Guide des cultures de couverture en grandes cultures

GUIDE DES CULTURES DE COUVERTURE en grandes cultures

Éditrice scientifique Anne Vanasse, agronome, Ph. D., Université Laval

Ce projet a été réalisé grâce à une aide financière du Programme Innov’Action agroalimentaire issu de l’Accord Canada-Québec de mise en œuvre du Partenariat canadien pour l’agriculture.

DROITS D’AUTEUR Il est interdit de reproduire, de traduire ou d’adapter cet ouvrage sans l’autorisation écrite du Centre de référence en agriculture et agroalimentaire du Québec afin de respecter les droits d’auteur et d’encourager la diffusion de nouvelles connaissances.

AVERTISSEMENTS Au moment de sa rédaction, l’information contenue dans le présent ouvrage était jugée représentative des connaissances acquises sur les cultures de couvertures au Québec. Son utilisation demeure sous l’entière responsabilité du lecteur.

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Dans le présent document, le masculin englobe le féminin et est utilisé uniquement pour alléger le texte.

Pour citer cet ouvrage Vanasse, A., S. Thibaudeau et A. Weill. 2022. Guide des cultures de couverture en grandes cultures.

Centre de référence en agriculture et agroalimentaire du Québec (CRAAQ). 204 pages.

Pour informations et commentaires Centre de référence en agriculture et agroalimentaire du Québec (CRAAQ) Édifice Delta 1, 2875, boulevard Laurier, 9e étage Québec (Québec) G1V 2M2 418 523-5411 | 1 888 535-2537 | www.craaq.qc.ca | client@craaq.qc.ca © Centre de référence en agriculture et agroalimentaire du Québec, 2022 PSOL0109 et PSOL0109-PDF ISBN 978-2-7649-0651-4 (version imprimée) ISBN 978-2-7649-0652-1 (PDF) Dépôt légal Bibliothèque et Archives Canada, 2022 Bibliothèque et Archives nationales du Québec, 2022

Introduction

2018-2023

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AUTEURES PRINCIPALES Anne Vanasse, agronome, Ph. D., professeure associée en grandes cultures et en agroenvironnement, Faculté des sciences de l’agriculture et de l’alimentation, Département de phytologie, Université Laval, Québec Sylvie Thibaudeau, agronome, M. Sc., conseillère, Club agroenvironnemental du bassin La Guerre, Terre à Terre agronomes conseils, Dewittville Anne Weill, agronome, Ph. D., conseillère en innovation, titulaire de la Chaire de recherche du CRSNG en protections des cultures biologiques, CETAB+ (Centre d’expertise et de transfert en agriculture biologique et de proximité), Victoriaville COMITÉ DE RÉDACTION ET DE RÉVISION Isabelle Breune, agronome, M. Sc., agent en transfert, Direction générale des sciences et de la technologie, Agriculture et Agroalimentaire Canada, Centre de recherche et de développement de Sherbrooke Paul Caplette, producteur, Céréales Bellevue inc., Saint-Robert Roselyne Gobeil, agronome, responsable plantes fourragères et cultures de couverture, Semican inc., Princeville, représentante de l’Association des marchands de semences du Québec Caroline Halde, agronome, Ph. D., professeure, Faculté des sciences de l’agriculture et de l’alimentation, Département de phytologie, Université Laval, Québec Denis Ruel, conseiller en grandes cultures et agroenvironnement, ministère de l’Agriculture, des Pêcheries et de l’Alimentation (MAPAQ), Direction régionale du Centre-du-Québec, Nicolet (au moment de la rédaction du guide, maintenant agronome retraité) Sylvie Thibaudeau, agronome, M. Sc., conseillère, Club agroenvironnemental du bassin La Guerre, Terre à Terre agronomes conseils, Dewittville Anne Vanasse, agronome, Ph. D., professeure associée en grandes cultures et en agroenvironnement, Faculté des sciences de l’agriculture et de l’alimentation, Département de phytologie, Université Laval, Québec Anne Weill, agronome, Ph. D., conseillère en innovation, titulaire de la Chaire de recherche du CRSNG en protections des cultures biologiques, CETAB+ (Centre d’expertise et de transfert en agriculture biologique et de proximité), Victoriaville

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COLLABORATION À LA RÉDACTION ET À LA RÉVISION Martin Chantigny, Ph. D., chercheur scientifique, Direction générale des sciences et de la technologie, Agriculture et Agroalimentaire Canada, Centre de recherche et de développement de Québec Laurence Gendron, agronome, M. Sc., conseillère en économie et gestion, ministère de l’Agriculture, des Pêcheries et de l’Alimentation, Directions régionales de la Mauricie et du Centre-du-Québec, Trois-Rivières (coauteure du chapitre 7) Maude Langelier, M. Sc., professionnelle de recherche, Institut de recherche et de développement en agroenvironnement (IRDA), Québec Émilie Maillard, Ph. D., chercheure scientifique, Direction générale des sciences et de la technologie, Agriculture et Agroalimentaire Canada, Centre de recherche et de développement de Québec David E. Pelster, Ph. D., chercheur scientifique, Direction générale des sciences et de la technologie, Agriculture et Agroalimentaire Canada, Centre de recherche et de développement de Québec Marie-Élise Samson, agronome, Ph. D., professeure, Faculté des sciences de l’agriculture et de l’alimentation, Département de phytologie, Université Laval, Québec

