La renouée du Japon pose souvent des problèmes au bord des espaces aquatiques, car elle peut déstabiliser les berges déjà réduites à des bandes étroites. Il est presque impossible de venir à bout de cette espèce uniquement par voie mécanique, et les mesures de lutte impliquent d’importants frais de maind’oeuvre; les meilleures chances de réussite consistent en une combinaison de mesures mécaniques et chimiques.

Introduite il y a à peu près 150 ans, l’ambroisie n’est en progression chez nous que depuis quelques années (Delabays et al. 2007). L’arrachage des plants avant la floraison est dans plupart des cas suffisant, car l’ambroisie ne se multiplie que par les graines.

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Figure 3 | La renouée du Japon ( Reynoutria spp.) est largement répandue et ne peut être combattue qu’à grands frais. Les pro­ blèmes liés à cette plante ne vont pas diminuant avec le temps.

(Photo: ACW)

Un projet pour la conservation de la perdrix grise (Perdrix perdrix) dans les zones de cultures intensives est en cours dans le canton de Genève. En 1996, lors d’analyses de la végétation, Mayor et Lambelet-Haueter avaient signalé la vergerette du Canada (Conyza canadensis) comme plante indésirable. De nos jours, les surfaces de compensation écologique agricoles, en particulier les jachères florales, constituent d’excellents refuges pour la perdrix grise, grâce aussi au solidage ou verge d’or, une plante de taille imposante. Autrefois absente de ces milieux, cette plante exotique y est devenue fréquente.

Une fois que la perdrix s’est établie, toute intervention devrait être évitée le plus longtemps possible. C’est pourquoi pratiquement toute jachère florale est envahie à long terme par le solidage. Selon les directives en vigueur concernant son rôle de compensation écologique, la jachère florale perd dès lors sa valeur et devrait être exclue du système des paiements directs. D’un autre côté, elle est un précieux élément du projet de conservation de la perdrix grise. En raison de la présence de cet oiseau, elle ne devra pas être obligatoirement abandonnée, quand bien même elle est infestée de solidages.

C’est ainsi que le solidage, plante néophyte dangereuse car envahissante, est utile à la perdrix grise. Heureusement, cette plante est très sensible au travail du sol lors de la remise en culture d’une jachère et ne constitue donc pas un problème malherbologique dans les parcelles cultivées.

Le dernier exemple est celui du souchet comestible (Cyperus esculentus). Cette espèce néophyte envahissante colonise le sol via des tubercules de la grosseur d’un pois, qui constituent les organes de survie de la plante. Le souchet comestible est en progression dans les cultures maraîchères intensives, où il affecte les récoltes et colonise d’autres parcelles via les machines agricoles (Total 2008). Il est dès lors facile à imaginer que

Le point sur les plantes envahissantes | Environnement

cette plante va causer à l’avenir de sérieux problèmes.

La lutte aérienne n’arrive pas à contenir l’invasion. Les herbicides qui présenteraient une bonne efficacité contre le souchet comestible ne peuvent pas empêcher sa multiplication lorsque, en raison de l’intolérance des cultures, ils doivent être appliqués à un moment où ils n’ont pas d’impact sur la formation des tubercules.

Tous ces exemples illustrent des problèmes très variés, difficiles à résoudre, et qui vont rapidement s’aggraver s’ils ne sont pas combattus assez tôt. Pour un grand nombre de plantes figurant dans la liste noire (CPS), nous ne savons pas si et quand elles vont se montrer envahissantes.

Eradiquer les néophytes envahissantes ou indésirables La gestion appropriée des mauvaises herbes et de la flore adventice des parcelles cultivées a toujours été un aspect important des pratiques agricoles et culturales. La lutte contre les mauvaises herbes avait naguère pour but de les neutraliser, ce qui simplifiait et facilitait grandement la production. Cela permettait d’une part d’éviter les pertes de rendement, et d’autre part d’enrayer la multiplication des mauvaises herbes pour les années à venir en empêchant leur propagation par les graines (Zwerger et Ammon 1999). Le développement des herbi-

Figure 4 | L’invasion d’ambroisie ( Ambrosia artemisiifolia) est enrayée, mais il ne faut pas baisser la garde. (Photo: ACW)

cides a fait croire qu’un grand pas avait été franchi vers des cultures exemptes de mauvaises herbes, jusqu’à ce que l’apparition d’espèces résistantes aux herbicides et la pollution des eaux ne mettent fin à cette illusion. La valeur écologique des mauvaises herbes a commencé à être reconnue. Les méthodes de lutte ont été affinées: augmentation du sarclage des champs cultivés, réduction du travail de la terre, utilisation d’engrais verts. La lutte contre les adventices s’inspire aujourd’hui du principe des seuils de tolérance (dommage économique): les coûts de la lutte ne doivent pas dépasser ceux liés à la perte de rendement en cas d’absence de lutte. Actuellement, l’agriculture s’en sort généralement bien en appliquant les principes précités de lutte contre les mauvaises herbes. Il est indéniable que les herbicides sont des méthodes efficaces permettant d’économiser de nombreuses heures de travail manuel. On peut s’interroger sur le sens des seuils de tolérance dans le cas de la lutte contre les néophytes envahissantes. En effet, il est inutile de vouloir leur déclarer la guerre totale – donc l’éradication - mais on pourrait les endiguer raisonnablement.

L’ambroisie n’est pas nuisible tant que les valeurs seuils des pollens aériens allergènes ne sont pas dépassées. La renouée du Japon est bien moins nuisible lorsqu’elle n’est pas présente le long des voies de circulation et des cours d’eau.

Nous sommes aujourd’hui à la recherche de mé­­thodes de lutte les plus efficaces possibles. Nous ne voulons pas de peuplements soignés de plantes envahissantes dans les lieux où elles créent des problèmes. Les méthodes doivent être compatibles avec la législation sur l’environnement. Il y a lieu de se demander, dans ce contexte, si les lois actuelles sur la protection de l’environnement tiennent suffisamment compte de certaines situations exceptionnelles comme la propagation d’espèces le long des cours d’eau et des rives lacustres.

Perspectives d’avenir et situation actuelle Il s’agit d’éviter à l’avenir des situations telles que celle induite par la renouée du Japon. Le danger d’une invasion débutante doit être reconnue à temps, pour pouvoir combattre avec tous les moyens à disposition l’espèce végétale concernée. C’est la seule façon de prévenir l’engagement de sommes exorbitantes pour lutter contre une unique espèce envahissante. La «liste noire» compte actuellement une vingtaine d’espèces et elle va encore s’allonger. Concrètement, l’arrivée des plantes envahissantes met en péril la biodiversité, entraîne des coûts de lutte élevés et des risques pour la santé de la population, etc. Ces dommages montrent tout simplement que nous ne sommes pas encore capables de réagir de manière appropriée aux plantes envahissantes.

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Environnement | Le point sur les plantes envahissantes

Créer un nouveau «Club des fous» Les chemins de fer donnaient autrefois l’image figée, voire étriquée, d’une institution qui avait de la peine à innover.

Cette attitude était particulièrement utile pour des questions de sécurité car elle évitait les décisions hâtives pouvant entraîner des accidents. Dans les années 1960 déjà, les Chemins de fer fédéraux suisses ont commencé à réfléchir aux moyens de sortir des structures traditionnelles. Ils ont cherché des réponses au boom de la construction des autoroutes, pour regagner des passagers et des marchandises. Pour ce faire, l’administration a constitué une petite équipe d’ingénieurs du rail et des horaires et l’a chargée de réinventer le système d’exploitation indépendamment de toutes les structures traditionnelles (Hürlimann 2007).

Ses membres étaient libres de développer les idées les plus farfelues. L’équipe en question a bientôt reçu le sobriquet de «Spinnerclub» («club des fous»), d’une part parce qu’on ne savait jamais trop de quoi ces gens discutaient, et d’autre part en raison de leurs idées farfelues. C’est ce «club» qui a développé, avec les Chemins de fer néerlandais, l’idée folle d’un horaire cadencé qui allait être mise en pratique 20 ans plus tard et qui fait aujourd’hui partie intégrante de notre système d’exploitation ferroviaire.

S’agissant des plantes introduites, un «think tank» («club des fous») pourrait remplir des fonctions très importantes pour reconnaître précocement les invasions d’espèces envahissantes et maîtriser leur progression. Des petits groupes de spécialistes de l’écologie, de la médecine, de l’agronomie, de l’administration et de la politique, à raison d’un représentant par domaine, devraient se réunir régulièrement et débattre des développements les plus récents en matière d’introduction d’espèces végétales. Le rayon d’observation de ces équipes serait limité par les données géographiques et climatiques (régions biogéographiques), sans tenir compte des frontières cantonales et étatiques. Il y aurait ainsi dans notre pays plusieurs «clubs» dont la mission serait de reconnaître assez tôt la propagation d’espèces végétales et d’éviter les énormes problèmes de lutte engendrés par les espèces envahissantes: l’écologue reconnaît à temps les évolutions indésirables (invasions), le médecin évalue les risques sanitaires des plantes à problèmes, l’agronome met au point une stratégie de lutte, le représentant des autorités reconnaît l’imminence d’une situation exceptionnelle et peut veiller à ce que les réglementations soient adaptées en conséquence, et le politicien peut mettre à temps des fonds à disposition.

Situation actuelle et perspectives d'avenir L’intensification constante de l’exploitation des sols nous met de plus en plus en situation conflictuelle avec des plantes. Avec le bétonnage des surfaces maraîchères

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proches des agglomérations, les maraîchers se rabattent sur les terres assolées: le nombre de parcelles ayant changé d’affectation augmente. Lors d’utilisation mixte des mêmes surfaces pour les cultures maraîchères et les cultures des champs intensives, le souchet comestible trouve des conditions idéales à sa propagation. Dans les cultures maraîchères, les tubercules sont rapidement disséminés sur l’ensemble de la parcelle par les travaux du sol et de récolte répétés au cours de l’année. Les tubercules sont déplacés avec la terre adhérant aux machines qui ont travaillé auparavant une parcelle infestée. La formation de tubercules ne peut pas être enrayée avec des herbicides. Ici, le niveau d’alerte est déjà au rouge. À l’instigation de plusieurs cantons, un vaste réseau d’essais a été mis en place pour combattre la renouée du Japon. La durée des essais est choisie en fonction du nombre requis de périodes de végétation pour l’établissement de la méthode de lutte la plus efficace (au moins 4 ans). Il n’a pas encore été décidé si la méthode la plus probante peut être appliquée partout.

En Suisse, l’invasion d’ambroisie a été détectée à temps. L’intégration rapide de cet adventice au potentiel allergène en 2006 dans l’Ordonnance sur la protection des végétaux (OPV) en tant que mauvaise herbe à combattre obligatoirement a beaucoup contribué à une bonne maîtrise de la situation. Il est importe également que, malgré les résistances politiques, le principe de lutte obligatoire reste ancré dans l’agriculture, secteur fortement concerné. Le risque d’invasion n’en est pas encore banni pour autant, raison pour laquelle il ne faut pas baisser la garde face à l’ambroisie.

Le séneçon du Cap (Senecio inaequidens) est en forte progression actuellement, surtout le long des autoroutes. Il est facilement reconnaissable à sa floraison jaune clair visible sur les bermes centrales jusqu’à la survenue des premiers froids hivernaux. Nous ne savons pas si cette espèce pérenne, toxique pour le bétail d’étable, va prochainement coloniser les surfaces attenantes. Ici aussi, la vigilance est de mise.

Avis Un congrès international sur les plantes envahissantes, organisé par la Société européenne de malherbologie (EWRS) et Agroscope Changins-Wädenswil ACW, aura lieu à Ascona du 2 au 7 octobre 2011. Les débats porteront sur les rapports entre la malherbologie et la lutte contre les mauvaises herbes dans l’agriculture, ainsi que sur les espèces végétales envahissantes: http://invasive.weeds.ascona.ewrs.org

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Piante invasive – come procedere?

La migrazione delle piante in tutto il mondo è un importante fattore per la nostra vita. Con la globalizzazione delle sue attività l’uomo disturba questa migrazione. Piante ed altre forme di vita, provenienti da altri continenti, sono in grado di adattarsi al loro nuovo ambiente, ma in assenza di nemici, come p.es. erbivori, malattie, ecc., perturbano severamente l’attuale equilibrio della biodiversità. Tali piante sono chiamate neofite. L’uso intenso del terreno accelera, in molti casi, la loro invasione. Da quando l’uomo coltiva la terra esistono piante problematiche e l’agricoltore deve costantemente adattare il suoi metodi di lotta.

Allo stesso modo la società dovrebbe accettare i metodi adattati al controllo di piante invasive. Piccoli gruppi di esperti dovrebbero poter imporre, indipendentemente da convenzioni preesistenti, delle misure di lotta adatte alla specie. Problemi risolti (Ambrosia) incoraggiano ad affrontare con vigore problemi esistenti (Poligono del Giappone) e futuri (Cipero dolce).

Bibliographie ▪▪ Delabays N., Bohren C., Rometsch S., 2008. Les plantes envahissantes : quels enjeux pour l’agriculture ? Revue suisse Agric. 39 (6) 286–290.

▪▪ Environment Agency, 2010. Accès: http://www.environment-agency.gov. uk/research/library/publications/103309.aspx [09.12.2010] ▪▪ Hürlimann G., 2007. In: Unternehmerische Netzwerke, Berghoff H. & Sydow J. (éd.), Verlag Kohlhammer, Stuttgart, 291 p.

▪▪ Mayor J.-Ph. & Lambelet-Haueter C., 1996. Evolution comparée de la végétation d’une friche spontanée et d’une jachère florale. Revue suisse Agric. 28 (6), 337–343.

Summary

Riassunto

Le point sur les plantes envahissantes | Environnement

Invasive plants – what else?

The migration of plants around the globe is essential for our life. Globalization of human activities disturbs normal plant migration. Plants and other live forms from other continents do adapt to their new environments.

If they do not find enemies there, they might become invasive and disturb the balance of the biodiversity. Plant invasions often depend on the intensity of land use. Since men cultivate land, weeds do exist and control methods must be adapted to them.

The society should accept the introduction of appropriate methods to control the weed. Small specialized groups could develop adapted control strategies after existing restrictions for control have been adapted. Solved problems (ragweed) motivate to courageously tackle existing problems (Japanese knotweed) and future problems (yellow nutsedge).

Key words: invasion, control method, society, invasive plant.

▪▪ Menne H. J., Wagner J., Schleich-Saidfar C., Hoppe H. J., Zange B. & Bartels M., 2008. Traget-site resistance in black-grass (Alopecurus myosuroides Huds.) to ACCase inhibiting herbicides in Northern Germany – Are there correlating factors in the agronomic production systems? Journal of Plant Diseases and Protection, Special Issue XXI, 31–36.

▪▪ Total R., 2008. Kulturpflanze oder Problemunkraut? G’plus 14, 14 – 15.

▪▪ CPS, 2010. Commission suisse pour la conservation des plantes sauvages. Accès: www.cps-skew.ch [06.12.2010].

▪▪ Zwerger P. & Ammon H. U., 2002. Unkraut – Ökologie und Bekämpfung.

Eugen Ulmer, Stuttgart, 419 p.

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

Concentration et émission d’odeurs des ­étables de vaches laitières avec aire d’exercice extérieure Margret Keck1, Alfons Schmidlin1, Kerstin Zeyer2, Lukas Emmenegger2 et Sabine Schrade1 Station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, 8356 Ettenhausen 2 Empa Dübendorf, 8600 Dübendorf Renseignements: Margret Keck, e-mail: margret.keck@art.admin.ch, tél. +41 52 368 31 31

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Figure 1 | Stabulation libre pour vaches laitières – sources planes d’odeurs. (Photo: ART)

Introduction Dans les régions rurales, les nouvelles habitations se construisent de plus en plus près - voire trop près - des exploitations agricoles. Parallèlement, les structures des villages se modifient. Les résidents perdent le contact avec l’agriculture, ce qui réduit considérablement leur compréhension et leur tolérance envers l’élevage des animaux et les odeurs de la ferme. Les communes, autorités et tribunaux doivent traiter un nombre accru de plaintes concernant les nuisances olfactives des installations d’élevage. Au moment de choisir le lieu d’implantation d’une installation d’élevage, les exigences impo-

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Recherche Agronomique Suisse 2 (3): 114–119, 2011

sées par l’aménagement du territoire pour éviter le mitage du paysage entrent souvent en contradiction avec les conditions qui permettraient le développement ultérieur de l’exploitation. Il est indispensable de mener ce débat sur des bases objectives, en vue d’éviter les conflits et de permettre le développement des exploitations dans l’intérêt des éleveurs et des résidents. Il est dès lors nécessaire d’avoir des données de planification fondées et actualisées afin de déterminer les distances minimales séparant les installations d’élevage des zones d’habitations (Richner et Schmidlin 1995) et de choisir judicieusement l’endroit réservé aux constructions et aux agrandissements futurs. Les calculs d’émission

couloir de circulation

logettes

aire d’exercice extérieure

d’odeurs par animal ou par unité de gros bétail (1 UGB = 500 kg de poids vif) et par unité de temps fournissent des valeurs appropriées à la comparaison des systèmes d’élevage ainsi que des données de départ indispensables à une modélisation pertinente de la propagation.

Tandis que dans les années 1980 déjà, Oldenburg (1989) mesurait les émissions d’odeurs provenant de 17 stabulations libres à logettes pour vaches laitières sans tenir compte des variations au fil de la journée, Brose (2000) présentait des données à plus haute résolution temporelle, mais uniquement pour une exploitation. Selon la Directive allemande sur les immissions 

Résumé

Concentration et émission d’odeurs des ­é tables de vaches laitières avec aire d’exercice extérieure | Environnement

Les communes, autorités et tribunaux sont de plus en plus confrontés à des plaintes concernant les nuisances olfactives des installations d’élevage. Les concentrations et émissions d’odeurs de cinq étables de vaches laitières, à aération naturelle, ont été comparées à deux saisons différentes et à deux moments de la journée. L’étude de ces étables avec logettes, voies de circulation non perforées et aire d’exercice extérieure contiguë a été réalisée avec la nouvelle méthode «Tracer-Ratio». La concentration en odeurs provenant de sources planes au sol (logette, couloir de circulation et aire d’exercice) et à une hauteur de 3 m a été déterminée par des testeurs à l’aide d’un olfactomètre. Les plus fortes concentrations en odeurs au sol se trouvaient surtout dans le couloir de circulation, tandis que celles mesurées à 3 m au-dessus des trois sources planes étaient comparables. Cela signifie qu’à cette hauteur déjà, l'air des trois secteur se mélange fortement. Sur six des sept jours de mesures, l’émission d’odeurs était de deux à quatre fois plus élevée l’après-midi que le matin. Les variations étaient aussi considérables d’une exploitation à l’autre. En conséquence, une comparaison des systèmes d’élevage exige des données solidement étayées en provenance de plusieurs exploitations, ainsi que la prise en compte de toutes les saisons et une haute résolution temporelle. Afin de trouver des solutions pour réduire les odeurs, il est nécessaire de détenir des données de planification fondées et actualisées sur la détermination des distances minimales à respecter; ces données serviront de base à la modélisation de la dispersion et indiqueront les principales variables d’influence sur la volatilisation des odeurs.

Légende Dosage des gaz traceurs Echantillon prélevé à 3 m de hauteur: odeurs, gaz traceurs Echantillon d’odeurs prélevé au sol Capteurs climatiques Figure 2 | Représentation schématique avec plan et coupe d’une stabulation libre à logettes et à double rangée, avec dosage, prélèvement d’échantillons et capteur climatique.

Recherche Agronomique Suisse 2 (3): 114–119, 2011

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Environnement | Concentration et émission d’odeurs des ­é tables de vaches laitières avec aire d’exercice extérieure

logettes

c ouloir de circulation dans l'aire d'affouragement

aire d’exercice extérieure

Figure 3 | Diverses sources planes dans une étable de vaches laitières.

d’odeurs (Geruchs-Immissions-Richtlinie GIRL 2008), les étables ouvertes posent un problème lors du calcul de la propagation, car les émissions dépendent des conditions climatiques, par exemple de la vitesse et de la direction du vent. Dès lors, les facteurs d’émissions provenant de systèmes à aération naturelle méritent d’être étudiés avec un soin tout particulier. Cela nécessite une base de données actuelle et plus large issue de procédés avérés et d’un nombre suffisant d’exploitations. Il n’existe actuellement aucune donnée indiquant des sources d’émission diffuses à proximité du sol provenant des stabulations libres à logettes avec aire d’exercice extérieure (fig. 1). Pourtant, ce système de détention est en pleine expansion en Suisse. Le manque de données pour les étables à aération naturelle est surtout dû aux difficultés de déterminer les taux d’échange d’air.

Cette étude avait pour but de comparer les concentrations d’odeurs de différentes sources planes et de quantifier les émissions d’odeurs provenant des stabulations libres à logettes pour vaches laitières avec aire d’exercice extérieure. Elle devait aussi décrire la variation entre deux heures du jour différentes, deux saisons et diverses exploitations.

Matériel et méthodes Les mesures ont été réalisées dans cinq stabulations libres à logettes pour vaches laitières (exploitations 2 à 6) avec

voies de circulation non perforées et aire d’exercice extérieure contiguë. Les relevés d’odeurs existants étaient intégrés dans les recherches de Schrade (2009) «Emissions d’ammoniac et de PM10 dans les stabulations libres pour vaches laitières, avec aération naturelle et aire d’exercice extérieure, à l’aide d’une méthode ‹Tracer-Ratio› réalisées dans six exploitations. Les exploitations, les systèmes de détention et les paramètres liés aux animaux sont décrits en détail par Schrade (2009). En outre, pour ca­ractériser les conditions particulières au moment des mesures qui serviront de référence et pour en extraire les importants variables d’influence sur les émissions, des données ont aussi été relevées sur le climat, la présence des animaux dans l’aire d’exercice et la souillure des voies de circulation. L’exemple d’un plan d’exploitation est présenté dans la figure 2. Les mesures ont porté sur les divers secteurs de l’étable, à savoir le couloir de circulation, les logettes et l’aire d’exercice. La comparaison a été établie au printemps et en été (tabl. 1), tôt le matin (entre 4h00 et 5h30) et en fin d’après-midi (entre 15h00 et 16h30). L’exploitation 6 est représentée aux deux saisons, tandis que pour l’exploitation 2, les mesures n’ont été prises qu’en été pendant deux jours.

Une hotte de prélèvement d’échantillons ECOMA (845 mm de diamètre, propre construction) a été déposée successivement sur diverses sources planes au sol et des échantillons d’air ont été aspirés pendant 20 secondes dans un sac en Nalophane (9 litres de volume). Les lieux de

Tableau 1 | Indications sur les exploitations, avec superficie des étables, cheptel, date des enquêtes et température.

Exploitation

2

3

4

5

6

Superficie [m²],

575

858

412

529

568

dont voies de circulation

440

624

295

377

388

Cheptel [n]

58

94

40

77

90/83

août

mars

avril

juillet

mai, juin

Température de l'air [°C]

12,6/22,8

5,5/20,5

9,3/7,4

13,1/19,6

matin/après-midi

14,0/24,1

Date des enquêtes

116

Recherche Agronomique Suisse 2 (3): 114–119, 2011

9,6/20,6 13,1/25,5

Concentration et émission d’odeurs des ­é tables de vaches laitières avec aire d’exercice extérieure | Environnement

100

a) sol

4000

Concentration d‘odeurs [UO/m³]

Concentration d‘odeurs [UO/m³]

5000

3000

2000

1000

0 LO

CC

AE

LO

printemps

CC été

AE

• valeurs isolées

b) à 3 m de hauteur

– médiane

80

60

40

20

0 LO

CC

AE

LO

printemps

saison, secteur

CC

AE

été

saison, secteur

Figure 4 | Concentration d’odeurs a) au sol et b) à 3 m de hauteur, exprimée en unités d’odeurs par mètre cube d’air [UO/m3], par saison et secteur d’étable (LO : logette, CC: couloir de circulation, AE : aire d’exercice extérieure), avec médiane et valeurs isolées.

prélèvement dans le couloir de circulation, les logettes et l’aire d’exercice extérieure avaient été prédéfinis dans la grille de saisie afin d’éviter une sélection subjective (fig. 2).

La concentration d’odeurs au niveau du sol a été comparée avec celle mesurée à 3 m de hauteur (fig. 2). A cette hauteur, les échantillons ont été prélevés à l’aide d’un système d’échantillonnage d’air constitué de tuyaux en téflon munis de capillaires critiques en verre.

Un échantillon représentatif des gaz traceurs et des odeurs dans des étables de grand périmètre a ainsi été obtenu. Pour collecter l’air, les échantillons d’odeurs ont été aspirés toutes les huit minutes dans chaque sac de prélèvement à l’aide d’une pompe péristaltique.

Quatre personnes ont évalué 81 sacs d’échantillonnage à l’olfactomètre TO8 (ECOMA) en l’espace de 24 heures, suivant à la norme DIN EN 13725 (2003). Ces personnes ont été exposées au n-Butanol (100 ppm) à titre de contrôle.

Pour déterminer les émissions provenant de l’aération naturelle et des sources planes, ART et Empa ont développé une méthode dite Tracer-Ratio avec deux gaz traceurs (SF6, SF5CF3). A l’aide d’un système à tube munis de capillaires, les gaz traceurs dilués ont été constamment soumis à des ajouts dosés directement sur la voie de circulation émettrice; la source d’émission d’odeurs a ainsi pu être représentée. L’analyse des deux gaz traceurs a été réalisée simultanément à l’aide d’une chromatographie en phase gazeuse (GC-ECD). L’émission d’odeurs se détermine en multipliant le rapport entre le gaz traceur soumis aux ajouts dosés au sol et à 3 m de haut avec la concentration d’odeurs.

Résultats Diverses sources planes au sol Lors de la comparaison de la concentration d’odeurs des trois secteurs de l’étable, les valeurs des couloirs de circulation, avec une médiane de 870 GE/m3, dépassaient largement celles des logettes qui comptaient moins de 150 GE/m3 ou celles des aires d’exercice qui indiquaient 70 et 435 GE/m3 (fig. 3 et 4a). Cela illustre le fait que les animaux séjournent plus longtemps dans le couloir de circulation que dans l’aire d’exercice, ce qui augmente d’autant les quantités d’excréments et d’urine (Schrade, 2009). Toutefois, les valeurs isolées présentent de fortes variations. Par exemple, la concentration d’odeurs au sol affichait jusqu’à 4000 GE/m3 alors que 50 % des valeurs totales étaient inférieures à 400 GE/m3. Hormis pour l’exploitation 4, les concentrations d’odeurs étaient généralement plus élevées l’après-midi que le matin. Le résultat différent de l’exploitation 4 est probablement dû aux précipitations qui se sont produites le jour du relevé (3 mm le matin et 12 mm l’après-midi).

Echantillons à 3 m de hauteur Les échantillons d’air prélevés à 3 m de hauteur se rapprochent beaucoup plus de la moyenne dans l’espace et dans le temps que ceux obtenus sous la hotte de prélèvement au sol. Tandis qu’au sol, les concentrations d’odeurs les plus élevées se trouvaient principalement dans le couloir de circulation, celles mesurées à 3 m de hauteur étaient semblables pour les deux saisons et les trois secteurs (fig. 4b). La médiane de tous 

Recherche Agronomique Suisse 2 (3): 114–119, 2011

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Environnement | Concentration et émission d’odeurs des ­é tables de vaches laitières avec aire d’exercice extérieure

Emission d‘odeurs [UO/UGB·s]

80 médiane totale valeurs isolées le matin valeurs isolées l‘après midi

70 60 50 40 30 20 10 0 3

4

6

médiane

2

5

6

médiane

été

printemps saison, secteur

Figure 5 | Emission d’odeurs, exprimée en unité d’odeurs par unité de gros bétail (correspond à 500 kg de poids vif) et par seconde [UO/UGB × s] avec valeurs isolées le matin et l’après-midi, représentée par saison et par exploitation ainsi que médiane de l’exploitation et par saison.

les secteurs variait entre 25 et 37 GE/m3. Cela signifie que dans ces secteurs, l’air se mélange considérablement à 3 m de hauteur déjà.

Emission d’odeurs L’émission d’odeurs le matin et l’après-midi est présentée à la figure 5: sur six des sept jours de mesures, elle est de deux à quatre fois plus élevée l’après-midi que le matin. Seule l’exploitation 4 soumise à des précipitations pendant le relevé n’a pas connu cet effet.

La variation entre les exploitations est aussi très large avec une médiane de 11 à 30 UO/GB×s. L’exploitation 4 produit l’émission d’odeurs la plus basse le jour des précipitations. Les valeurs les plus élevées proviennent de l’exploitation 3 au printemps. Dans les exploitations 2 et 6, où la température de l’air fut la plus haute en été, les émissions d’odeurs n’ont pas atteint les valeurs maximales.

Discussion Les échantillons d’air pour la concentration d'odeur à 3 m de hauteur permettent d’émettre des conclusions sur chaque secteur de l’étable, tandis qu’un échantillon prélevé avec la hotte au sol ne représente qu’un extrait très ponctuel. Pour caractériser adéquatement, comme Schrade (2009), les surfaces souillées de façon très hétérogène dans l’espace, notamment dans l’aire d’exercice, il faudrait prélever un nombre beaucoup plus grand d’échantillons avec la hotte.

La grande variation de l’émission d’odeurs au fil du jour peut être due aux variations de l’activité des animaux, au l'incidence du vent des surfaces souillées, mais aussi aux différences de température.

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Recherche Agronomique Suisse 2 (3): 114–119, 2011

Un effet saisonnier marqué a été constaté dans l’émission d’odeurs, ce qui n’apparaît pas avec les données sur les émissions d’ammoniac relevées par Schrade (2009) dans les mêmes exploitations (fig. 5). Dans la présente étude sur les étables ouvertes, de plus grandes superficies et avec une aire d’exercice, l’émission d’odeurs était plus élevée que dans la littérature, qui porte plutôt sur des étables fermées et une aération entre le bas du pan et le faîte (Oldenburg 1989, Brose 2000).

Conclusions La nouvelle méthode «Tracer-Ratio», combinée avec des tests olfactifs, permet de quantifier les émissions d’odeurs dans des étables à aération naturelle. Une meilleure base de données sur les émissions d’odeurs provenant de cinq étables à aération naturelle, avec aire d’exercice extérieure, sert d’outil de planification pour déterminer les distances minimales à respecter entre les installations d’élevage et les zones d’habitation; elle est aussi une base utile à la modélisation de la dispersion. Ce n’est qu’avec des données largement étayées par un nombre suffisant d’exploitations, ainsi qu’en tenant compte de toutes les saisons et de relevés à haute résolution temporelle, qu’il sera possible de comparer les systèmes d’élevage. Car les processus dynamiques liés à l’activité du bétail, l’incidence du vent et l’assèchement sont à la clé des émissions d’odeurs provenant d’étables à aération naturelle. Une meilleure connaissance des principaux variables d’influence favorisera la recherche de solutions en vue de réduire ces odeurs. n

Concentrazioni ed emissioni di odori nelle stalle di bestiame lattifero con area d'uscita Sempre più spesso comuni, autorità e tribunali sono confrontati con ricorsi e cause provocate dai cattivi odori provenienti dalle strutture di stabulazione. Durante due stagioni e per due volte al giorno si sono confrontati la concentrazione e le emissioni di odori in cinque stalle per bestiame lattifero ad aerazione naturale. Per queste strutture dotate di box di riposo, superfici di movimento con rivestimento e area d'uscita limitrofa, è stato impiegato il metodo «Tracer-Ratio». La concentrazione degli odori provenienti da fonti al suolo (box di riposo, superficie di movimento e area d'uscita) è stata misurata all’altezza di 3 metri attraverso delle persone munite di olfattometro. Mentre al suolo le concentrazioni più elevate sono state rilevate soprattutto sulla superficie di movimento, all’altezza di 3 metri esse erano simili per tutte i tre settori. Ciò indica che a quell'altezza gli odori di diversa provenienza tendono fortemente a mescolarsi. 6 giorni su 7 l'emissione di odori nel corso del pomeriggio risultava da 2 a 4 volte superiore che al mattino. Tra le aziende coinvolte si sono registrate forti variazioni di emissioni. Per questo motivo una valutazione comparativa dei sistemi di stabulazione richiede un'estesa base di dati su più aziende, prendendo in considerazione tutte le stagioni e una maggiore frequenza di misurazione. Per proporre delle soluzioni alla diminuzione dei cattivi odori sono necessari dati di pianificazione consolidati e aggiornati per determinare le distanze minime; questi dati serviranno come base per la simulazione della diffusione e indicheranno i principali parametri, relativi alla volatilizzazione degli odori.