COORDINATION, ÉDITION ET MISE EN PAGE PAR LE CRAAQ Joanne Lagacé, B. Sc., chargée de projets Danielle Jacques, M. Sc., chargée de projets aux publications Nathalie Nadeau, graphiste PHOTOGRAPHIES Agriculture et Agroalimentaire Canada, Carl Bérubé (Agri-action de la Montérégie inc.), Sam Chauvette (MAPAQ), Colline Chih, Geneviève Deniger (Agri Conseils Maska), Matthew Dewavrin (Les Fermes Longprés), Raphaël Duchesne-Pelletier (Université Laval), Samuel Forcier (Les Fermes Forcier inc.), Mylène Généreux (IRDA), Pascal Genest-Richard (Organisme de bassin versant de la baie Missisquoi), Roselyne Gobeil, Marianne Goulet (ITAQ Saint-Hyacinthe), Caroline Halde, Stéphanie Houde (IRDA), Philippe Laplante (Ferme Rayluc inc.), Caroline Leblanc (MAPAQ), Marc-André Léger (Ferme Legermau), Louis Paré, Denis Ruel, Sylvie Thibaudeau, Kim Tourigny (Ferme Tourigny inc.), Anne Vanasse, Anne Weill Photo en première de couverture : Roselyne Gobeil Photos de semences : Andréanne La Salle (Club agroenvironnemental du bassin La Guerre)

PARTENAIRES Le CRAAQ remercie les Producteurs de grains du Québec, le CETAB+ (Centre d’expertise et de transfert en agriculture biologique et de proximité), Garage Wendel Mathis, Semican, Concertation Grains Québec, Fertilec, l’Association des marchands de semences du Québec, Synagri et Le Bulletin des agriculteurs de leur appui.

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TABLE DES MATIÈRES LISTE DES TABLEAUX.....................................................................................................................xiii LISTE DES FIGURES........................................................................................................................xiv AVANT-PROPOS..............................................................................................................................xvii

CHAPITRE 1. INTRODUCTION 1.1 DÉFINITIONS...............................................................................................................................2 1.2 SYSTÈMES D’IMPLANTATION DES CULTURES DE COUVERTURE................................... 2 1.3 AVANTAGES DES CULTURES DE COUVERTURE.................................................................3 1.3.1 Vers une meilleure qualité et une meilleure fertilité du sol.................................................... 4 1.3.2 Vers une plus grande productivité et une meilleure rentabilité............................................. 6 1.3.3 Vers une meilleure qualité de l’environnement.....................................................................7 1.4 RÉFÉRENCES.............................................................................................................................8

CHAPITRE 2. LES ESPÈCES DE CULTURES DE COUVERTURE 2.1 CHOIX DES ESPÈCES.............................................................................................................12 2.1.1 Objectifs..............................................................................................................................12 2.1.2 Éléments à considérer dans le choix des cultures de couverture....................................... 13 Système de couvert végétal utilisé.....................................................................................13 Caractéristiques du système de production........................................................................13 Mode d’implantation et période de semis de la culture de couverture................................ 14 Caractéristiques de la culture de couverture......................................................................15 Conditions particulières du sol............................................................................................16 2.2 DESCRIPTION DES ESPÈCES...............................................................................................17 2.2.1 Introduction.........................................................................................................................17 Fiches descriptives Graminées....................................................................................................21 Céréales de printemps........................................................................................................21 Céréales d’automne............................................................................................................23 Graminées fourragères de climat chaud (millet, sorgho-Soudan et herbe de Soudan)...... 26 Graminées fourragères de climat tempéré.........................................................................29 Fiches descriptives Légumineuses..............................................................................................33 Légumineuses annuelles....................................................................................................33 Légumineuses annuelles d’hiver ou bisannuelles..............................................................38 Légumineuses vivaces.......................................................................................................43 Fiches descriptives Crucifères (Brassicacées)............................................................................47 Moutardes...........................................................................................................................47 Radis...................................................................................................................................49

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Fiches descriptives Autres familles..............................................................................................52 Lin (famille des linacées)....................................................................................................52 Phacélie (famille des hydrophylacées)...............................................................................53 Sarrasin (famille des polygonacées)...................................................................................54 Tournesol (famille des composées ou astéracées).............................................................55 Fiches descriptives Espèces peu ou pas testées au Québec......................................................57 Caméline.............................................................................................................................57 Festulolium.........................................................................................................................57 Kale fourrager (ou chou fourrager).....................................................................................58 Crotalaire............................................................................................................................59 Lentille................................................................................................................................60 Lupin...................................................................................................................................61 Moutarde d’Abyssinie.........................................................................................................62 Navet fourrager . ................................................................................................................62 Niébé..................................................................................................................................63 Orge d’automne .................................................................................................................63 Trèfle de Micheli (ou trèfle Balansa)...................................................................................64 Trèfle souterrain..................................................................................................................65 2.3 MÉLANGES D’ESPÈCES..........................................................................................................66 2.3.1 Exemples de mélanges de fin de saison (ou en dérobée) . .............................................. 66 2.3.2 Exemples de mélanges de pleine saison ..........................................................................73 Ajouts possibles aux mélanges...........................................................................................76 2.3.3 Semis d’un mélange...........................................................................................................79 Précautions à prendre avec les espèces compétitives.......................................................79 Calcul des doses de semis.................................................................................................79 Homogénéité du mélange et mode de semis.....................................................................80 Profondeur de semis...........................................................................................................81 2.4 RÉFÉRENCES...........................................................................................................................82 EN RÉSUMÉ.....................................................................................................................................83

CHAPITRE 3. SYSTÈMES D’IMPLANTATION ET DE GESTION DES CULTURES DE COUVERTURE 3.1 SEMIS D’UNE CULTURE INTERCALAIRE OU EN DÉROBÉE............................................. 86 3.1.1 Céréales..............................................................................................................................86 Semis d’une culture intercalaire ........................................................................................86 Semis en dérobée après la récolte de la céréale ou d’une autre culture hâtive................. 88 3.1.2 Maïs....................................................................................................................................92 Semis d’une culture intercalaire..........................................................................................92 Semis en dérobée après la récolte du maïs (maïs-ensilage ou maïs-grain)...................... 96

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3.1.3 Soya....................................................................................................................................97 Semis intercalaire en début de saison................................................................................97 Semis intercalaire en fin de saison.....................................................................................98 Semis en dérobée après la récolte du soya.......................................................................99 3.2 AUTRES SCÉNARIOS DE SEMIS DE CULTURES DE COUVERTURE............................. 100 3.2.1 Semis de pleine saison.....................................................................................................100 3.2.2 Semis de soya dans le seigle d’automne..........................................................................102 3.3 SYSTÈMES D’IMPLANTATION À L’ESSAI............................................................................103 3.3.1 Semis de seigle en pleine surface en même temps que le soya...................................... 103 3.3.2 Semis de seigle dans les futurs entre-rangs de soya . ............................................... 103 3.3.3 Semis intercalaire dans le maïs en rangs espacés de 150 cm........................................ 103 3.3.4 Semis sur couvert végétal (SCV)......................................................................................104 3.4 IMPLANTATION D’UNE CULTURE DE COUVERTURE ET SOUS-SOLAGE..................... 105 3.4.1 Sous-solage dans une culture de couverture établie........................................................105 3.4.2 Semis de la culture de couverture immédiatement suivi d’un sous-solage...................... 106 3.5 SEMOIRS ET TECHNIQUES DE SEMIS...............................................................................107 3.5.1 Semoir en ligne.................................................................................................................107 Semis intercalaire avec un semoir en ligne......................................................................107 Semis en dérobée avec un semoir en ligne......................................................................109 3.5.2 Semis à la volée avec incorporation.................................................................................109 3.5.3 Semis à la volée non incorporé......................................................................................... 111 Semis intercalaire à la volée non incorporé...................................................................... 111 Semis en dérobée à la volée non incorporé..................................................................... 112 3.5.4 Autres techniques de semis à la volée.............................................................................. 112 Semis en mélange avec l’engrais ou le lisier.................................................................... 112 Semis à la volée en prérécolte......................................................................................... 112 Semis avec un drone........................................................................................................ 112 3.6 FERTILISATION DES CULTURES DE COUVERTURE....................................................... 118 3.7 GESTION DES MAUVAISES HERBES..................................................................................120 3.7.1 Choix des espèces pour limiter la croissance des mauvaises herbes.............................. 120 Cultures de couverture en dérobée..................................................................................120 Cultures de couverture de pleine saison..........................................................................121 Cultures de couverture intercalaires.................................................................................121 3.7.2 Choix des herbicides .......................................................................................................121 Compatibilité des herbicides avec la culture de couverture semée en intercalaire dans le maïs .................................................................................122 Compatibilité des herbicides avec la culture de couverture dans les céréales................. 124 3.8 MALADIES ET RAVAGEURS..................................................................................................125 3.8.1 Maladies............................................................................................................................125 Sclérotiniose ....................................................................................................................125 Maladies racinaires . ........................................................................................................125 Maladies et crucifères.......................................................................................................126

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3.8.2 Insectes ..........................................................................................................................126 Ver-gris noir......................................................................................................................126 Légionnaire uniponctuée..................................................................................................126 Mouche des semis............................................................................................................127 Mouche de Hesse.............................................................................................................127 Vers blancs.......................................................................................................................127 Ver fil-de fer......................................................................................................................127 3.8.3 Limaces .........................................................................................................................127 3.9 MÉTHODES DE DESTRUCTION...........................................................................................128 3.9.1 Destruction des annuelles.................................................................................................128 Système avec travail du sol..............................................................................................128 Système de semis direct...................................................................................................129 Semis sur billon avec décapage sans herbicides.............................................................129 3.9.2 Destruction des annuelles hivernantes, bisannuelles ou vivaces..................................... 129 Système avec travail du sol..............................................................................................129 Système de semis direct...................................................................................................130 Semis sur billon avec décapage sans herbicides.............................................................130 3.9.3 Utilisation de certains herbicides ....................................................................................130 Le cas du trèfle rouge.......................................................................................................130 3.9.4 Outils de travail du sol utilisés pour l’incorporation...........................................................131 3.10 RÉFÉRENCES.......................................................................................................................131 EN RÉSUMÉ...................................................................................................................................132

CHAPITRE 4. EFFETS DES CULTURES DE COUVERTURE SUR LE RENDEMENT DES CULTURES SUBSÉQUENTES 4.1 VUE D’ENSEMBLE GRÂCE À LA MÉTA-ANALYSE.............................................................136 4.1.1 Effet global sur le rendement des cultures commerciales................................................ 136 4.2 EFFETS SUR LE RENDEMENT DU MAÏS................................................................................136 4.2.1 Effet du nombre d’années de cultures de couverture.......................................................139 4.2.2 Effet du type de culture de couverture..............................................................................140 4.2.3 Modulation des effets des cultures de couverture par les précipitations.......................... 141 4.2.4 Modulation des effets des cultures de couverture par la teneur en matière organique du sol ......................................................................................143 4.3 EFFETS SUR LE RENDEMENT DES CÉRÉALES...................................................................144 4.3.1 Effet du type de culture de couverture et du système d’implantation .............................. 144 4.3.2 Modulation des effets des cultures de couverture par les précipitations.......................... 146 4.4 RÉFÉRENCES...........................................................................................................................146 EN RÉSUMÉ...................................................................................................................................147