Summary

Riassunto

Concentration et émission d’odeurs des ­é tables de vaches laitières avec aire d’exercice extérieure | Environnement

Odour concentration and emission from dairy cattle housing with an exercise yard Local authorities, government agencies and courts are increasingly faced with complaints and lawsuits relating to odour annoyance from livestock housing systems. Odour concentration and emission from five naturally ventilated dairy cattle sheds were compared in two seasons and at two times of day. A newly developed tracer ratio method was used for these cowsheds with cubicles, solid floor surfaces and an adjacent exercise yard. Test subjects were used to determine on the olfactometer the odour concentration from area sources on the ground (cubicle, traffic alley and exercise yard) and at a height of 3 m.

Whereas at ground level the highest odour concentrations occurred mainly in the traffic alley, the odour concentration at a height of 3 m was comparable over the three area sources. This would indicate that at a height of 3 m there had already been considerable intermixture between these areas. On six of the seven measurement days, odour emission in the afternoon was two to four times higher than in the morning. The variation in odour emission between farms was also high. A comparative assessment of animal housing systems therefore requires broadly supported data on several farms, the inclusion of all seasons and high time-of-day resolution. In order to provide solutions for odour reduction, there is a need for well-founded, up-to-date planning data to determine minimum distances; these data will be used as a basis for dispersion modelling and the most important variables influencing odour release.

Key words: odour concentration, odour emission, dairy cattle, loose housing, natural ventilation.

Bibliographie ▪▪ Brose G., 2000. Emissionen von klimarelevanten Gasen, Ammoniak und Geruch aus einem Milchviehstall mit Schwerkraftlüftung. VDI-MEGSchrift 362, Universität Hohenheim. 136 p.

▪▪ DIN EN 13725, 2003. Luftbeschaffenheit – Bestimmung der Geruchsstoffkonzentration mit dynamischer Olfaktometrie. 71 p.

▪▪ Geruchsimmissionsrichtlinie GIRL, 2008. Feststellung und Beurteilung von Geruchsimmissionen. Fassung vom 29.2.2008 und Ergänzung vom 10.9.2008. 57 p.

▪▪ Oldenburg J., 1989. Geruchs- und Ammoniak-Emissionen aus der Tierhaltung. KTBL-Schrift 333, Darmstadt. 158 p.

▪▪ Richner B. & Schmidlin A., 1995. Distances minimales à observer pour les installations d'évelage d'animaux – Recommandations pour de nouvelles constructions et des exploitations existantes. Rapport FAT No. 476, Tänikon. 16p.

▪▪ Schrade S., 2009. Ammoniak- und PM10-Emissionen im Laufstall für Milchvieh mit freier Lüftung und Laufhof anhand einer Tracer-Ratio-­ Methode. VDI-MEG Schrift 483, Universität Kiel. 131 p.

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P r o d u c t i o n

v é g é t a l e

Fertilité du sol et productivité des cultures: ­effets des apports organiques et du labour Alexandra Maltas, Raphaël Charles et Sokrat Sinaj, Station de recherche Agroscope Changins-Wädenswil ACW, 1260 Nyon Renseignements: Alexandra Maltas, e-mail: alexandra.maltas@acw.admin.ch, tél. + 41 22 363 47 43 l’impact de différents apports azotés organiques et minéraux sur l’état de fertilité des sols, les performances des cultures et les bilans des éléments fertilisants. Toutefois, l’impact du travail du sol et la valeur fertilisante des engrais organiques selon les modalités des apports restaient des questions ouvertes.

L’objectif du présent travail est de quantifier l’effet sur douze années des modalités de travail du sol et d’apports d’engrais de ferme sur (i) la fertilité du sol, (ii) la production de matière sèche des cultures et (iii) la réponse des cultures à la fertilisation azotée.

Matériel et méthodes

Travail superficiel du sol avec un cultivateur. (Photo: P. Vullioud)

Introduction L’agriculture intensive des exploitations sans bétail occasionne une diminution de la matière organique des sols si aucune mesure palliative n’est prise. En revanche, pour les exploitations avec bétail, le problème réside davantage dans la meilleure valorisation possible de l’importante quantité d’engrais de ferme générée. En Suisse, ces deux types d’exploitations occupent en général des régions distinctes, voire éloignées les unes des autres. Le transfert des engrais de ferme excédentaires vers les exploitations sans bétail est donc difficile, même si l’application web HODUFLU développée par l’OFAG en simplifie et en harmonise la gestion administrative (OFAG 2010).

La réduction du travail du sol et l’apport d’engrais de ferme sont des techniques connues pour leurs impacts positifs sur le stockage de la matière organique dans les sols agricoles (Lal 2009). Cependant, se pose la question de leur capacité à entretenir la fertilité des sols et à alimenter les cultures dans les conditions suisses. Dans un essai de longue durée, Vullioud et al. (2006) ont étudié

120

Recherche Agronomique Suisse 2 (3): 120–127, 2011

Descriptif de l’essai L’essai a débuté en 1997 à Changins (VD, 430 m). Les principales caractéristiques physico-chimiques du sol sont présentées dans le tableau 1.

Les rotations font alterner cultures de printemps et cultures d’automne. D’une durée de 5 à 6 ans, elles sont de 60 à 70 % céréalières avec du colza en tête de rotation. Les pailles de céréales sont systématiquement récoltées alors que celles de maïs (en 2000 et 2005) et de Tableau 1 | Caractéristiques principales physico-chimiques du sol en 1992 et des engrais de ferme (concentrations totales moyennes de 1997 à 2008). Les valeurs entre paranthèse représentent les écarttypes Fumier (kg t-1 de matière fraîche)

Sol

Lisier dilué (kg m-3 de matière fraîche)

Type de sol

Brun lessivé

N

4,59 (3,74)

1,43 (0,74)

Argile (%)

23

N-NH4

0,25 (0,22)

0,83 (0,34)

Sable (%)

36

P

1,33 (1,38)

0,23 (0,16)

pH-H2O

7,9

K

5,83 (5,75)

1,70 (0,61)

MO (%)

2,05

Ca

4,56 (7,38)

0,63 (0,50)

P-AAE (mg kg-1)

132

Mg

0,89 (0,81)

0,22 (0,16)

K-AAE (mg kg

198

Profondeur utile (cm)

-1)

70–100

Analyses effectuées selon les méthodes de référence des Stations de recherche ­A groscope (Stations de recherche ART & ACW, 2011)

Fertilité du sol et productivité des cultures: ­e ffets des apports organiques et du labour | Production végétale

Mesures et analyses statistiques Les teneurs totales en N, P, K, Ca et Mg du fumier et du lisier sont déterminées tous les ans avant leur épandage (tabl. 1). En 2009, le sol est analysé sur les vingt premiers centimètres (tabl. 4). La quantité totale de matière sèche aérienne (MS) des cultures (grains et pailles) est mesurée chaque année à la récolte. La teneur en N de la MS est analysée chaque année de 1998 à 2008.

Résumé

colza (en 1997, 2003 et 2008) sont restituées au sol. Après la récolte de la culture précédente, un déchaumage superficiel (10 à 15 cm) est effectué au cultivateur sur l’ensemble des traitements. Avant le semis, un deuxième travail du sol est effectué au cultivateur ou à la charrue selon les procédés (tabl. 2). Enfin, le sol est repris à la herse rotative pour le semis.

Le dispositif expérimental est un split-plot comportant cinq procédés et deux sous-procédés avec quatre répétitions (tabl. 2). Les 40 parcelles unitaires mesurent chacune 63 m². Les effets directs des engrais de ferme (Ryser et al. 1987) sont déduits pour déterminer la quantité de l’azote (N) minéral qu’il reste à apporter selon les différents traitements (tabl. 3). Les apports phospho-potassiques totaux (minéraux et organiques) ne sont pas limitants. La fumure minérale est basée sur les normes en vigueur, en tenant compte de la valeur fertilisante des restitutions de pailles, du fumier et du lisier (Ryser et al. 1987). Les apports moyens en N, P et K des différents traitements sont présentés dans le tableau 3.



Un essai conduit à Changins de 1997 à 2009 a étudié les effets combinés de la nature des engrais (NPK, fumier + NPK et lisier + NPK), du fractionnement des apports de fumier (tous les ans ou tous les trois ans) et du travail du sol (labour ou pseudo-labour) associés à deux doses d’azote (100 ou 60 % de la dose optimale) sur la fertilité du sol et la production de matière sèche des cultures.

Les composantes de la fertilité du sol, analysées après douze ans d’essai, ne différent pas entre les sous-procédés de fertilisation azotée, et seules les teneurs en matière organique et en azote total du sol varient significativement entre les procédés.

En conditions de fumure azotée non limitante, les cultures, dans les procédés avec engrais de ferme, produisent significativement plus de matière sèche que les cultures du procédé avec engrais minéraux seuls. Une sous-fertilisation azotée couvrant 60 % des besoins provoque une baisse de production de 7 à 13 % selon les procédés. En absence d’apports d’engrais de ferme, la réduction du travail du sol permet de maintenir le stock de matière organique du sol, mais devrait être accompagnée d’un renforcement de la fumure azotée. Le fractionnement du fumier en de faibles doses annuelles n’améliore pas l’efficience du fumier.

Tableau 2 | Description des procédés et des sous-procédés Procédé

Sous-procédé

Abréviation

Travail du sol

Nature des engrais apportés

Dose et fractionnement des engrais de ferme

EminPL

Pseudo-labour: cultivateur à 10 – 15 cm

Engrais minéraux NPK

Pas d’apport

Fu3PL

Pseudo-labour: cultivateur à 10 – 15 cm

Fumier† de bovins en stabulation libre et engrais minéraux NPK

36 t ha-1 tous les 3 ans (en 1997, 2000, 2003 et 2006)

Fu1PL

Pseudo-labour: cultivateur à 10 – 15 cm

Fumier† de bovins en stabulation libre et engrais minéraux NPK

12 t ha-1 tous les ans

Fu1La

Labour classique à 20 – 25 cm

Fumier† de bovins en stabulation libre et engrais minéraux NPK

12 t ha-1 tous les ans

Li1PL

Pseudo-labour: cultivateur à 10 – 15 cm

Lisier‡ de bovins dilué et engrais minéraux NPK

22 m3 ha-1 tous les ans

Abréviation

Fertilisation azotée

N100

Besoins± en azote couverts en totalité par les apports organiques et/ou minéraux

N60

Besoins± en azote couverts à 60 % par les apports organiques et/ou minéraux

†Epandu sur sol nu avant la mise en place de la culture. ‡

Epandu sur sol couvert par la culture. Le lisier est dilué avec les eaux de lavage (équivalent à une dilution 1:1).

Déterminés selon la méthode des normes corrigées (Ryser et al. 1987).

±

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Production végétale | Fertilité du sol et productivité des cultures: ­e ffets des apports organiques et du labour

Tableau 3 | Quantités moyennes (kg ha -1 an -1) d’éléments fertilisants apportés par les engrais chimiques et/ou organiques dans les procédés et les sous-procédés de 1997 à 2008

Procédé

Sous-procédé

EminPL

Fu3PLN

Fu1PLN

Fu1LaN

Li1PLN † ‡

N Chimique†

P Organique

Chimique‡

K Organique

Chimique‡

Organique

N100

132

0

26

0

70

0

N60

78

0

26

0

70

0

N100

108

51

14

13

27

67

N60

63

51

14

13

27

67

N100

103

59

10

17

22

70

N60

62

59

10

17

22

70

N100

103

56

9

18

22

73

N60

62

56

9

18

22

73

N100

112

31

26

5

58

37

N60

70

31

26

5

58

37

Nitrate d'ammoniaque épandu sur culture en deux ou trois apports.

Superphosphate et sel de potasse épandus en un apport avant semis sur culture d’été et juste avant le premier apport azoté sur les autres cultures.

Tableau 4 | Effet des procédés et des sous-procédés sur la fertilité du sol en 2009

Analyse†

Sous-procédé N60

Sous-procédé N100 Moyenne

EminPL

Fu3PL

Fu1PL

Fu1La

Li1PL

Propriétés organiques MO (%)

2,11 A

2,11 A

2,03 ab

2,28 a

2,13 ab

1,98 b

2,15 ab

N total (%)

0,158 A

0,160 A

0,158 ab

0,170 a

0,160 ab

0,148 b

0,163 ab

7,7 A

7,7 A

7,5 a

7,8 a

7,7 a

7,8 a

7,7a

Rapport C/N Propriétés chimiques pH-H2O

7,9 A

7,9 A

8,0 a

8,0 a

7,8 a

7,9 a

7,9 a

CaCO3 total1 (%)

4,7 A

4,7 A

6,0 a

3,5 a

4,3 a

6,3 a

3,5 a

CEC (cmol+ kg-1)

11,2 A

11,3 A

11,1 a

11,4 a

11,3 a

11,0 a

11,7 a

Taux de saturation (%)

94,0 A

94,5 A

96,0 a

94,3 a

91,7 a

95,7 a

94,8 a

P total†

955 A

943 A

957 a

979 a

911 a

909 a

960 a

P organique†

286 A

287 A

264 a

285 a

321 a

269 a

299 a

P-AAE

126 A

123 A

120 a

140 a

119 a

105 a

132 a

P-H2O

3,0 A

2,8 A

2,9 a

3,2 a

3,1a

2,1 a

2,7 a 173 a

Phosphore du sol (mg kg-1)

Cations du sol (mg kg-1) K-AAE

168 A

168 A

160 a

177 a

174 a

155 a

K-H2O

30 A

29 A

28 a

29 a

31 a

26 a

29 a

Mg-AAE

192 A

196 A

213 a

176 a

185 a

224 a

179 a

Mg-CaCl2 Ca-AAE

59 A

58 A

64 a

55 a

66 a

51 a

55 a

19493 A

19723 A

24659 a

16864 a

15707 a

23986 a

17398 a

754 A

763 A

773 a

763 a

785 a

779 a

713 a

Métaux traces (mg kg-1) Cu+Fe+Mn+Zn-AAE2

L es analyses P total et organique sont réalisées selon la méthode de Saunders et Williams (1955); toutes les autres analyses sont effectuées selon les méthodes de référence des stations de recherche Agroscope (Stations de recherche ART & ACW, 2011).

Les lettres majuscules différentes au sein d’une même ligne indiquent des moyennes significativement différentes au seuil de 5 % selon le test de Fisher, les lettres minuscules différentes au sein d’une même ligne indiquent des moyennes significativement différentes au seuil de 5 % selon le test de Fisher. †

122

Recherche Agronomique Suisse 2 (3): 120–127, 2011

Quantité totale de matière s

100 Fertilité du sol et productivité des cultures: ­e ffets des apports organiques et du labour | Production végétale

80

60

b) a) 140

120

100

80

60

EminPL Fu3PL Fu1PL Fu1La Li1PL

Teneur totale en N de la matière sèche (% témoin)

Quantité totale de matière s Teneur totaletotale en N de matière la matière sèche témoin) Quantité sèche (%(% témoin)

100

80

60

b) 140

120

100

80

60

EminPL Fu3PL Fu1PL Fu1La Li1PL

Teneur totale en N de la matière sèche (% témoin)

1998 2000 2002 2004 2008 1996 2006 1998 2000 2002 2004 2008 1996 2006 b) Année Année 140 Figure 1 | Effet des procédés sur l’évolution a) de la quantité totale de matière sèche aérienne et b) de la teneur totale en N des plantes.

Les résultats sont exprimés en pourcentage du témoin EminPL N100. Les barres verticales représentent les plus petites différences significatives 120 au seuil de 5 % (PPDS).

100

Les analyses statistiques sont réalisées en utilisant le 80 EminPL logiciel XLSTATFu3PL 2010, Copyright Addinsoft 1995 – 2009.

Fu1PL Compte-tenu de la structure de l’essai et du décalage Fu1La 60 possible dans leLi1PL temps de l’effet des apports organiques, la mise en valeur globale des résultats est réalisée toutes 1998 2000 2002 2004 2008 1996 2006 cultures confondues, en exprimant les données en pourAnnée centage du témoin (EminPL N100).

Résultats Fertilité du sol La teneur en MO et en N-total dans les procédés Fu1La et EminPL est plus faible que dans les autres procédés (tabl. 4).

Les autres composantes de la fertilité du sol ne sont pas significativement affectées par les procédés (tabl. 4).

La fertilisation N ne modifie pas significativement (P>0,05) les propriétés chimiques et organiques du sol suivies dans notre essai (tabl. 4).

Quantité totale de matière sèche aérienne Les procédés et sous-procédés ont un impact significatif (P<0,001) sur la production de MS, avec cependant une interaction significative entre l’année et les procédés (tabl. 5, fig. 1a). En conditions N non-limitantes (sousprocédés N100), les cultures dans EminPL produisent significativement moins de MS que dans les autres procédés (tabl. 5). La réduction de la fertilisation N (différence entre N100 et N60) induit une diminution de la production de MS de respectivement 7, 9, 11, 12 et 13 % pour Fu1La, EminPL, Fu3PL, Li1PL et Fu1PL (tabl. 5).

L’analyse de variance ne met pas en évidence d’interac-

tion significative entre procédés et sous-procédés (tabl. 5). Les réponses à la fertilisation N sont cependant significativement différentes, selon le test de Fisher, entre Fu1La et Fu1PL. Teneur en azote des cultures Comme précédemment, l’interaction entre procédés et années est significative pour la teneur en N des cultures (tabl. 5). En conditions N non-limitantes, la teneur en N dans Li1PL est significativement supérieure à celles observées dans Fu1La et Fu3PL (P<0,05, tabl. 5).

La réduction de la fertilisation N (différence entre N100 et N60) diminue significativement la teneur en N des cultures dans les cinq procédés (tabl. 5).

Discussion Effets des engrais de ferme sur la fertilité du sol et la production des cultures Sur la durée de l’essai, l’application d’engrais de ferme affecte peu la fertilité du sol. Seules les teneurs en MO et en N-total varient avec la nature des engrais appliqués.

Nous n’avons pas observé d’effet de la nature des engrais sur le pH du sol. Les quantités non négligeables de bases échangeables (tabl. 1) apportées par les engrais de ferme peuvent neutraliser l’acidité causée par la nitrification du N contenu dans ces engrais et contribuer ainsi à maintenir le pH du sol (Trans et al. 1996).

Les teneurs en P et K de réserve et en P et K solubles ne sont également pas affectées par la nature des engrais.

La valeur fertilisante en P et K du fumier et du lisier 

Recherche Agronomique Suisse 2 (3): 120–127, 2011

123

Production végétale | Fertilité du sol et productivité des cultures: ­e ffets des apports organiques et du labour

Tableau 5 | Effet des procédés et des sous-procédés sur la quantité totale de matière sèche aérienne et sur les teneurs en N, P, K, Mg et Ca des plantes. Les valeurs correspondent aux valeurs moyennes sur la période indiquée et sont exprimées en pourcentage du témoin EminPL N100

Sous-procédé

N100

N60

Procédé

Quantité totale de matière sèche aérienne

Teneur totale en N de la matière sèche

EminPL

100 b

100 ab

Fu3PL

107 a

97 b

Fu1PL

107 a

99 ab

Fu1La

107 a

98 b

Li1PL

110 a

102 a

EminPL

91 e

89 c

Fu3PL

95 cde

89 c

Fu1PL

93 de

85 d

Fu1La

99 bc

87 cd

Li1PL

97 bcd

88 cd

Par contre, l’apport de MO-fraîche dans les procédés avec engrais de ferme entraîne des teneurs en N-total et en MO du sol plus élevées que dans le procédé EminPL. Cependant, il faut noter qu’en l’absence d’engrais de ferme, le pseudo-labour (EminPL) permet de conserver la teneur en MO du sol de départ (2,03 en 2009 contre 2,05 % en 1997).

Les variations des teneurs en MO du sol en fonction de la nature des engrais appliqués semblent influencer positivement le potentiel de production de matière sèche.

Ladha et al. (2003) ont également noté que l’utilisation continue d’engrais minéraux seuls provoque une baisse des rendements, tandis que l’utilisation d’engrais de ferme combinée à une fertilisation minérale NPK adéquate les maintient suite à l’amélioration du stock de C organique et des propriétés physiques du sol. Les apports minéraux plus diversifiés des engrais de ferme (N, P, K, Ca, Mg, éléments traces) ont pu également influencer positivement le potentiel de production.

Résultats de l'analyse de variance selon: Procédés

***

ns

ns

*

Procédés* années

***

***

Procédés* sous-­ procédés* années

ns

ns

sous-­procédés*

***

***

années

***

***

Sous-procédés* années

***

***

Procédés* sous-procédés

* Effet significatif au seuil de 5 % ; ** effet significatif au seuil de 1 % ; *** effet significatif au seuil de 0,1 %; ns: non significatif.

Des lettres minuscules différentes au sein d’une même colonne indiquent des moyennes significativement différentes au seuil de 5 % selon le test de Fisher.

semble donc être correctement prise en compte dans les «Données de base pour la fumure» (Sinaj et al. 2009).

Les engrais de ferme apportent également des quantités non négligeables de Ca et Mg (17 – 85 kg Ca ha-1 an-1 et 5 – 12 kg Mg ha-1 an-1, tabl. 2). Cependant, ces apports répétés ne se répercutent pas sur les réserves en Ca et Mg du sol en 2009, ni sur les éléments traces (Cu, Fe, Mn et Zn). Les parcelles qui reçoivent les engrais de ferme présentent les meilleurs rendements (tabl. 5). Les quantités de Ca, Mg et éléments traces apportées par ces engrais sont donc probablement compensées par des exportations par la récolte plus importantes.

124

Recherche Agronomique Suisse 2 (3): 120–127, 2011

Effets comparatifs du fumier et du lisier Le lisier, facilement dégradable, présente un moindre effet sur le stockage de MO dans le sol que le fumier (Triberti et al. 2008). Pourtant, dans notre essai, les teneurs en MO et en N-total du sol sont comparables dans Li1PL et Fu1PL. Ceci est d’autant plus surprenant que les parcelles avec lisier ont reçu moins de N organique que les parcelles avec fumier (tabl. 3). La moindre humification du lisier peut-être compensée par de plus fortes restitutions par les résidus de culture dans Li1PL en raison d’une production de MS supérieure, et/ou une vitesse de minéralisation de la MO du sol inférieure. Au final, dans les conditions de l’essai, l’apport de 12 t ha-1 an-1 de fumier ou de 22 m3 ha-1 an-1 de lisier présente le même effet sur le stockage de la MO dans le sol.

Intérêts du fumier apporté annuellement en doses réduites Les apports de fumier en quantité réduite mais à intervalles rapprochés augmentent les coûts liés à l’épandage (temps et carburant) mais se justifieraient par une meilleure utilisation par les plantes (Sinaj et al. 2009). Les résultats de l’essai ne mettent pas en évidence d’effet positif des doses réduites sur la production de MS. Ainsi, apporter 36 t ha-1 an-1 de fumier tous les 3 ans n’affecte pas l’efficience du fumier, et est donc plus rentable que répartir cette dose en apports annuels. Les doses réduites apportées annuellement n’ont pas d’effet non plus sur les propriétés du sol.

Intérêts du non-labour Le non-labour permet de réduire les pertes de MO par minéralisation et érosion (Lal 2009). Douze années d’es-

Fertilité du sol et productivité des cultures: ­e ffets des apports organiques et du labour | Production végétale

Tableau 6 | Effet du fractionnement du fumier sur la quantité totale de matière sèche aérienne et sur la teneur en N en fonction du nombre d’années depuis le dernier apport sur Fu3PL. Les résultats sont exprimés en pourcentage du témoin EminPL N100 Sous-procédé

Nombre d’années depuis le dernier apport sur Fu3PL 0

N100

1

2

0

N60

1

2

Procédés

Quantité totale de matière sèche aérienne

Teneur totale en N de la matière sèche

Fu3PL

106 ab

86 de

Fu1PL

112 a

95 abc

Fu3PL

107 ab

99 ab

Fu1PL

106 ab

100 ab

Fu3PL

107 ab

103 a

Fu1PL

101 b

101 ab

Fu3PL

92 cd

80 e

Fu1PL

98 bcd

82 e

Fu3PL

92 cd

91 cd

Fu1PL

90 d

88 cd

Fu3PL

101 bcd

94 bc

Fu1PL

91 d

85 de

Des lettres minuscules différentes au sein d’une même colonne indiquent des moyennes significativement différentes au seuil de 5 % selon le test de Fisher.

sai ont permis de confirmer l’effet positif du non-labour (comparaison des procédés Fu1La et Fu1PL) sur le stockage de MO et de N-total dans le sol. Parallèlement, nous observons une réponse des cultures à la fertilisation N significativement plus faible dans les parcelles labourées. Ce résultat indique vraisemblablement une offre en N du sol plus importante dans le procédé avec labour. En effet, en non-labour la MO est mieux protégée dans les agrégats de sol, ce qui induit une baisse du pourcentage du N-total minéralisé (Balesdent et al.

2000). Lorsque le sol n’est plus labouré, il est ainsi souvent conseillé de renforcer la fumure azotée pendant les premières années de transition (Thomas 2007). Dans l’essai d’Oberacker en Suisse (BE), Chervet et al. (2007) préconisent de renforcer la fumure azotée en semis direct pendant les cinq à sept premières années de la transition.

Nos résultats semblent indiquer que la fumure azotée doive être renforcée au moins pendant les douze premières années de transition lorsque le cultivateur remplace la charrue.

Effet de la fertilisation N sur la teneur en MO du sol Vullioud et al. (2006) dans une étude menée sur une parcelle voisine de cet essai, ont observé un effet positif de la fertilisation azotée sur la teneur en MO du sol. Il est généralement admis que la fertilisation azotée contribue à séquestrer du C dans le sol en augmentant la biomasse des résidus de culture (Khan et al. 2007; Vullioud et al. 2006). Dans cet essai, aucun effet significatif de la

fertilisation azotée sur la teneur en MO n’a été constaté; les sous-procédés de fertilisation azotée étaient toutefois moins contrastés que dans l’essai de Vullioud et al.

(2006). De nombreuses études menées aux Etats-Unis et répertoriées par Khan et al. (2007) montrent également un faible effet de la fertilisation N sur le stockage du C dans le sol. Ce résultat peut s’expliquer par une augmentation de l’activité des microorganismes (Khan et al.

2007) et/ou par l’accumulation de formes organiques plus labiles (Stevens et al. 2005).

Interaction entre procédés et années non négligeable Les effets du labour sur la production de MS varient selon le contexte climatique ou cultural (fig. 1a). En 2000, le labour a été défavorable à la production de MS alors qu’en 2003 et 2008, l’effet inverse est observé. Le labour effectué en conditions trop humides en 2000 semble être la cause de la chute significative de la production observée dans le procédé Fu1La (fig. 1a). Un lit de semence plus fin sous labour pourrait, par contre, expliquer les meilleurs résultats de cette technique pour le colza en 2003 et 2008.

Les effets du fractionnement du fumier (Fu1PL et Fu3PL) sur l’offre en N du sol varient selon le nombre d’années écoulées depuis le dernier apport de fumier sous Fu3PL (fig. 1a, b). L’année de l’apport, la teneur en N des plantes en conditions N non-limitantes (sous-procédés N100) est plus élevée dans Fu1PL que dans Fu3PL (tabl. 6). Ceci résulte vraisemblablement d’une meilleure 

Recherche Agronomique Suisse 2 (3): 120–127, 2011

125

Production végétale | Fertilité du sol et productivité des cultures: ­e ffets des apports organiques et du labour

offre en N du sol dans Fu1PL puisque la production de MS est identique dans les deux procédés (tabl. 6). Par contre, deux ans après l’apport, l’offre en N du sol semble plus importante dans Fu3PL. En effet, la réponse de la MS à la fertilisation N y est plus faible (+6 % contre +10 % dans Fu1PL, tabl. 6) alors que la production de MS en conditions N non-limitantes n’est pas affectée. Ces résultats suggèrent que les effets directs du fumier sont surestimés et les arrière-effets sous-estimés. Les arrièreeffets intervenant deux ans après l’apport d’engrais de ferme, bien que connus (Vullioud et al. 2006), ne sont pas pris en compte dans les recommandations de fumure N pour des raisons de simplifications (Ryser et al. 1987).

Les résultats de l’essai semblent indiquer qu’ils devraient être pris en considération dans le calcul des besoins en engrais N.

Bibliographie ▪▪ Balesdent J., Chenu C. & Balabane M., 2000. Relationship of soil organic matter dynamics to physical protection and tillage. Soil and Tillage Research 53, 215–230.

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Revue suisse d'Agriculture 19 (6), 297 – 314.

126

Recherche Agronomique Suisse 2 (3): 120–127, 2011

Conclusions ••Dans un sol labouré, l’apport de 12 t ha-1 an-1 de ­fumier ne suffit pas à entretenir la teneur en MO du sol lorsque les pailles des céréales sont exportées.

••La réduction du travail du sol (charrue remplacée par un cultivateur) permet d’entretenir la teneur en MO du sol dans les systèmes sans engrais de ferme.

••En cas de pseudo-labour, la fertilisation devrait être renforcée par rapport à celle pratiquée avec un labour, à court comme à moyen terme (12 ans).

••Les apports de fumier en petites doses annuelles, comparés à une dose équivalente apportée tous les trois ans, ont peu d’effet sur la fertilité du sol et la production de MS des cultures; ils ne paraissent donc pas rentables.

••Une réduction de 40 % de la fertilisation N n’a pas d’effet sur la fertilité du sol.

••Les arrière-effets des engrais de ferme intervenant deux ans après l’apport devraient être pris en compte dans le calcul des besoins en engrais N. n

▪▪ Saunders W. M. H. & Williams E. G., 1955. Observations on the determination of total organic phosphorus in soils. J. Soil Sci. 6, 254–267.

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Revue suisse d'Agriculture 38 (4), 173–183.

Fertilità del suolo e produttività delle colture: effetti a medio termine degli apporti organici e delle tecniche colturali semplificate Gli effetti combinati dei vari tipi di fertilizzanti (NPK, letame più NPK e liquame più NPK), del frazionamento dell’apporto di letame (annuale o ogni terzo anno) e la lavorazione del terreno (aratura o pseudo-aratura), associate a due differenti dosaggi di azoto (100 % oppure 60 % della dose ottimale) sulla fertilità del suolo e la produzione di sostanza secca delle colture, sono stati messi a confronto in una prova a Changins dal 1997 al 2009. Dopo 12 anni di prove, le analisi del suolo hanno evidenziato che la concimazione azotata non ha avuto effetti sulla fertilità del suolo, per contro i contenuti di materia organica e l’azoto totale nel suolo hanno riscontrato differenze significative tra i procedimenti. Nella variante di apporto azotato non limitante, le culture hanno prodotto un maggiore quantitativo significativo di sostanza secca, se accompagnate da fertilizzanti aziendali rispetto alle varianti con soli fertilizzanti minerali. Una concimazione di azoto limitata al 60 % dei bisogni ha provocato una minore produzione dal 7 al 13 % a dipendenza della procedura applicata. In assenza di apporti di fertilizzanti aziendali, la riduzione della lavorazione del suolo ha permesso di mantenere il livello di materia organica del suolo inalterata, però dovrebbe essere accompagnata da un incremento della concimazione azotata. Dividere letame in basse dosi annuali non ha migliorato l’efficienza del letame.

Summary

Riassunto

Fertilité du sol et productivité des cultures: ­e ffets des apports organiques et du labour | Production végétale

Soil fertility and crop productivity: medium-term effect of organic inputs and simplified cultivation techniques The combined effects of the nature of fertilizers (NPK, manure + NPK and liquid manure + NPK), fractionation of the manure inputs (every year or every three years) and tillage (plowing and reduced-tillage) associated with two nitrogen rates (100 or 60 % of the optimal dose) on soil fertility and dry matter production of different crops have been studied from 1997 to 2009 in Changins. After twelve years of trial, different soil analyses show that nitrogen fertilization had no effect on soil fertility, only the soil organic matter and total nitrogen contents differed significantly between treatments. In terms of non-limiting nitrogen fertilization, crops treated with manure produced significantly more dry matter than those treated with only inorganic fertilizer. A sub-fertilization with only 60 % of the nitrogen fertilizer needs causes a decrease in production of 7–13 % according to the treatments. In the absence of the manure input, reducing tillage keeps the stock of soil organic matter, but should be accompanied by a strengthening of nitrogen fertilization. Split manure in annually low inputs doesn’t increase the manure efficiency.

Key words: manure, liquid manure, nitrogen fertilization, tillage, soil organic matter, dry matter production.