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CHAPITRE 5. EFFETS DES CULTURES DE COUVERTURE SUR LA DYNAMIQUE DE L’AZOTE 5.1 FACTEURS QUI INFLUENCENT LES APPORTS D’AZOTE............................................... 150 5.1.1 Caractéristiques de la culture de couverture ..................................................................150 5.1.2 Conditions climatiques et activité microbienne du sol.......................................................151 5.1.3 Moment de destruction des couverts végétaux et travail du sol ...................................... 151 5.2 ESTIMATION DE L’APPORT D’AZOTE ................................................................................152 5.2.1 Étapes du calcul de l’apport d’azote à la culture subséquente......................................... 152 Étape 1 : Estimer le rendement en matière sèche de la biomasse aérienne .................. 152 Étape 2 : Déterminer la concentration et le contenu en azote de la biomasse aérienne.........................................................................153 Étape 3 : Déterminer la quantité d’azote accumulée dans la biomasse racinaire (facultative)............................................................154 Étape 4 : Déterminer les coefficients de minéralisation de l’azote.................................... 154 5.2.2 Autre méthode pour estimer les apports d’azote : l’équivalent en azote minéral (ENM).................................................................................156 Définition de l’ENM...........................................................................................................156 Estimations des apports d’azote pour le maïs selon l’ENM.............................................. 157 5.2.3 Essais expérimentaux à la ferme......................................................................................159 5.3 EFFET DU CONTENU EN AZOTE DES COUVERTS VÉGÉTAUX SUR LE RENDEMENT DU MAÏS......................................................................161 5.4 EFFET MODULATEUR DE LA FERTILISATION AZOTÉE ..................................................161 5.4.1 Légumineuses...................................................................................................................162 5.4.2 Mélanges .........................................................................................................................162 5.4.3 Graminées........................................................................................................................163 5.4.4 Non-légumineuses autres que les graminées...................................................................163 5.5 RÉFÉRENCES ........................................................................................................................164 EN RÉSUMÉ...................................................................................................................................165

CHAPITRE 6. EFFETS DES CULTURES DE COUVERTURE SUR LA SANTÉ DU SOL ET LES PERTES ENVIRONNEMENTALES 6.1 EFFETS DES CULTURES DE COUVERTURE SUR LA SANTÉ DU SOL................................ 168 6.1.1 Le carbone organique du sol : concepts généraux...........................................................168 6.1.2 Effets sur le contenu et la dynamique du carbone organique du sol................................ 170 Effets des cultures de couverture et de la texture du sol . ...............................................170 Effet des mélanges d’espèces de cultures de couverture ............................................... 172

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6.1.3 Effets sur le biote du sol....................................................................................................173 Activité biologique et biomasse microbienne....................................................................173 Champignons mycorhiziens.............................................................................................. 174 6.1.4 Effets sur certaines propriétés physiques du sol..............................................................175 Agrégation du sol .............................................................................................................175 Infiltration de l’eau.............................................................................................................176 6.2 EFFETS DES CULTURES DE COUVERTURE SUR LES PERTES ENVIRONNEMENTALES.......................................................................176 6.2.1 Effets sur l’érosion hydrique et le lessivage de l’azote.....................................................176 6.2.2 Effets sur les pertes en N2O . ...........................................................................................178 6.2.3 Stockage temporaire et séquestration du carbone organique.......................................... 179 6.3 RÉFÉRENCES.........................................................................................................................181 EN RÉSUMÉ...................................................................................................................................185

CHAPITRE 7. ASPECTS ÉCONOMIQUES 7.1 BÉNÉFICES DES CULTURES DE COUVERTURE À LA FERME....................................... 188 7.1.1 Bénéfices à court terme ...................................................................................................188 7.1.2 Bénéfices à moyen-long terme ........................................................................................189 7.2 BÉNÉFICES DES CULTURES DE COUVERTURE POUR LA SOCIÉTÉ........................... 189 7.3 ANALYSE DE RENTABILITÉ À COURT TERME DE LA CULTURE DE COUVERTURE ...................................................................................189 7.4 ANALYSES DE SENSIBILITÉ.................................................................................................191 7.4.1 Impact de la variation du prix de l’azote minéral et du prix du maïs-grain ....................... 191 7.4.2 Impact de la variation du prix de l’azote et de la diminution des apports en azote minéral ................................................................192 7.4.3 Impact de la variation du coût à l’hectare de la culture de couverture . ........................... 192 7.4.4 Impact de la variation du prix du maïs-grain et du gain de rendement............................. 193 7.5 RÉFÉRENCES...........................................................................................................................194

ANNEXE 1 Carte des zones agroclimatiques de production des céréales au Québec...................................... 195 PARTENAIRES..............................................................................................................................197

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LISTE DES TABLEAUX Tableau 2.1 Caractéristiques et doses de semis des espèces

de cultures de couverture selon leur utilisation..........................................................18 Tableau 2.2 Espèces présentant un intérêt pour une utilisation dans un mélange........................ 76 Tableau 2.3 Doses de semis maximales de plusieurs espèces

compétitives dans un mélange utilisé en dérobée et de pleine saison...................... 79 Tableau 3.1 Semis d’une culture de couverture intercalaire dans une céréale.............................. 86 Tableau 3.2 Semis en dérobée pour maximiser l’apport d’azote à la culture suivante.................. 89 Tableau 3.3 Semis en dérobée pour protéger et améliorer l’état du sol........................................ 90 Tableau 3.4 Semis à la volée d’une culture intercalaire dans le maïs........................................... 93 Tableau 3.5 Semis en sillons d’une culture intercalaire dans le maïs............................................ 95 Tableau 3.6 Semis en dérobée après la récolte du maïs...............................................................96 Tableau 3.7 Semis d’une culture intercalaire dans le soya en début de saison............................. 97 Tableau 3.8 Semis d’une culture intercalaire dans le soya en fin de saison.................................. 98 Tableau 3.9 Semis en dérobée après la récolte du soya.............................................................100 Tableau 3.10 Semis de cultures de couverture de pleine saison...................................................101 Tableau 3.11 Distinctions quant aux équipements de semis et d’incorporation............................. 110 Tableau 3.12 Équipements selon la culture, le système d’implantation de la culture de couverture et la méthode de semis – Tableau synthèse................. 113 Tableau 3.13 Biomasse aérienne de différentes espèces de cultures de couverture,