Recherche Agronomique Suisse 2 (3): 120–127, 2011

127

P r o d u c t i o n

v é g é t a l e

Agroforesterie en Suisse Alexandra Kaeser, Firesenai Sereke, Dunja Dux et Felix Herzog, Station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, 8046 Zurich Renseignements: Felix Herzog, e-mail: felix.herzog@art.admin.ch, tél. +41 44 377 74 45 Afin que chacun puisse encore bénéficier des prestations écologiques fournies par les arbres du paysage agricole, ART cherche des solutions pour que la combinaison d’arbres avec des sous-cultures soit à nouveau rentable et donc intéressante pour les agriculteurs. Pour y parvenir, les chercheurs d’ART se sont fondés sur les résultats de pays voisins européens et sur des initiatives d’agricultrices et agriculteurs novateurs en Suisse. Dans les systèmes modernes, les arbres peuvent servir non seulement à la production fruitière, mais aussi à celle de bois d’œuvre, et ils peuvent être combinés tant avec des grandes cultures que des herbages pour la production fourragère (fig. 1).

Matériel et méthodes

Figure 1 | Merisiers destinés à la production de bois d’œuvre en France. (Photo: ART)

Introduction Les arbres appartiennent à notre paysage rural traditionnel. Ils fournissent du bois, des fruits et d’importantes prestations écologiques car, en filtrant l’eau, ils protègent contre l’érosion, emmagasinent le carbone et procurent un habitat à de nombreux animaux. Nous entendons par «agroforesterie» l’association d’arbres et de sous-cultures agricoles ou fourragères (Krummenacher et al. 2008).

Une forme traditionnelle d’agroforesterie est la production fruitière dans des vergers à haute-tige. Or, des raisons économiques et opérationnelles, ainsi que les imposants défrichements opérés au début des années 1960, ont conduit à une réduction massive des arbres fruitiers à haute-tige qui ont passé de 15 millions en 1905 à 2,9 millions en 2001 (Walter et al. 2010). Malgré les paiements directs accordés depuis le début des années 90, le nombre d’arbres fruitiers à haute-tige diminue encore dans le paysage rural. D’où la perte des prestations écologiques précitées et un changement notable de l’aspect du paysage.

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Recherche Agronomique Suisse 2 (3): 128–133, 2011

La productivité et la rentabilité des systèmes agroforestiers modernes ont été estimées sur une période de 60 ans à l’aide des modèles informatiques YieldSAFE et FarmSAFE (van der Werf et al. 2007; Graves et al. 2007).

ART s’est fondé sur des expériences faites en France et en Allemagne, sur un inventaire des systèmes agroforestiers novateurs en Suisse ainsi que sur des données concernant la rentabilité des sous-cultures et des fruits dans notre pays. Lors des simulations avec 70 arbres/ha, la production d’une grande culture entre les rangées d’arbres n’a été postulée que durant les 10 à 20 premières années, suivie par la production de fourrage.

Pour l’option avec 40 arbres/ha, la rotation a été poursuivie durant 60 ans. Des indications détaillées sur le calcul de la rentabilité figurent dans Kaeser et al. (2010).

Les prestations écologiques de systèmes agroforestiers ont été analysées par Palma et al. (2006) dans 42 unités paysagères sélectionnées de façon aléatoire (statistiquement représentatives) en Hollande, en France et en Espagne. L’érosion a été estimée à l’aide du modèle de Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE). La lixiviation des nitrates a été calculée comme étant le produit du bilan des nitrates et de la fréquence d’échange des eaux du sol, en admettant une fumure azotée calculée conformément aux besoins. La fixation du carbone a été déterminée selon Gifford (2000) en ne considérant que la partie aérienne de la plante.

Agroforesterie en Suisse | Production végétale

Les arbres fournissent d’importantes prestations écologiques. Il n’empêche qu’ils disparaissent du paysage rural, pour des raisons économiques et opérationnelles.

Dans les systèmes agroforestiers modernes, les arbres sont plantés en rangées pour faciliter le labour mécanique. Le potentiel économique et écologique des systèmes agroforestiers modernes en Suisse a été examiné. La productivité de la surface, la rentabilité et les prestations écologiques de l’agroforesterie ont été calculées à l’aide de modèles informatiques. Les résultats montrent que les systèmes agroforestiers ont une productivité par unité de surface qui dépasse jusqu’à 30 % celle des monocultures, et qu’ils peuvent devenir économiquement compétitifs à long terme. Sur les terres cultivées fertiles, les systèmes agroforestiers peuvent diminuer l’érosion du sol jusqu’à 78 %, réduire la lixiviation des nitrates jusqu’à 46 % et fixer jusqu’à 133 tonnes de carbone en 60 ans. Des agriculteurs interrogés sur les avantages et les inconvénients de l’agroforesterie considèrent cette culture comme peu productive et non rentable, mais lui concèdent une certaine utilité pour la biodiversité et le paysage rural. En partant des expériences d’agriculteurs pionniers en agroforesterie, il serait utile de mieux faire connaître les multiples facettes et le potentiel économique des systèmes agroforestiers.

Résumé

La disposition des agricultrices et agriculteurs à accepter l’agroforesterie a été déterminée lors d’un sondage fondé sur un questionnaire structuré (Atteslander et al.

1995). Cinquante personnes, choisies au hasard en Suisse romande et en Suisse alémanique, ont été interrogées à propos de la productivité, de la rentabilité et des prestations écologiques de l’agroforesterie. Elles se sont aussi exprimées sur l’estime qu’elles portent aux systèmes, aux arbres et à leurs produits, ainsi que sur les raisons de planter des arbres à haute-tige.

Résultats et discussion Dans les systèmes agroforestiers modernes, les arbres sont plantés en rangées pour faciliter le labour mécanique. La productivité et la rentabilité de tels systèmes ont été calculées pour 40, voire 70 merisiers et noyers par hectare (production de fruits et de bois d’œuvre) sur des terres assolées et dans des herbages.



1.0

60 50

0.8

40

0.6

30 0.4

20

0.2 0.0

10 0

10

20

30 40 50 DuréeZeit (années) [Jahre] Rendement de la grande culture avec B 40 merisiers/ha Rendement en bois d’œuvre avec B 40 merisiers/ha

60

0

Volume ligneux de bois d’œuvre (m³/ha)

Rendement relatif de la grande culture

Meilleure productivité de la surface Dans un système agroforestier, les arbres et les souscultures se concurrencent dans leur quête de lumière, d’eau et d’éléments nutritifs. Au fil du temps, le rapport de force passe des cultures aux arbres. Cela se traduit aussi par le rendement de la sous-culture, qui diminue constamment avec la croissance des arbres (fig. 2).

Il ressort des simulations que les systèmes agroforestiers présentent une productivité de la surface dépassant jusqu’à 30% celle de cultures séparées, comme la production de céréales en monoculture et de bois en forêt. Le système agroforestier produit plus de biomasse par surface car il utilise les ressources plus efficacement

Figure 2 | Evolution du rendement relatif d’une grande culture et du volume ligneux de 40 merisiers/ha destinés à la production de bois d’œuvre (B). Le rendement relatif de la grande culture se rapporte au rendement qu’il est possible d’obtenir sans les arbres. Le rendement d’une grande culture diminue à mesure que les arbres croissent. L’assolement a porté sur le colza, le blé, la prairie temporaire et le blé.

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Production végétale | Agroforesterie en Suisse

Tableau 1 | Valeur en capital de la production de bois d’œuvre de merisiers et de celle de bois d’œuvre et de fruits de noyers pour 40 ou 70 arbres/ha dans de grandes cultures ou des herbages, en admettant une contribution annuelle de 15 francs par arbre.

Système B = bois d’œuvre F = fruits 40 ou 70 arbres/ha

Valeur en capital (CHF/ha) au bout de … ans 10

30

60

Seuil de rentabilité

Grande culture ou zone entre les arbres exploitée sous forme de grande culture Monoculture

13 533

29 510

41 008

1re année

B 40 merisiers/ha

10 182

24 579

35 763

3e année

B 70 merisiers/ha

11 001

27 328

40 019

3e année

B 40 noyers/ha

11 352

21 298

38 751

2e année

B 70 noyers/ha

13 113

23 487

46 920

2e année

F 40 noyers/ha

-1661

23 442

38 049

12e année

F 70 noyers/ha

-7089

27 909

48 280

14 e année

Herbage ou zone entre les arbres exploitée pour la production ­fourragère Monoculture herbages

10 542

23 554

32 469

1re année

B 40 merisiers/ha

7903

23 106

36 629

3e année

B 70 merisiers/ha

8642

26 618

43 435

3e année

B 40 noyers/ha

8051

11 561

26 264

2e année

B 70 noyers/ha

8978

17 271

40 525

3e année

F 40 merisiers/ha

-5338

18 914

37 829

17e année

F 70 merisiers/ha

-12 242

19 894

46 674

20e année

F 40 noyers/ha

-4439

16 322

29 361

15e année

F 70 noyers/ha

-10 826

20 941

41 158

16e année

Les valeurs proviennent de simulations avec un taux d'actualisation de 3,5 %. Dans les premières années, les recettes se limitent à la sous-culture et le coût des plantes est important. Cette perte est compensée à long terme par le revenu supplémentaire obtenu grâce à la vente des fruits ou au capital d'épargne que représente le bois. Le seuil de rentabilité indique la période à partir de laquelle le système couvre ses coûts de fonctionnement. Assolement: colza, blé, prairie temporaire, blé. Pour obtenir des données détaillées sur le calcul des coûts complets, on se référera à Kaeser et al. (2010).

que la monoculture. Les arbres croissent en hauteur et bénéficient donc de plus d’espace que les grandes cultures. Les racines des arbres pénètrent plus profondément dans le sol et profitent de l’eau et des éléments nutritifs disponibles en dehors de l’horizon racinaire des cultures (Dupraz et Liagre 2008; Reeg et al. 2009).

Economiquement compétitif à l’aide de contributions La rentabilité d’un système agroforestier dépend en premier lieu des prix des produits, des paiements directs et des coûts annuels. A cela s’ajoutent les coûts d’investissement et le taux d’actualisation, qui tient compte du fait que le montant investi aurait aussi pu être engagé sur le marché des capitaux. En raison des dépenses occasionnées par l’entretien et la récolte, les coûts d’aménagement et d’entretien des arbres destinés à la production fruitière

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Recherche Agronomique Suisse 2 (3): 128–133, 2011

sont plus élevés que pour le bois d’oeuvre. En effet, ces derniers ne doivent être ébranchés que durant les 15 premières années, afin d’obtenir des billes d’environ trois à six mètres de long et sans noeuds. Ensuite, ils nécessitent peu de soins. A l’aide de modèles, la rentabilité de divers systèmes adaptés aux conditions suisses et comportant des merisiers et des noyers (tabl. 1) a été calculée. Les systèmes présentant une densité plus élevée (70 arbres/ha) tendent à être plus rentables. Le noyer destiné à la production de fruits et de bois d’œuvre semble se prêter particulièrement bien à son intégration dans une grande culture.

Dans les herbages, une densité plus faible (40 arbres/ha) peut déjà apporter une plus-value économique, le merisier paraissant plus avantageux que le noyer.

Les paiements directs de compensation écologique pour les arbres fruitiers à haute-tige ne dépendent pas de l’âge des arbres ni du fait qu’ils servent à la production fruitière ou pour le bois d’œuvre. La subvention est de 15 francs par arbre et par an. En outre, on peut faire valoir un are de surface de compensation écologique par arbre. Combinée avec les contributions accordées pour la qualité biologique et la mise en réseau, la somme allouée peut aller jusqu’à 50 francs par arbre et par an.

Selon les simulations, des prix du marché favorables pour les produits des arbres, ainsi que des contributions de 15 francs, peuvent à long terme rendre les systèmes agroforestiers modernes économiquement compétitifs (tabl. 1). Si les contributions sont plus élevées, le seuil de rentabilité est atteint plus tôt et le système agroforestier est économiquement plus compétitif. Les prix souvent bas des produits des arbres ou le manque de débouchés pour les fruits d’arbres à haute-tige représentent un risque. Toutefois, les systèmes agroforestiers sont moins touchés par les fluctuations des recettes des grandes cultures que par celles des monocultures agricoles, grâce à la diversification des produits. Par ailleurs, la date de la récolte du bois est relativement souple et peut être reportée aux années où les prix du marché sont favorables.

Protection du sol, des eaux souterraines et du climat Les arbres fournissent d’importantes prestations écologiques en faveur de la protection du sol, des eaux souterraines et du climat (Kaeser, Palma et al. 2010). En Suisse, les problèmes liés à l’érosion et aux nitrates se posent principalement dans les régions du Plateau où les grandes cultures sont exploitées de façon intensive (Prasuhn et al. 2007; Muralt et Cornaz 2005). Les terrains en pente y sont particulièrement menacés par l’érosion, tandis que les vallées sont davantage exposées à la lixiviation des nitrates dans les eaux souterraines.

Agroforesterie en Suisse | Production végétale

Tableau 2 | Influence des arbres sur les pertes de sol, la lixiviation des nitrates et la fixation de carbone, selon Palma et al. (2006).

Système

Site à faible rendement

Site fertile

Perte de sol annuelle moyenne [t/ha] sur des sites très menacés par l’érosion (> 3 t/ha d’érosion par an); exploitation le long des lignes d’isoaltitude (Pourcentage de réduction des pertes de sol entre parenthèses) Parcelle sans arbres

3,8 (100 %)

4,5 (100 %)

Parcelle avec 50 arbres/ha

1,4 (-63 %)

1,1 (-76 %)

Parcelle avec 113 arbres/ha

1,3 (-66 %)

1,0 (-78 %)

Lixiviation annuelle moyenne des nitratres [kgN/ha] durant 60 ans dans de grandes cultures exploitées intensivement (fumure > 100 kgN/ha) (Pourcentage de réduction de la lixiviation des nitrates entre parenthèses) Parcelle sans arbres

142 (100 %)

182 (100 %)

Parcelle avec 50 arbres/ha

117 (-18 %)

171 (-6 %)

Parcelle avec 113 arbres/ha

105 (-26 %)

99 (-46 %)

Fixation de carbone dans les arbres du système agroforestier après 60 ans [t/ha] Parcelle sans arbres

0

0

Parcelle avec 50 arbres/ha

81

106

Parcelle avec 113 arbres/ha

112

133

Les valeurs proviennent de simulations pour 42 paysages choisis de façon aléatoire en Hollande, en France et en Espagne.

Les arbres plantés en rangées le long des lignes d’isoaltitude atténuent l’érosion du sol, car leurs racines fixent solidement la terre à cet endroit et ils améliorent l’infiltration de l’eau de pluie. D’après les simulations de Palma et al. (2006), les arbres peuvent réduire jusqu’à 80 % les pertes de sol dans des sites fertiles soumis à une exploitation intensive (tabl. 2). Le nombre d’arbres (50 et 113/ha) n’a aucune influence notable sur les pertes de sol.

Les arbres protègent les eaux souterraines de la pollution par les nitrates. D’une part, les arbres plantés dans le champ absorbent les nitrates lessivés dans le sol supérieur, car ils s’enracinent sous les cultures. D’autre part, s’ils sont plantés en lignes, cette partie de la surface agricole n’est plus fertilisée. Selon Palma et al.

(2006), la réduction de la lixiviation des nitrates est la meilleure sur les parcelles fertiles exploitées intensivement et où la densité des arbres est la plus élevée (tabl. 2). Lorsque la densité d’arbres est élevée, la sousculture est plus fortement perturbée et sa culture s’achève donc plus tôt. En conséquence, on y épandra moins de fumure azotée. Le potentiel d’absorption de nitrates par les racines au-dessous des cultures n’a pas été pris en compte dans les simulations.

Les arbres contribuent à la protection du climat en

fixant le carbone, un élément qui peut être emmagasiné durant plusieurs décennies dans les meubles en bois. Le bois de feu y contribue également comme substitut des combustibles fossiles (Briner et al. 2011). Un total de 113 arbres/ha fixe plus de carbone que 50 arbres/ha. Mais dans la simulation avec 50 arbres, la quantité de carbone fixé par arbre est plus élevée, car les arbres ont alors une meilleure croissance (tabl. 2).

Disposition des agriculteurs à accepter l’agroforesterie Cinquante agriculteurs choisis au hasard en Suisse romande et en Suisse alémanique ont été interrogés sur les avantages et les inconvénients des systèmes agroforestiers. Il en résulte que ces personnes ne sont pas familiarisées avec les systèmes agroforestiers modernes; elles les estiment peu productifs et non rentables, mais leur attribuent un avantage pour la biodiversité et le paysage rural. Les systèmes agroforestiers associés à la production de fruits dans les herbages sont ceux qui leur plaisent le mieux. Par contre, les arbres plantés sur les terres assolées sont très mal acceptés. Parmi les produits des arbres, ni le bois d’œuvre ni le bois d’énergie en rotation de courte durée ne les intéresse; seuls les fruits gagnent leur adhésion, mais là encore, dans une mesure limitée.

Ces agriculteurs trouvent qu’il y a trop peu d’arbres à haute-tige dans le paysage rural de leur commune et de Suisse. 52 % d’entre eux planteraient de nouveau de tels arbres pour utiliser doublement certaines parts de leur surface agricole.

Lorsque les agriculteurs plantent des arbres, c’est d’une part par idéal – par exemple pour favoriser la biodiversité et maintenir le paysage rural – et d’autre part par besoin, pour dispenser de l’ombre au bétail ou pour leur consommation personnelle (fig. 3).

L’image de l’exploitation et la protection contre l’érosion jouent également un rôle. Les subventions ne sont pas une raison de planter des arbres pour 52 % des agriculteurs interrogés. 72 % des sondés obtiennent des subventions pour les arbres à haute-tige (15 francs par arbre et par an). Ces montants ne sont pas suffisants à leurs yeux pour couvrir le coût du travail. Seuls 26 % des interrogés indiquent recevoir la contribution maximale qu’il est possible d’obtenir dans leur canton pour de tels arbres.

L’attitude plutôt sceptique des agriculteurs choisis au hasard contraste avec l’estimation des participants au cours Agridea sur l’agroforesterie (2010). La plupart de ces derniers s’étaient déjà penchés sur ce thème de leur propre initiative. Certains d’entre eux ont planifié la mise sur pied de systèmes agroforestiers novateurs ou  en avaient déjà aménagé.

Recherche Agronomique Suisse 2 (3): 128–133, 2011

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Production végétale | Agroforesterie en Suisse

BEchelle d’évaluation (1-6)

6 4,8 ± 1,2

5

4,8 ± 1,0 4,3 ± 1,2

4,2 ± 1,4

4 3,4 ± 1,3

3 2

3,9 ± 1,2

3,6 ± 1,3

2,6 ± 1,3

3,1 ± 1,4

3,0 ± 1,6

3,3 ± 1,2

re nt ab il

ité co co ns nt om rib ut m at ion ion s pr pe ot r s ec on tio ne n lle co n om tre br le ep ve ou nt rl es an im au x pa ss ete m ps pa ysa ge rur al pr b io ot d iv ec tio er pr n sit ot co ec é nt tio re n l’é de ro se sio au n xs o im ut er ag ra ed ine el s ’ex p lo ita tio n

1

Figure 3 | Raisons pour lesquelles les agriculteurs plantent des arbres à haute-tige. 50 agriculteurs de Suisse romande et de Suisse alémanique ont été interrogés; des moyennes ont été établies et les écarts-types ont été calculés. L’échelle d’évaluation va de 1 à 6. Les valeurs ­d épassant 3,5 reflètent une motivation à planter des arbres à haute-tige.

Conclusions et perspectives L’agriculture est confrontée au défi de produire davantage afin de couvrir les besoins de la population croissante tout en ménageant les ressources naturelles et en améliorant l’état de l’environnement. Les systèmes agroforestiers modernes sont plus productifs que les monocultures agricoles et ils fournissent d’importantes prestations écologiques. Ils contribueraient donc à trouver une solution pour satisfaire ces attentes qui entrent en contradiction. Les simulations montrent que des systèmes agroforestiers modernes peuvent déjà être rentables dans les conditions actuelles.

Toutefois, nombre d’agriculteurs sont sceptiques à l’idée de se remettre à planter plus d’arbres dans le paysage rural. Les possibilités d’aménager des systèmes agroforestiers et le fait qu’ils peuvent être productifs et devenir rentables à long terme méritent d’être mieux perçus. Il faut, par exemple, éveiller d’abord l’intérêt pour la production de bois d’œuvre – malgré les prix raisonnables du bois de qualité pour la fabrication de contreplaqué. Car le bois d’œuvre est facile à produire, il ne nécessite pas de machines spéciales et peut être planté sur des terres assolées et dans des herbages. Il peut aussi être associé à la production d’arbres fruitiers.

En Suisse, il serait nécessaire de mieux informer la pratique agricole sur les possibilités que l’agroforesterie lui offre. En outre, des essais en plein champ doivent encore être réalisés à ce propos. Il serait donc judicieux d’observer, en coopération avec les exploitations pionnières,

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Recherche Agronomique Suisse 2 (3): 128–133, 2011

des systèmes agroforestiers novateurs qui existent déjà.

Devant les difficultés d’écoulement des fruits d’arbres à haute-tige, les systèmes agroforestiers associés à la production de fruits sont actuellement assez attrayants pour le marché de niche. Ces systèmes sont économiquement recommandables, notamment s’ils sont liés à l’octroi de contributions à la qualité biologique. Planter des arbres signifie un investissement initial considérable. Les arbres fruitiers n’atteignent leur plein rendement qu’après plusieurs années et le bois d’œuvre ne peut être récolté qu’après des décennies. Les agriculteurs novateurs qui aménagent quand même des systèmes agroforestiers se distinguent par leur envie de tenter quelque chose de nouveau et leur plaisir à travailler avec les arbres. n

Agrosilvicoltura in Svizzera Gli alberi nel paesaggio agricolo forniscono importanti prestazioni ecologiche. Ciò nonostante, per ragioni di natura economica e tecnico-aziendali, essi scompaiono dal paesaggio rurale. Questo è il punto d’inizio di una moderna agrosilvicoltura. Di norma gli alberi sono piantati su terreni ad uso agricolo a filare, in modo da non intralciare le lavorazioni meccaniche. ART ha analizzato il potenziale economico ed ecologico dei moderni sistemi di agrosilvicoltura in Svizzera. Attraverso modelli computerizzati sono stati calcolati la produttività delle superfici, la redditività e i benefici ambientali. Dai risultati è emerso che i sistemi di agrosilvicoltura consentono di accrescere fino al 30 % la produttività delle superfici rispetto alle monocolture e che a lungo termine possono diventare economicamente competitivi. Sulle terre aperte fertili possono ridurre l'erosione del suolo fino al 78 % e il dilavamento dell'azoto fino al 46 %, nonché contribuire al sequestro di 133 tonnellate di carbonio nell'arco di 60 anni. Nell’ambito di sondaggi svolti gli agricoltori sono stati interpellati sui vantaggi e gli svantaggi dell'agrosilvicoltura. Da quanto emerso i sistemi di agrosilvicoltura sono ritenuti improduttivi e non redditizi, ma gli si attribuisce una certa utilità per la biodiversità ed il paesaggio rurale. Partendo dalle esperienze degli agricoltori pionieri in agrosilvicoltura, sarebbe utile far meglio conoscere le sfaccettature multiple ed il potenziale economico dei sistemi di agrosilvicoltura.

Bibliographie ▪▪ Atteslander P., Cromm J., Grabow B., Maurer A., Siegert G. & Zipp G., 1995. Methoden der empirischen Sozialforschung (8. bearb. Aufl.). ­B erlin; New York: de Gruyter.

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▪▪ Dupraz C. & Liagre F., 2008. Agroforesterie: Des arbres et des cultures.

Paris: La France Agricole.

▪▪ Gifford R., 2000. Carbon Content of Woody Roots: Revised Analysis and a Comparison with Woody Shoot Components. National Carbon Accounting System Technical Report No. 7 (Revision 1). Canberra: Australian Greenhouse Office.

▪▪ Graves A. R., Burgess P. J., Palma J. H. N., Herzog F., Moreno G. et al., 2007. Development and application of bio-economic modelling to compare silvoarable, arable, and forestry systems in three European countries. Ecological Engineering 29 (4), 434–449.

▪▪ Kaeser A., Palma J., Sereke F. & Herzog F., 2010. Prestations environnementales de l’agroforesterie. Importance des arbres dans l’agriculture pour la protection des eaux et des sols, le climat, la biodiversité et l’esthétique du paysage. Rapport ART 736, 1–12.

▪▪ Kaeser A., Sereke F., Dux D. & Herzog F., 2010. Agroforesterie moderne en Suisse. Vergers novateurs: productivité et rentabilité. Rapport ART 725, 1–12.

Summary

Riassunto

Agroforesterie en Suisse | Production végétale

Agroforestry in Switzerland Trees in agricultural landscapes provide important benefits for the environment. Nevertheless, they are disappearing from cultivated land due to economic and operational reasons. In modern agroforestry systems, trees are planted in rows on agricultural land in order to facilitate mechanical operations.

The economic and ecological potential of modern agroforestry systems in Switzerland was examined.

Productivity per hectare, profitability and environmental benefits were estimated using computeraided models. The results show an up to 30 % higher productivity (per unit area) of agroforestry systems compared to monocultures. In the long term, agro­ forestry systems can become profitable. On fertile arable land, they may reduce soil erosion by 78 % and nitrate leaching by 46 % as well as sequester up to 133 tons of carbon in 60 years.

In interviews, farmers were questioned about their perception of benefits and disadvantages of agro­ forestry. Farmers rate agroforestry systems as non-productive and unprofitable. However, they admit a benefit for biodiversity and cultural landscape. Farmers need to be made aware of the many agroforestry designs and their economic potential, based on the experience of pioneer farmers.

Key words: alley cropping, timber and fruit production, Prunus avium, Juglans regia, erosion, nitrogen leaching, carbon sequestration, profitability.

▪▪ Krummenacher J., Maier B., Huber F. & Weibel F., 2008. Ökonomisches und ökologisches Potenzial der Agroforstwirtschaft. Agrarforschung 15 (3), 132–137.

▪▪ Muralt R. & Cornaz S., 2005. Teneurs en nitrates des eaux souterraines en Suisse. Dans: Herzog F., Richner W. (eds) Évaluation des mesures écologique: Domaines de l'azote et du phosphore. Les cahiers de laFAL 57, 32–40.

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▪▪ Walter T., Klaus G., Altermatt F., Ammann P., Birrer S. et al., 2010. Landwirtschaft. In: Lachat T., Pauli D., Gonseth Y., Klaus G., Scheidegger C., Vittoz P., Walter T. (Red.) (2010). Wandel der Biodiversität in der Schweiz seit 1900: Ist die Talsohle erreicht? Zürich: Bristol-Stiftung; Bern, Stuttgart, Wien: Haupt. 64–123.

Recherche Agronomique Suisse 2 (3): 128–133, 2011

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P r o d u c t i o n

a n i m a l e

Diversité génétique de la race d'Hérens Christine Flury et Stefan Rieder, Haute école suisse d'agriculture HESA, Länggasse 83, 3052 Zollikofen Renseignements: Christine Flury, e-mail: christine.flury@bhf.ch, tél. +41 31 910 22 64

La race d'Hérens est une race bovine originaire de Suisse aux caractéristiques uniques. Une diversité génétique aussi élevée que possible est à la base de sa sauvegarde. (Photo: Eva Moors, Université de Göttingen, Allemagne)

Introduction L’année 2010 a été déclarée Année internationale de la biodiversité par les Nations Unies. Depuis la Conférence de Rio de Janeiro en 1992, il est clair que l’agriculture joue un rôle important pour la biodiversité globale.

Chez les animaux de rente agricole, on distingue trois niveaux de diversité: entre espèces, entre races et à l’intérieur des races. Les produits d’origine animale ainsi que les autres utilisations du bétail sont diversifiées et souvent adaptées aux conditions locales. L’existence de nombreuses races aux caractères distincts permet d’adapter la production aux modifications de l’environnement et aux exigences du marché. La diversité génétique intra-raciale est nécessaire à la préservation des races: une perte de diversité conduit à la cumulation de tares héréditaires ainsi qu’à une diminution de la vitalité et de la fécondité.

134

Recherche Agronomique Suisse 2 (3): 134–139, 2011

Plus de 90 races des espèces bovine, chevaline, ovine, caprine et porcine ont été répertoriées en Suisse (BLW 2007), dont 25 seulement sont reconnues comme originales. La race d’Hérens appartient à ce groupe et les menaces qui pèsent sur elle sont «à observer» (BLW 2002). Pour empêcher l’effondrement de la diversité génétique de cette race, il est conseillé de suivre son évolution dans les populations existantes. Si l’on dispose de l’information du pedigree, le logiciel PopReport (Groeneveld et al. 2009) permet d’évaluer périodiquement la diversité génétique.

La taille effective de la population est une mesure importante de la diversité génétique. Sved (1971) et Hill (1981) ont démontré théoriquement qu’il existe une relation entre le déséquilibre de liaison («linkage disequilibrium» ou LD) de deux loci, leur distance sur le chromosome et la taille effective de la population. Cette

relation a été utilisée par plusieurs auteurs pour estimer la taille effective de la population au moyen de marqueurs génétiques (Hayes et al. 2003; Tenesa et al. 2003).

Depuis fin 2007, la puce ADN Illumina 50k permet le génotypage commercial des bovins. L’information génétique détaillée obtenue permet une estimation encore plus précise du LD et de la taille effective de la population.

Ce travail analyse la diversité génétique de la population suisse de la race d’Hérens. L’analyse se base d’une part sur l’information du pedigree pour 15 années de référence (tous les animaux nés entre 1993 et 2007); et d’autre part, sur le génotypage de 128 animaux, qui a permis de déterminer la taille effective de la population. Ces deux estimations permettent premièrement d’évaluer la diversité génétique actuelle de la population d’Hérens et son évolution récente et, deuxièmement, de comparer les estimations de diversité obtenues au moyen de marqueurs aux estimations obtenues à partir du pedigree.

Matériel et méthodes

Résumé

Diversité génétique de la race d'Hérens | Production animale

La race d'Hérens est une race bovine d’origine suisse. L'évolution de sa diversité génétique entre 1993 et 2007 a été étudiée sur la base d'information généalogique. De plus, 128 animaux ont été génotypés à l’aide de la technologie Illumina 50k Beadchip, et la diversité génétique de cette population a été déterminée à partir des marqueurs génomiques obtenus. Les valeurs estimées pour la taille effective de la population varient entre 53 et 321. Les estimations basées sur les marqueurs génomiques sont toujours inférieures à 100, tandis que les estimations basées sur le pedigree sont toujours supérieures à 100. Cette différence pourrait s'expliquer par des variations dans la complétude de l'information du pedigree, qui était inférieure à 90 % pour les six premières générations ascendantes de certaines années de référence. Ce travail propose des mesures pour préserver la diversité génétique de cette race unique en Suisse.

Un génotypage au moyen de la puce ADN Illumina 50k a été effectué pour 120 animaux nés entre 2000 et 2003.

Huit autres animaux nés en 1998 ou 1999 ont été génotypés dans le cadre d’une autre étude (Timm et al. 2010).

Après dépouillement des données, l’information de 33‘849 marqueurs génétiques (Single Nucleotid Polymorphisms, SNPs), a pu être analysée en détail pour ces 128 animaux.

Les paramètres principaux à déterminer étaient le coefficient de consanguinité (F), le taux d’accroissement de consanguinité (ΔF) et la taille effective de la population (Ne). Ces paramètres mesurent la diversité génétique de populations d’animaux de rente. Ne est inversement proportionnel à ΔF: Ne = 1/(2*ΔF).

Pour estimer la taille effective de la population sur la base des génotypes, on considère le déséquilibre de liaison entre paires de marqueurs liés. L’estimation a été effectuée pour les 128 génotypes avec le logiciel Haploview (Barrett et al. 2005). La formule de Sved (1971) cidessous, ainsi que la même formule corrigée par le facteur 1/n selon Hill (1981) étaient utilisées pour l'estimation de la taille effective de la population.

E(r²)=

1 + 1 n (1+4Nec)

Le coefficient r2 est une mesure fréquemment utilisée pour décrire le LD. E (r2) désigne l’espérance de r2, n désigne la taille de l’échantillon, et c la distance génétique entre deux marqueurs. La taille effective de la population a été estimée de quatre façons, en variant la 

Recherche Agronomique Suisse 2 (3): 134–139, 2011

135

Complétude de l'information généalogique %

Production animale | Diversité génétique de la race d'Hérens

100

60

formation généalogique a été analysée avec des logiciels courants comme CFC (Sargolzaei et al. 2006), Endog (Gutiérrez et Goyache 2005) et PopReport (Groeneveld et al. 2009).