avec ou sans engrais de ferme................................................................................ 118 Tableau 3.14 Dommages causés par les herbicides à certaines espèces

de cultures de couverture implantées en intercalaire dans le maïs......................... 123 Tableau 3.15 Herbicides homologués pour une application dans

les céréales sous-ensemencées de légumineuses.................................................. 124 Tableau 3.16 Efficacité de différentes méthodes de contrôle du trèfle rouge................................ 131 Tableau 5.1 Coefficients de minéralisation de l’azote total de couverts

végétaux après 4 et 10 semaines d’incubation à une température

constante de 22 °C (méthode de l’Oregon)..............................................................156 Tableau 5.2 Équivalents en azote minéral (ENM) de différents couverts végétaux précédant une culture de maïs.................................................................................158 Tableau 5.3 Lien entre le contenu en N de la biomasse aérienne de couverts de légumineuses et de mélanges avec légumineuses et l’équivalent en azote minéral (ENM moyen) dans le maïs................................... 159

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Tableau 7.1 Définition de la situation initiale et de la situation finale (système en semis direct).........................................................................................190 Tableau 7.2 Identification du changement et des modifications financières prévues à la suite de ce dernier..............................................................................190 Tableau 7.3 Budget partiel de l’implantation d’une culture de couverture de pois fourrager....... 190 Tableau 7.4

Impact de la variation du prix de l’azote minéral et du prix du maïs-grain sur la rentabilité ($/ha)...........................................................192

Tableau 7.5 Impact de la variation du prix de l’azote et de la diminution des apports en azote minéral sur la rentabilité ($/ha).............................................. 193 Tableau 7.6 Impact de la variation du coût à l’hectare de la culture de couverture sur la rentabilité ($/ha).................................................. 193 Tableau 7.7 Impact de la variation du prix du maïs-grain

et du gain de rendement sur la rentabilité ($/ha)......................................................194

LISTE DES FIGURES

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Figure 1.1

Effets des cultures de couverture sur les propriétés du sol, sur la réduction de la pollution et sur la productivité et la rentabilité des cultures........ 3

Figure 1.2

Effets de la biomasse aérienne (tiges et feuilles) et souterraine (racines) des cultures de couverture sur les dynamiques d’agrégation du sol............................ 4

Figure 2.1

Stades végétatifs du maïs..........................................................................................32

Figure 3.1

Rendement (kg/ha) de la biomasse aérienne des cultures de couverture avec ou sans fertilisation. Première année (2014) d’un essai réalisé à Saint-Augustin-de-Desmaures................................................. 119

Figure 3.2

Rendement (kg/ha) de la biomasse aérienne des cultures de couverture avec ou sans fertilisation. Deuxième année (2015) d’un essai réalisé à Saint-Augustin-de-Desmaures................................................. 119

Figure 4.1

Cartographie des sites des essais effectués en Amérique du Nord et en Europe et sélectionnés pour la méta-analyse. Une carte plus détaillée montre les sites au Québec.......................................................................136

Figure 4.2

Effet global des cultures de couverture sur le rendement des grandes cultures...... 138

Figure 4.3

Effet du nombre d’années de cultures de couverture sur le rendement du maïs..... 139

Figure 4.4

Effet du type de culture de couverture sur le rendement du maïs............................ 140

Figure 4.5

Effets des précipitations et du type de culture de couverture sur le rendement du maïs.........................................................................................142

Figure 4.6

Effets des cultures de couverture sur le rendement du maïs selon différentes teneurs en matière organique du sol............................... 143

Figure 4.7

Effet du type de culture de couverture sur le rendement des céréales.................... 145

Figure 4.8

Effet du système d’implantation sur le rendement des céréales.............................. 145

Figure 5.1

Calcul de l’équivalent en azote minéral (ENM) d’un couvert de trèfles rouge et blanc pour une culture subséquente de blé, Saint-Augustin-de-Desmaures.................................................................................157

Figure 5.2

Effet d’un couvert de pois fourrager sur le rendement du maïs selon différentes fertilisations azotées......................................................................160

Figure 5.3

Effet du contenu en N des cultures de couverture sur le rendement du maïs.......... 162

Figure 5.4

Modulation de l’effet des types de cultures de couverture sur le rendement du maïs par la fertilisation azotée................................................. 163

Figure 6.1

Schéma illustrant la formation et la stabilisation de différentes fractions de la matière organique du sol ainsi que le temps de résidence (années) dans le sol......................................................169

Figure 6.2

Patrons de distribution racinaire de 4 types de cultures de couverture. De gauche à droite : triticale, trèfle incarnat, canola et mélange de 5 espèces..............................................................................173

Figure 6.3

Stabilité des agrégats dans le temps en fonction de la labilité des apports de matières organiques au sol.............................................. 176

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AVANT-PROPOS Depuis une dizaine d’années, les cultures de couverture gagnent en popularité, et ce, auprès de différents acteurs du milieu agricole : chercheurs, conseillers, producteurs et décideurs. En 2021, près de 20 % des exploitations agricoles ont déclaré implanter des cultures de couverture, ce qui démontre un réel intérêt pour cette pratique culturale. En effet, les cultures de couverture combinent de nombreux avantages agronomiques et environnementaux. Il en résulte une rentabilité et une durabilité accrues des systèmes de production de grandes cultures. Leurs effets sur la qualité des sols peuvent se traduire au niveau de leurs propriétés physiques, chimiques et biologiques, générant ainsi des impacts tangibles sur la conservation des sols et la qualité de l’environnement. D’un point de vue économique, leurs effets cumulatifs positifs sur la productivité des cultures et la diminution potentielle des intrants (fertilisation azotée, pesticides) améliorent la rentabilité à la ferme.