40

Résultats et discussion

80

20 0

1958 1962 1966 1970 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002 2006 Année 1. Gen 2. Gen 3. Gen 4. Gen 5. Gen 6. Gen

Figure 1 | Complétude de l'information généalogique pour les six ­p remières générations ascendantes pour les années 1958–2007.

6000 Nombre de naissances

5219

5000

5518 5507

5697 5721

4501

10

4000 3000

15

2805 2671 2764 2581 2638 2644 2489 2557

3087

5

2000 1000 0

1993

1995

1997

1999 2001 2003 2005 2007 Année No de naissances No moyen de descendants par taureau

Figure 2 | Evolution du nombre de naissances enregistrées par ­a nnée et du nombre moyen de descendants par taureau.

136

Recherche Agronomique Suisse 2 (3): 134–139, 2011

0

Nombre moyen de descendants par taureau

manière d’approcher la distance génétique (estimation à partir de la distance physique ou de la distance génétique estimée en Morgan) ainsi que la prise en compte de la taille de l’échantillon n (avec ou sans facteur de correction 1/n). La distance minimale entre loci considérée est de 25 kb. La formule 1/(2*c) a été invoquée selon Hayes et al. (2003) pour déterminer le nombre de générations pour lesquelles l’estimation est valable. Des indications ultérieures sur l’estimation à base de marqueurs de la taille effective de la population se trouvent dans Flury et al. (2010a).

Toute l’information généalogique sur la race d’Hérens de 1926 à 2007 a été aimablement mise à disposition par l’organisation d’élevage de la race d’Hérens.

L’analyse des données généalogiques a porté d’une part sur le pedigree de tous les animaux nés entre 1993 et 2007 (années de référence), et d’autre part sur le pedigree des 128 animaux génotypés pour les SNP. L’information généalogique pour les cohortes de référence comprend 72 232 animaux, alors que le pedigree des 128 animaux génotypés regroupe 4798 ascendants. L’in-

Evolution de la diversité génétique (1993 – 2007) La complétude de l’information généalogique est importante pour déterminer la diversité génétique. Plus l’information est complète, plus les liens de parenté entre animaux et les paramètres de diversité génétique peuvent être estimés précisément. La figure 1 illustre l’évolution de la complétude de l’information généalogique sur la race d’Hérens pour les 15 années de référence.

Pour les animaux nés en 1993, plus de 90 % des ascendants des six premières générations sont connus. Par la suite, la complétude a diminué jusqu’en 2001, où elle était inférieure à 90 % pour les six générations ascendantes considérées. Ceci s’explique par l’ouverture partielle du herd-book pour la race d’Evolène, et une tendance des détenteurs à ne pas enregistrer l’ascendance des veaux issus de monte naturelle (communication personnelle de E. Fellay). Depuis 2002, la complétude de l’information a repris.

L’évolution du nombre de naissances enregistrées par année et du nombre moyen de descendants par taureau est représentée dans la figure 2. Le nombre de naissances enregistrées a doublé entre 2002 et aujourd'hui suite à l’introduction de la Banque de données sur le trafic des animaux et l’obligation d’enregistrer les veaux mâles et femelles. Le même effet a été décrit pour d’autres races (Flury et Bapst 2010). A présent, le nombre d’animaux enregistrés devrait être proche du nombre réel de veaux issus d’animaux de herd-book. En 2007, 5721 naissances enregistrées provenaient de 453 taureaux et 5392 vaches.

Le nombre moyen de descendants par taureau était donc de 12,3 animaux. Le nombre relativement faible de descendants par taureau n’est pas surprenant vu qu’une partie importante des fécondations (66 %) s’effectue encore par monte naturelle (Fédération Suisse d'élevage de la Race d'Hérens 2009).

Le coefficient de consanguinité, le taux d’accroissement de la consanguinité et la taille effective de la population sont des paramètres importants pour décrire la diversité génétique d’une population. La figure 3 montre l’évolution du coefficient de consanguinité moyen pour tous les animaux de 15 années de référence, ainsi que pour leurs pères et mères.

Le coefficient de consanguinité moyen a augmenté de 1,76 % à 2,10 % entre 1993 et 2007. Néanmoins, on ne constate pas d’augmentation entre 1999 et 2004; les coef-

Diversité génétique de la race d'Hérens | Production animale

Coefficient de consanguinité moyen

0,025

de gènes nouveaux, a également contribué à cette baisse. De 2002 à 2007, ΔF a de nouveau augmenté. La baisse de ΔF entre 1996 et 2001 est accompagnée d’une augmentation de la taille effective de la population puisque les deux mesures sont inversement proportionnelles. Une valeur de Ne particulièrement élevée a été obtenue pour les animaux nés en 2001. La taille effective de la population actuelle (année 2007) est de 147.

0,020 0,015 0,010 0,005 0,000

1993

1995

1997

1999 2001 année

Tous les animaux

2003

2005

2007

Mères

Pères

1667

1600

0,0060 0,0050

1400 1200

0,0040

1000 800

0,0030

714

625

600 400 185 200 122 102 125 116 152 0 1993

1995

1997

1999

2001

Année Taille effective de la population

0,0020 333

278

250

179 2003

delta F

Taille effective de la population

Figure 3 | Evolution du coefficient de consanguinité moyen pour tous les animaux nés entre 1993 et 2007, ainsi que pour leurs pères et mères.

2005

250

147 2007

0,0010 0,0000

delta_F

Figure 4 | Taille effective de la population (échelle à gauche) et taux d'accroissement de consanguinité (échelle à droite) pour les animaux des 15 années de référence.

ficients des pères ont même baissé pendant cette période.

L’évolution de la taille effective de la population, estimée sur la base du taux d’accroissement de la consanguinité est représentée dans la figure 4. Le taux d’accroissement de la consanguinité (ΔF) décrit le changement du coefficient de consanguinité moyen d’une année à l’autre et s’obtient donc à partir des résultats représentés dans la figure 3.

Le taux d’accroissement de la consanguinité (ΔF) a diminué dès 1996 pour atteindre un minimum en 2001.

Cette baisse est probablement due aux informations généalogiques incomplètes, de sorte que les «vraies» valeurs ont été sous-estimées. L’ouverture du herd-book aux animaux de la race d’Evolène, et donc l’introduction

Estimation de la taille effective de la population à partir de marqueurs génétiques L’évolution historique de la taille effective de la population, estimée par quatre méthodes à partir des marqueurs génétiques, est représentée dans la figure 5. La distance minimale entre loci considérée est de 25 kb, ce qui correspond à 2000 générations en raison de la relation 1/(2×c). La population bovine à laquelle s’appliquent les estimations distantes de plus de 100 ans (20 générations) n’est pas clairement définie. Ces estimations représentent probablement toutes les populations bovines des Alpes plutôt que la race d’Hérens en particulier (Flury et al. 2010a).

Les estimations de la taille effective de la population actuelle (aux 100 générations précédentes) sont semblables pour les quatre méthodes (fig. 5). Toutes les méthodes indiquent que la taille effective de la population a diminué dans le passé et récemment (fig. 5; tabl. 1).

Une évolution semblable a été décrite pour d’autres races (Hayes et al. 2003; The Bovine Hapmap Consortium 2009; Flury et Bapst 2010; Flury et al. 2010b).

Les estimations pour la taille effective de la population actuelle sont de 53 ou 92, donc inférieures à 100. En comparaison, les estimations basées sur le pedigree des 128 animaux génotypés varient entre 110 et 321 (Flury et al. 2010a). Cette différence découle partiellement de la profondeur limitée de l’information généalogique: le premier animal inclus dans l’analyse était né en 1926. 

Tableau 1 | Taille effective de la population actuelle (de 1 à 5 générations précédentes), estimée par quatre méthodes à partir d'information génomique (Flury et al. 2010b).

Nombre de générations Méthode

1,00

2,00

3,34

5,01

Ne_1_approx

53

88

114

134 144

Ne_1_Morgan

53

93

120

Ne_2_approx

92

134

157

171

Ne_2_Morgan

92

147

169

187

Recherche Agronomique Suisse 2 (3): 134–139, 2011

137

Production animale | Diversité génétique de la race d'Hérens

Taille effective de la population

2250

Conclusions

2000 1750

•• La diversité génétique de la race d'Hérens a reculé au cours des dernières années, mais un peu moins que 1250 pour d'autres populations bovines locales.

1000 •• Les résultats basés sur le pedigree sont probablement 750 trop optimistes, à cause de la baisse récente de la 500 complétude du pedigree. Une information aussi comp250 0 lète que possible est une base importante pour les 0 2000 500 1000 1500 programmes de sélection et pour un suivi de la Nombre de générations diversité génétique.

Ne_2_approx Ne_1_Morgan Ne_1_approx Ne_2_Morgan •• La race d'Hérens est une population petite et locale, Figure 5 | Evolution de la taille effective de la population estimée avec un taux élevé de reproduction naturelle. Le par quatre méthodes à partir d'information génomique. Ne_1_ inprogramme d’élevage est moins sélectif que pour dique la formule sans correction pour la taille de l'échantillon n et d’autres races d’animaux de rente. Ainsi, la pression Ne_2_ la formule avec correction (facteur 1/n). Le suffixe _approx indique que la distance génétique a été dérivée de la distance physur la diversité génétique devrait être moins forte que sique et _Morgan indique qu'elle a été estimée en Morgan (Flury et dans d’autres populations bovines. al . 2010a).

•• Pour maintenir une diversité génétique aussi élevée que possible dans cette race unique, quelques mesures simples peuvent être proposées aux éleveurs: considérer les liens de parenté au moins jusqu'à la troisième génération ascendante dans les plans L’analyse du pedigree ne tient donc pas compte d’and’accouplement ; enregistrer les généalogies dans le cêtres communs potentiels nés avant cette date, alors herd-book; éviter l’emploi de taureaux à parenté qu’il y avait très probablement déjà des relations de supérieure à la moyenne avec la population féminine, parenté dans la race d’Hérens avant 1926. Ces liens se ainsi que le croisement d’animaux avec un degré de reflètent cependant dans l’information génomique. parenté supérieur à 12 %.

Même ainsi, ces différences d’estimation s’expliquent ••Un instrument simple pour les décisions d'accoupleessentiellement par la baisse récente de la complétude ment en vue du maintien de la diversité génétique et du pedigree (lacunes documentaires). Il faut considérer des valeurs d'élevage a été proposé pour les chevaux que toutes les estimations basées sur le pedigree surestiFranches-Montagnes par Hasler et al. (in press). Cet ment les tailles effectives de la population. L’estimation instrument pourrait également être appliqué aux basée sur les marqueurs génétiques pourrait en principe races bovines locales. n également être faussée, par exemple par le choix accidentel d’animaux apparentés. Pour éviter cela, les 128 animaux ont été choisis de manière à ce qu’il aient tous des parents différents.

138

1500

Recherche Agronomique Suisse 2 (3): 134–139, 2011

Diversità genetica della razza Hérens La razza di Hérens è una razza bovina di origine svizzera. Lo scopo di questo studio era quello di verificare l’evoluzione della sua diversità genetica dal 1993 al 2007 basandosi su informazioni genealogiche. Inoltre, 128 animali sono stati genotipizzati con l’ausilio della tecnologia Illumina 50k Beadchip, e la diversità genetica di questa popolazione è stata determinata partendo dai marcatori genomici ottenuti. I valori stimati per la misura effettiva della popolazione varia tra i 53 ed i 321.

Le stime basate sui marcatori genomici sono sempre inferiori a 100, mentre le stime basate sul pedigree sono sempre superiori a 100.

Queste differenze potrebbero essere spiegate da variazioni nella completezza dell’ informazione sul pedigree che nell’anno 2001 risultava inferiore al 90 % per le prime sei generazioni di ascendenti. Questo studio propone misure per preservare a lungo termine la diversità genetica di questa razza Svizzera unica.

Summary

Riassunto

Diversité génétique de la race d'Hérens | Production animale

Genetic diversity of the Eringer breed The Eringer cattle breed is a local breed of Swiss origin. The objective of this study was to analyse the development of genetic diversity from 1993 to 2007 using pedigree information. In addition, 128 Eringer cows were genotyped for the Illumina 50k Beadchip method and, using this genome-wide marker information, the genetic diversity within the population was assessed.

The current effective population size is estimated to be between 53 and 321. For all methods applied, the marker-based estimates were below 100, whereas the pedigree-based estimates were above 100. One possible reason for this difference is the degree of pedigree completeness: for animals born before 2001, the completeness over six generations of ancestors was found to be below 90 %, whereas for all other animals the completeness was found at nearly 100%. In this study, strategies to maintain the genetic diversity of this unique cattle breed of Switzerland are presented and discussed.

Key words: local cattle breed, inbreeding, effective population size, SNPs.

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Recherche Agronomique Suisse 2 (3): 134–139, 2011

139

P o r t r a i t

Martin Lobsiger dirige la plateforme Profi-Lait Martin Lobsiger gère depuis 2003 le réseau Profi-Lait, qui regroupe des spécialistes de la recherche, de la vulgarisation agricole, de la formation professionnelle, ainsi que des associations et des groupes d’intérêts. Profi-Lait a été créé dans le but de soutenir les producteurs suisses de lait. «Grâce à des campagnes comme ‹L’optimisation des coûts dans la production laitières› ou les ‹Championnats suisses des foins›, les personnes concernées par une thématique se rencontrent et transmettent leur savoir-faire aux producteurs pour améliorer leur production et leur rendement. Profi-Lait apporte aux producteurs de lait des compétences et un savoir-faire, et soutient le transfert des connaissances de la recherche dans la pratique». C’est ainsi que Martin Lobsiger explique son travail pour Profi-Lait, intégré dans la Station de recherche Agroscope LiebefeldPosieux ALP. Campagne, ville et agriculture Né dans la campagne bernoise, Martin Lobsiger a grandi dans la ferme de ses parents à Uettligen. Il s’est toujours intéressé de près à l’agriculture et à la production alimentaire. Une fois clairement déterminé que ce serait son frère qui reprendrait l’exploitation agricole, Martin Lobsiger décide de suivre le gymnase, puis des études en sciences de l’environnement à l’EPF de Zurich. A cette époque, les études d’agronomie étaient trop conservatrices à son goût.

La pensée systémique et le principe de la durabilité étaient déjà des concepts qui lui tenaient à cœur et à cet égard les études en sciences de l’environnement lui offraient davantage de possibilités. Au terme de ses études, Martin Lobsiger reste à Zurich et travaille à l’EPF pour la chaire de «Protection de la nature et du paysage», dirige pendant deux saisons des alpages en Valais et dans l’Oberland bernois et se forme au Strickhof comme expert en agriculture biologique. Il s’est forgé en outre une solide expérience lors de plusieurs séjours dans une grande ferme du Dakota du Sud aux USA. Ses connaissances des théories sur l’environnement et de la pratique agricole – deux de ses thèmes de prédilection – sont désormais très vastes.

Du temps pour les amis et les idées Aujourd’hui, Martin Lobsiger habite à Thoune avec sa femme et leurs trois enfants. Il consacre tout son temps libre à sa famille et à son perfectionnement professionnel.

Les longues heures qu’il passe dans la nature avec ses enfants compensent largement son besoin de sport. «Malheureusement, en raison de douleurs chroniques, je ne peux plus faire beaucoup de sport. Je passe donc désormais

140

Recherche Agronomique Suisse 2 (3): 140, 2011

beaucoup de temps avec mes amis», répond-il à la question touchant à ses loisirs. Sa personnalité aimable et communicative l’a prédestiné à travailler dans un environnement professionnel – le transfert des connaissances – caractérisé par de nombreux contacts. En plus de ses tâches de responsable de Profi-Lait, il travaille à 30 % pour ALP, rédigeant des articles de vulgarisation destinés à la pratique et organisant des manifestations.

Actuellement, il est très engagé dans l’organisation de Nutri 11 (voir encadré) et représente ALP dans le comité d’organisation. Parfois, il a aussi pour rôle de régler les malentendus et de calmer les esprits. Les outils pour ces tâches, il les trouve dans la formation continue qu’il suit actuellement à Berne pour obtenir un Excecutive Master of Business Administration EMBA. «Dans Nutri 11, qui est une manifestation importante autour de l’alimentation des plantes, des animaux et des êtres humains, je peux m’investir corps et âme». Globalité et durabilité dans la production des denrées alimentaires, qualité des produits et vision à long terme sont et restent pour Martin Lobsiger des principes importants.