Pour atteindre ces résultats, le choix des espèces de cultures de couverture selon les objectifs visés et les caractéristiques propres à l’entreprise agricole revêt une importance fondamentale. De nombreux scénarios sont possibles et ceux-ci peuvent varier selon la situation géographique de l’entreprise, le système de production et les conditions pédoclimatiques. Il n’existe donc pas de recettes prédéfinies qui garantissent le succès des cultures de couverture, peu importe le contexte. Une fois le choix des cultures de couverture effectué, il est tout aussi important de prendre le temps de bien les implanter et d’y apporter autant de soin qu’à une culture principale afin d’en retirer les bénéfices escomptés.

Ce guide présente les facteurs clés entourant les cultures de couverture, afin d’accompagner les conseillers et les producteurs dans leurs démarches. Il met d’abord en évidence les avantages agronomiques, environnementaux et économiques des cultures de couverture. Il détaille les caractéristiques d’une quarantaine d’espèces d’intérêt et d’une dizaine de mélanges tout en précisant les modalités de semis et les conditions de réussite de leur utilisation. Des chapitres sont consacrés aux effets des cultures de couverture sur le rendement des cultures subséquentes, la dynamique de l’azote, la santé du sol et les pertes environnementales ainsi que sur les bénéfices économiques.

Avec cette mise à jour des connaissances sur les cultures de couverture et des pratiques optimales permettant d’améliorer leur établissement et leur productivité, nous espérons que l’intégration des cultures de couverture dans les systèmes de production de grandes cultures s’intensifiera dans les prochaines années.

En terminant, je tiens à remercier tous les auteurs, collaborateurs et réviseurs qui, par leur contribution active et constructive, ont permis de mener à bien ce projet.

Anne Vanasse, agronome, Ph. D. au nom du comité de rédaction et de révision du guide

Guide des cultures de couverture en grandes cultures

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Chapitre 1 Introduction

Photo : Roselyne Gobeil

Cultures de couverture, engrais verts, couverts végétaux, etc., autant de termes qui peuvent désigner, selon leurs fonctions et leurs utilisations, les espèces ou mélanges d’espèces semés après la récolte d’une culture principale, pendant la croissance de celle-ci ou seuls, pendant toute une saison. N’étant pas récoltées, ces espèces offrent de nombreux avantages au niveau de la qualité, de la fertilité et de la conservation des sols, de la productivité des cultures commerciales, de la biodiversité et de l’environnement.

Chapitre 1

1.1 DÉFINITIONS Les cultures de couverture peuvent être définies de plusieurs façons selon les fonctions qu’elles exercent et leurs utilisations. Compte tenu des nombreux termes utilisés, les principales désignations employées par différents auteurs dans la littérature sont présentées et définies ci-après.

• Cultures de couverture (cover crops, catch crops) : cultures établies spécifiquement pour couvrir le sol afin de le protéger contre l’érosion et les pertes d’éléments nutritifs par lessivage et ruissellement (Reeves, 1994; Dabney et coll., 2001; Frick et coll., 2017). Ces cultures améliorent la qualité des sols, de l’eau et de l’air, le captage, le recyclage et la gestion des éléments nutritifs ou jouent un rôle dans la lutte intégrée contre les ennemis des cultures (Delgado et coll., 2006).

• Engrais verts (green manures) : les engrais verts constituent un sous-groupe des cultures de couverture et sont implantés dans le but d’améliorer la nutrition des cultures subséquentes (Thorup-Kristensen et coll., 2003). Ils peuvent être incorporés au stade végétatif ou au stade de maturité (Fageria, 2007; SSSA, 2008), ou peuvent être laissés au sol sans être enfouis, avec comme objectif l’enrichissement des sols.

En Europe et particulièrement en France, les termes suivants sont utilisés.

• Lorsque l’objectif principal est de fournir de l’azote à la culture suivante, par exemple dans un contexte de bas intrants, on parle d’engrais verts (Justes et coll., 2012).

• Lorsque l’objectif principal est de couvrir le sol afin de limiter l’érosion hydrique ou d’exercer un rôle de structuration du sol grâce à l’action des racines de la culture intermédiaire, on parle de culture de couverture (Justes et coll., 2012).

• Le terme couverts végétaux peut aussi être considéré comme un équivalent du terme cultures de couverture (Thomas et Archambeaud, 2013).

• Dans un système de couverture végétale permanente (SCV), la culture principale est associée à une espèce végétale pérenne, semée en intercalaire et qui occupe le champ cultivé en permanence. Après la récolte de la culture commerciale, la culture de couverture occupe le sol du champ récolté jusqu’au semis de la culture suivante, qui se fera sans aucun travail de sol, dans le couvert végétal vivant (adapté de Seguy et coll., 2009).

1.2 SYSTÈMES D’IMPLANTATION DES CULTURES DE COUVERTURE Les systèmes d’implantation peuvent être regroupés selon trois catégories (CPVQ, 2000; Weill et Duval, 2009; Martin et coll., 2011).

• Une culture intermédiaire est une culture implantée entre deux cultures principales. Elle n’est pas destinée à être récoltée et sa biomasse est restituée au sol pour favoriser le recyclage d’éléments nutritifs pour la culture suivante et améliorer les propriétés physiques, chimiques et biologiques du sol (adapté de Justes et coll., 2012).

• Cultures en dérobée (catch crops) : les cultures de couverture sont implantées après la récolte de la culture principale.

• Lorsqu’une culture intermédiaire est implantée dans le but principal de réduire le lessivage des nitrates dans les situations où ce risque est élevé, on parle de culture intermédiaire piège à nitrates (CIPAN) (Justes et coll., 2012).

• Cultures de pleine saison : les cultures de couverture sont implantées durant toute la saison de culture sans qu’il y ait une culture principale destinée à la vente.