Andrea Leuenberger-Minger, Rédaction Recherche Agronomique Suisse, 1725 Posieux Nutri 11 – La nutrition rassemble Quatre partenaires – l’institut agricole de Grangeneuve IAG, Vetsuisse-Faculté de l’Université de Berne, la Haute Ecole suisse d’agronomie HESA et la Station de recherche Agroscope Liebefeld-Posieux ALP – organisent du 17 au 19 juin 2011 Nutri 11.

Cette manifestation importante se déroulera sur le site de l’IAG et d’ALP à Posieux et portera sur le thème de la nutrition.

«La nutrition rassemble et nous concerne tous», tel est le titre de cet événement qui a pour but de présenter à un large public et de façon attractive des projets de recherche menés en commun.

A c t u a l i t é s

Actualités Maintien de la biodiversité dans les paysages agricoles – Expériences et perspectives La Suisse n’est pas la seule à vouloir réformer les paiements directs. L’Europe aussi entend réviser la politique agricole commune (PAC). Dans ce contexte, l’Office fédéral allemand de la protection de la nature a organisé un workshop à Berlin sur le thème du «Maintien de la biodiversité dans les paysages agricoles – Expériences et perspectives». La biodiversité était au cœur des débats.

Le représentant de la commission européenne (GD Agriculture) a déclaré que les objectifs environnementaux de l’UE et des Etats membres n’avaient pas été atteints, notamment dans le domaine de la biodiversité, et que la réforme devait donc avoir pour but de mieux préserver la biodiversité agricole. Urs Niggli (FiBL) a présenté les prestations écologiques requises (PER) de la Suisse. Par la

suite, la discussion a fait référence à plusieurs reprises au «modèle suisse» et une majorité a plaidé pour l’introduction, dans chaque exploitation agricole, d’environ 10 % de surfaces destinées à la protection des ressources (dans l’esprit des surfaces de compensation écologique). Le représentant de l’UE veut étudier les éléments des PER qui seraient susceptibles d’être intégrés à la réforme de la PAC. Felix Herzog, Paysage agricole et biodiversité, Station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, Zurich

Nouvelles publications Utilisation du petit-lait dans l’alimen­tation du porc ALP actuel

Utilisation du petit-lait dans l’alimentation du porc Fiche technique destinée à la pratique

nº 38 | 2010

Auteur Peter Stoll Station de recherche Agroscope Liebefeld-Posieux ALP Tioleyre 4, Case postale 64 CH-1725 Posieux peter.stoll@alp.admin.ch

Editeur: Station de recherche Agroscope Liebefeld-Posieux ALP www.agroscope.ch Rédaction: Gerhard Mangold, ALP Mise en page: RMG Design, Fribourg Impression: Tanner Druck AG, Langnau im Emmental Copyright: Reproduction autorisée sous condition d’indication de la source et de l’envoi d’une épreuve à l’éditeur.

ISSN 1660-7589

alp actuel 38_fr.indd 1

ALP

Impressum

La pratique très répandue de distribuer du petit-lait aux porcs a une longue tradition.

Non seulement c’est un produit bon marché que les animaux ingèrent volontiers, mais il est en plus pauvre en graisse. Il influence donc favorablement la qualité de la graisse des carcasses.

Si les sous-produits laitiers sont des aliments de qualité pour les animaux, ils ont pourtant leurs revers. Aussi bien les concentrations élevées en lactose et en sodium que la grande variabilité des teneurs en nutriments entre les divers sous-produits laitiers ou encore leur sensibilité à l’altération microbienne en font

des produits à n’utiliser dans l’alimentation des porcs que de façon ciblée. Pour en faciliter l’emploi, la présente fiche technique traite des points suivants:

• • • • •

quantité de petit-lait commercialisée diversité des sous-produits laitiers petit-lait et microbiologie principes de la stabilisation du petit-lait principes à respecter lors de la distribution du petit-lait aux porcs • coût du petit-lait

17.12.10 09:56

ALP actuel La pratique très répandue de distribuer du petit-lait aux porcs a une longue tradition. Non seulement c’est un produit bon marché que les animaux ingèrent volontiers, mais en plus il est pauvre en graisse. Il influence donc favorablement la qualité de la graisse des carcasses. Si les sous-produits laitiers sont des aliments de qualité pour les animaux, ils ont pourtant leurs revers. Aussi bien les concentrations élevées en lactose et en sodium que la grande variabilité des teneurs en nutriments entre les divers sousproduits laitiers ou encore leur sensibilité à l’altération microbienne en font des produits à n’utiliser dans l’alimentation des porcs que de façon ciblée. Pour en faciliter l’emploi, la présente fiche technique traite des points suivants: •• quantité de petit-lait commercialisée •• diversité des sous-produits laitiers •• petit-lait et microbiologie •• principes de la stabilisation du petit-lait •• principes à respecter lors de la distribution du petit-lait aux porcs •• coût du petit-lait Peter Stoll, ALP

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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 22.09.2010 / ART 08.02.2011 /ALP Le Im contrôle Netz der des Pilzealiments pour animaux basé sur les Zürich risquesistconduit zur Pilzhauptstadt à des contestations der Schweiz plus avanciert. nombreuses Heute La Station recherche Liebefeld-Posieux wurde am de Stadtrand dieAgroscope erste nationale Sammlung ALP est mandatée pour contrôler tous les aliments unterirdischer Knäuelpilze eröffnet.

Pilzfäden haltenpour das animaux de compagnie commercialisés, et Leben aufde derrente Erde et zusammen.

Denn sie liefern Bäumen, représente ainsiNutzpflanzen le premier maillon de la sécurité dans la Gräsern und überlebenswichtige Nährchaîne Wegen alimentaire.

Durant l'année écoulée, ALPÖkosysa préstoffe. ihrer enormen Bedeutung für das levé eröffnete et analyséheute 1430die échantillons.

La proportion d'alitem landwirtschaftliche Forschungsments pour animauxReckenholz-Tänikon de rente non-conformes anstalt Agroscope ARTs'est dieaccrue erste par rapport à l'annéeder précédente, tandis que la situation nationale Sammlung so genannten Knäuelpilze, eine s'est nettement améliorée en ce qui concerne le petfood.

Gruppe der Mykorrhizapilze.

19.09.2010 / SNG Equus helveticus – Ein weiterer Grosserfolg für das Schweizer Pferd

neben vielen angesprochenen aktuellen Themen auch zahlreiche Aprikosensorten vorgestellt werden. Agroscope ACW bewertet an ihrem Standort in Conthey derzeit 120 Aprikosensorten, die in der Zeit von Mitte Juni bis Ende September geerntet werden können.

09.09.2010 / ART Identitäts-Chip am Ohr Das Leben eines Schweins könnte in Zukunft von der Geburt bis zur Schlachtung mittels elektronischen Ohrmarken rückverfolgt werden. Die Technologie dazu muss noch entwickelt werden.

31.08.2010 / ART

Die zweite Ausführung des neuen Pferdefestivals Equus Landwirtschaftliche Einkommen sinken 2009 helveticus zog während vier Tagen (16. – 19. September Die wirtschaftliche Situation der landwirtschaftlichen 2010) 20 000 Personen an und war ein Grosserfolg. Familien, Betriebe ist 2009 weniger gut als 2008. Sowohl das landReiter und Züchter aus der ganzen Schweiz und dem Aus- wirtschaftliche Einkommen je Betrieb als auch der Arbeitsland bewunderten über 1000 Pferde in sämtlichen existie- verdienst je Familienarbeitskraft gehen zurück. Dies zeigen renden Pferdesport- und Pferdezuchtdisziplinen. Das Pfer- die definitiven Ergebnisse der Zentralen Auswertung von Buchhaltungsdaten der Forschungsanstalt Agroscope defestival Equus helveticus bescherte Avenches ein Informations actuelles de la recherche AgRAR einmaliges Wochenende. pour le conseil et la pratique: Reckenholz-Tänikon ART. 2009 beträgt das landwirtschaftfoRSchung Recherche Agronomique Suisse paraît fois liche10 Einkommen je Betrieb 60 300 Franken gegenüber Schweiz par année et informe sur les avancées en AU (-6,0 %). Der durchschnittliche 16.09.2010 / ART 64 100 Franken im Vorjahr OUVE production végétale, production animale, N Ammoniak aus Ställen auf der Spur Arbeitsverdienst je Familienarbeitskraft sinkt im Vergleich RecheRche économie agraire, techniques agricoles, Laufställe sind bedeutende Quellen denrées von Ammoniak.

Jetzt zu 2008 um 1,3 % (von 41 700 Franken auf 41 200 Franken). alimentaires, environnement et AgRonomique société. Recherche Agronomique Suisse zeigen Messungen, dass Ammoniakemissionen im Sommer SuiSSe est également disponible on-line sous besonders hoch sind. Kühe produzieren eine Menge Kot www.rechercheagronomiquesuisse.ch und Harn, die oft mehrere Stunden auf den Laufflächen Commandez un numéro gratuit! liegen. Dabei entweicht Ammoniak.

Das Problem: Der Nom / Société Landwirtschaft geht viel wertvoller Stickstoffdünger verloren, Recherche weil er sich buchstäblich in die Luft verflüchtigt.

Agronomique Suisse/ Prénom Agrarforschung Schweiz est une publicaAmmoniak in der Atmosphäre kommt schliesslich mit dem Rue/N° tion des stations de recherche agronomique Regen aufet de die Agroscope leurs Erdoberfläche partenaires. Les parte- und belastet dort als Code postal / Ville naires sont l’office fédéral de l’agriculture Ökosysteme.

Stickstoff¬dünger empfindliche ofAg, la haute école suisse d’agronomie de zollikofen heSA, AgRiDeA Lausanne & Lindau et l’ecole polytechnique fédérale de zurich eTh zürich, Department of agricultural and foodscience. Agroscope est l’éditeur.

Profession

13.09.2010 / ACW E-Mail Agroscope ACW bewertet 120 Aprikosensorten, die Date zwischen Juni und September geerntet wurden cette publication paraît en allemand et en

Signature Das français.

Aprikosenfest vom 6 bis 8. August 2010 in Saxon hat elle s’adresse aux scientifiques, spécialistes de la recherche et de l’industrie, viele tausend Menschen angelockt. In diesem hat Talon réponseRahmen à envoyer à: enseignants, organisations de conseil et de Rédaction Recherche Agronomique Suisse, Agroscope Liebefeld-Posieux das vulgarisation, kantonaleoffices Amt für Obstbau im Wallis in Zusammenarcantonaux et fédéraux, ALP, Case postale 64, 1725 Posieux, Tél. +41 26 407 72 21, et autres personnes beit praticiens, mit politiciens der Forschungsanstalt Agroscope Fax +41 26 407 73Changins00, e-mail: info@rechercheagronomiquesuisse.ch intéressées. www.rechercheagronomiquesuisse.ch Wädenswil ACW einen gemeinsamen Informationstag organisiert. Anlässlich dieser Veranstaltungen konnten

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Actualités

Manifestations

Liens Internet

La Revue suisse de Viticulture, Arboriculture, Horticulture www.revuevitiarbohorti.ch La Revue suisse de Viticulture, Arboriculture, Horti­ culture s’adresse en premier lieu aux milieux professionnels concernés par la production et la transformation des cultures spéciales. Elle s’adresse également à un plus large public sensible à la qualité et à la sécurité des aliments, et désireux de connaître les moyens qui permettront de les produire sainement et localement, demain.

La Revue suisse de Viticulture, Arboriculture, Horticulture est le seul périodique suisse de langue française consacré à la recherche en cultures spéciales.

Avec un nouveau design aéré et attractif, elle publie les résultats d’Agroscope (www.agroscope.ch), l’organe officiel de la recherche agronomique suisse, et d’autres instituts partenaires. Elle diffuse également les dernières nouvelles de la formation (www.eichangins.ch) et de la vulgarisation agricole. (www.agridea.ch)

Dans le prochain numéro Avril 2011 / Numéro 4 L'érosion fait perdre la précieuse substance constituant la couche arable et peut causer la

Mars 2011 23. – 24.03.2011 3. Tänikoner Melktechniktagung Agroscope Reckenholz-Tänikon ART Tänikon Avril 2011 02.04.2011 Journée d'élevage 2011 Haras national suisse HNS Avenches 05.04.2011 6. Bioforschungstagung Agroscope und FiBL Wädenswil 07.04.2011 AGFF-Frühlingstagung ART, Inforama, Profi-Lait Zollikofen Mai 2011 05.05.2011 Fachtagung: Zukunftsträchtige Futtermittel und Zusatzstoffe Manifestation commune de ETH Zurich, Vetsuisse Berne et Zurich, et d‘Agroscope Liebefeld-Posieux ALP ETH Zentrum

pollution des eaux par de la terre, des éléments nutritifs ou des substances dangereuses. De nouvelles cartes à haute définition du risque d'érosion ­affectant la surface agricole utile de Suisse mettent en évidence le risque potentiel sur la base de paramètres locaux (relief, sol et précipitations).

••Carte du risque d'érosion au raster 2×2 m (CRE2), S. Gisler et al. Université de Berne et ART ••Identification des surfaces qui contribuent démesurément à la pollution des eaux, Martin Frey et al. Eawag et ART ••Modification des systèmes de détention et concept de mesure des émissions d’ammoniac en cas d’aération naturelle, S. Schrade et al. ART et EMPA ••Développement des émissions azotées dans l’agriculture jusqu’en 2020, S. Peter ETH Zürich ••L’évapotranspiration de référence et son application en agrométéorologie, P. Calanca et al. ART ••Formation continue sur la prise en charge des personnes: renforcer les compétences pour des prestations sociales en agriculture, E. Bolliger AGRIDEA

11.05.2011 2nd Swiss FoodTech Day Swiss Food Research Sisseln Juin 2011 15. – 16.06.2011 Agrartechniktage Tänikon Agroscope Reckenholz-Tänikon ART Tänikon 17. – 19.06.2011 Nutri11 Manifestation commune de l'Institut agricole de Grangeneuve (IAG), d'Agroscope Liebefeld-Posieux ALP, Vetsuisse Berne et Haute Ecole Suissee d'Agriculture (HESA) Posieux

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

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6ème Journée d’élevage

Sechster Tag der Pferdezucht 2. April 2011 10 - 17 Uhr, Schweiz. Nationalgestüt, Avenches

2 avril 2011 10 h - 17 h, Haras national suisse, Avenches

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Découvrez l'élevage : 25 races de chevaux, poneys et ânes Présentations de chevaux Le haras au service de l'élevage : conseils, formation et recherche Conférences et table-ronde sur les thématiques les plus actuelles : enregistrement des chevaux, aménagement du territoire, protection des animaux, etc.

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Die Pferdezucht entdecken : 25 verschiedene Pferde-Pony-Eselrassen Pferdepräsentationen Das Gestüt im Dienst der Pferdezucht: Beratung, Ausbildung und Forschung Vorträge und Podiumsdiskussionen zu brennenden Themen wie Pferderegistrierung, Raumplanung, Tierschutz, usw.

Eintritt frei, Festwirtschaft

Entrée libre, Cantine

Renseignements : / Infos: Tel. 026 676 61 11 info@haras.admin.ch

harasnational.ch

6ème réunion annuelle du Réseau de recherche équine en Suisse

Sechste Jahrestagung Netzwerk Pferdeforschung Schweiz

15 avril 2011 9 h - 17 h, Théâtre du Château, Avenches -

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Journée ouverte à tout public avec exposés et posters Echange et transmission d’un savoir scientifique aux détenteurs, cavaliers, meneurs et éleveurs Thèmes : Prévention et maladies ; Elevage et génétique ; Bien-être et détention; Définition des besoins Prix (y. c. les repas) : Participants CHF 120.- (90 €) Participants au cycle Equigarde® CHF 100.- (75 €) Etudiants et doctorants CHF 40.- (30 €) Inscription* obligatoire

15. April 2011 9 - 17 Uhr, Théâtre du Château, Avenches -

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Öffentliche Tagung mit Vorträgen und Ausstellung Wissenschaftlicher Austausch und Wissenstransfer zu den Haltern, Reitern, Fahrern und Züchtern Themen: Prävention und Krankheiten; Zucht und Genetik; Wohlbefinden und Haltung; Definition der Bedürfnisse Tagungsgebühren (inkl. Verpflegung): Teilnehmer CHF 120.- (90 €) Equigarde®-Teilnehmer CHF 100.- (75 €) Studenten und Doktoranden CHF 40.- (30 €) Anmeldung* obligatorisch

*Anmeldungen und Infos: / * Inscriptions et renseignements : Tel. 026 676 63 00 Fax: 026 676 63 04 sabine.begert@haras.admin.ch