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• Cultures intercalaires (interseeding ou intercropping crops) : les cultures de couverture peuvent être implantées au semis, en prélevée ou en postlevée de la culture principale.

Introduction

1.3 AVANTAGES DES CULTURES DE COUVERTURE Les cultures de couverture offrent de nombreux avantages dans l’écosystème agricole. Leurs effets sur la qualité des sols peuvent se traduire au niveau de leurs Amélioration génédes propriétés physiques, chimiques et biologiques, propriétés physiques rant ainsi des impacts tangibles sur la conservation du sol

des sols et la qualité de l’environnement. D’un point de vue économique, leurs effets cumulatifs positifs sur la productivité des cultures et la diminution potentielle des intrants (fertilisation azotée, pesticides) améliorent la rentabilité à la ferme. La Figure 1.1 résume leurs bénéfices potentiels et montre bien que les effets sur les propriétés du sol sont souvent interreliés et ont un impact tant sur la qualité de l’environnement que sur la productivité agricole.

Services potentiels de l’écosystème du sol produits par l’ajout de cultures de couverture dans les systèmes agricoles actuels

Amélioration des propriétés physiques du sol

Amélioration des propriétés chimiques et biologiques du sol

Conservation du sol et réduction de la pollution

Biodiversité

Productivité et rentabilité

Promouvoir la formation et la stabilité des macroagrégats du sol

Augmenter la concentration et la réserve en C organique du sol

Réduire l’érosion hydrique et éolienne du sol

Améliorer la biodiversité des cultures

Réduire l’invasion par les mauvaises herbes

Réduire les risques de compaction et accroître la capacité portante du sol

Promouvoir la fixation du N et accroître les apports en N

Réduire les pertes de sol et de nutriments par ruissellement et par lessivage

Fournir des habitats pour les insectes, oiseaux, micro-mammifères

Améliorer le contrôle de certains ravageurs (maladies et insectes)

Améliorer la macroporosité du sol

Augmenter la population de vers de terre

Réduire la pollution de sources diffuses et améliorer la qualité de l’eau

Améliorer la biodiversité dans les sols (vers de terre, bactéries, mycorhizes)

Augmenter ou maintenir les rendements des cultures

Augmenter la capacité d’infiltration et de rétention de l’eau (réserve en eau utile)

Accroître le recyclage des éléments nutritifs (i.e. récupération et transfert)

Réduire la pollution de l’air (GES et autres contaminants)

Réduire les fluctuations brusques de la température du sol

Renforcer l’activité et la biomasse microbienne

Diminuer l’usage des engrais minéraux azotés et des herbicides

Servir de fourrage d’urgence dans des situations exceptionnelles

Réduire la dégradation du sol et contribuer à la durabilité agricole Maintenir ou améliorer la qualité de l’environnement et l’habitat faunique

Figure 1.1 Effets des cultures de couverture sur les propriétés du sol, sur la réduction de la pollution et sur la productivité et la rentabilité des cultures Source : Adapté de Blanco-Canqui et coll., 2015

Guide des cultures de couverture en grandes cultures

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Chapitre 1

1.3.1 Vers une meilleure qualité et une meilleure fertilité du sol Les cultures de couverture : • améliorent la structure et l’agrégation du sol en protégeant la surface du sol des impacts de la pluie, en fournissant une biomasse racinaire additionnelle et en augmentant la concentration de carbone organique et l’activité microbienne dans le sol (Figure 1.2);

Apport de la biomasse aérienne Effet des cultures de couverture sur les dynamiques d’agrégation Apport de la biomasse souterraine

• augmentent l’infiltration de l’eau dans le sol grâce aux effets directs du couvert de résidus, d’une meilleure agrégation du sol et de la formation de macropores par les racines (Reeves, 1994); • améliorent la capacité portante du sol à l’égard de la machinerie agricole et facilitent l’accès au champ (Känkänen et coll., 1998) grâce aux couverts végétaux qui utilisent l’eau et maintiennent la structure du sol;

• Protéger les agrégats du sol de l’impact direct des gouttes de pluie • Réduire la perte des agrégats • Réduire l’encroûtement des sols • Réduire les fluctuations brusques de la température du sol • Réduire le nombre de cycles abrupts de périodes humides/sèches et gel/dégel Lors de leur décomposition, les résidus vont : • Fournir des agents de liaison organiques transitoires (p. ex. polysaccharides), temporaires (p. ex. racines et hyphes fongiques) et permanents (p. ex. composés aromatiques, polymères) • Augmenter le carbone organique total du sol • Augmenter les fractions actives du carbone • Augmenter la matière organique particulaire

Promouvoir la formation et la stabilité des macroagrégats du sol

• Agréger et lier physiquement les particules du sol • Ancrer et stabiliser le sol • Fournir une source de nutriments pour les microorganismes du sol qui créent des liaisons fortes entre les particules du sol

Figure 1.2 Effets de la biomasse aérienne (tiges et feuilles) et souterraine (racines) des cultures de couverture sur les dynamiques d’agrégation du sol Source : Blanco-Canqui et coll., 2015

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Introduction

• alimentent les organismes du sol (vers de terre, bactéries, champignons, mycorhizes) par l’apport de biomasse végétale fraîche (tiges, feuilles, racines, exsudats racinaires) (Thomas et Archambeaud, 2013). Les microorganismes du sol sont des acteurs très importants dans la formation et la conservation de la matière organique. Selon Cotrufo et coll. (2013), les constituants végétaux labiles (issus des cultures de couverture par exemple) sont la principale source de produits microbiens puisqu’ils sont utilisés plus efficacement par les microorganismes. Ces produits de décomposition deviendraient ainsi les principaux précurseurs de la matière organique stable en favorisant l’agrégation de la matière organique grâce à une forte liaison chimique à la matrice minérale des sols;

• ajoutent de l’azote au sol via la fixation symbiotique de l’azote de l’air par les cultures de couverture légumineuses. Cet apport d’azote à la culture subséquente peut être considérable, mais varie selon l’espèce de légumineuse, sa période de croissance, sa concentration en azote et son rapport C/N, la méthode et le moment de destruction, le type de sol et les conditions environnementales (Thomas et Archambeaud, 2013; Frick et coll., 2017; Vanasse et coll., 2017).

Photo : Roselyne Gobeil

• prélèvent et emmagasinent dans la biomasse aérienne et racinaire les éléments nutritifs du sol (reliquats de fertilisation, minéralisation des engrais organiques), les mettant ainsi à l’abri du lessivage et des pertes. Stockés sous forme organique dans la biomasse végétale qui sera décomposée par les microorganismes, ces éléments seront ainsi recyclés pour la nutrition de la culture subséquente ou pour l’enrichissement des sols via le pool organique (CPVQ, 2000; Thomas et Archambeaud, 2013). Certaines cultures de couverture à enracinement profond prélèvent les éléments en profondeur et les restituent en surface après destruction (Thomas et Archambeaud, 2013; Frick et coll., 2017);

Système racinaire du ray-grass

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Photo : Pascal Genest-Richard

Chapitre 1

Couverture du sol par le ray-grass dans un champ de maïs-grain récolté

1.3.2 Vers une plus grande productivité et une meilleure rentabilité

Photo : Anne Weill

Les cultures de couverture :

Trèfle rouge 2 coupes

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• réduisent la concurrence exercée par les mauvaises herbes, soit 1) directement, grâce au développement rapide de certaines cultures de couverture qui limitent l’accès à la lumière et aux ressources et étouffent les adventices, ou grâce à un effet de paillis qui réduit la germination et la croissance des mauvaises herbes, soit 2) indirectement, via un effet allélopathique, par la production de toxines naturelles dans le sol par certaines cultures de couverture qui inhibent la germination et la croissance des mauvaises herbes (CPVQ, 2000; Clark, 2010; Thomas et Archambeaud, 2013; Frick et coll., 2017);

Photo : Anne Weill

Introduction

Trèfle ayant été semé en intercalaire dans une céréale

• maintiennent ou augmentent le rendement des cultures en améliorant notamment la structure du sol, l’activité biologique et l’apport en éléments nutritifs (particulièrement l’azote) (Clark, 2010; Thomas et Archambeaud, 2013; Vanasse et coll., 2017); • améliorent la rentabilité à la ferme grâce à l’augmentation du rendement des cultures et à la diminution des intrants tels que les fertilisants (via le recyclage des éléments nutritifs et la valorisation des déjections animales) et les pesticides (CPVQ, 2000; Clark, 2010; Thomas et Archambeaud, 2013), et grâce à la diversification des usages potentiels des cultures de couverture (paillis ou fourrages d’appoint) (MAAARO, 2002).

1.3.3 Vers une meilleure qualité de l’environnement Les cultures de couverture : • réduisent l’érosion hydrique et éolienne du sol et diminuent le risque de pollution diffuse

des cours d’eau et des nappes phréatiques par les sédiments, la matière organique et les éléments minéraux, notamment l’azote et le phosphore (CPVQ, 2000; Thomas et Archambeaud, 2013; Blanco-Canqui et coll., 2015).

Dans le cas de l’azote, il faut toutefois ajuster la fertilisation azotée de la culture principale en fonction de l’apport des cultures de couverture légumineuses afin d’éviter un excès d’azote; • contribuent à l’atténuation des effets des changements climatiques à long terme et à la résilience des sols, par l’accumulation de carbone organique (Blanco-Canqui et coll., 2015), par la réduction de l’évaporation (Basche et coll., 2016) et par une meilleure infiltration et un meilleur stockage des précipitations (Thomas et Archambeaud, 2013); • améliorent la biodiversité végétale en ajoutant diverses espèces qui ne sont pas utilisées en production commerciale et augmentent la biodiversité de la macrofaune (vers de terre) et de la microflore du sol (bactéries, champignons, actinomycètes) (Blanco-Canqui et coll., 2015).

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Chapitre 1

Certaines familles de cultures de couverture favorisent aussi les pollinisateurs, les insectes et les oiseaux (Frick et coll., 2017; BlancoCanqui et coll., 2015).

1.4 RÉFÉRENCES Basche, A.D. et coll. 2016. Soil water improvements with the long-term use of a winter rye cover crop.

Agricultural Water Management 172: 40-50.

Blanco-Canqui, H. et coll. 2015. Cover crops and ecosystem services: insights from studies in temperate soils. Agron. J. 107: 2449-2474.

Clark, A. (Ed.). 2010. Managing cover crops profitably. Third edition. Sustainable Agriculture Research and Education (SARE), Handbook Series Book 9. 248 p. www.sare.org/wp-content/uploads/ Managing-Cover-Crops-Profitably.pdf Cotrufo, M.F. et coll. 2013. The Microbial Efficiency-Matrix Stabilization (MEMS) framework integrates plant litter decomposition with soil organic matter stabilization: do labile plant inputs form stable soil organic matter? Global Change Biology 19: 988-995.

CPVQ. 2000. Engrais verts et cultures intercalaires.

Module 6 – Autres pratiques de conservation. Feuillet 6-A. Guide des pratiques de conservation en grandes cultures. Conseil des productions végétales du Québec. 24 p.

Dabney, S.M., J.A. Delgado et D.W. Reeves. 2001.

Using winter cover crops to improve soil and water quality. Commun. Soil Sci. Plant Anal. 32: 1221-1250.

Delgado, J.A., W. Reeves et R. Follett. 2006. Winter cover crops. Dans : Encyclopedia of Soil Science, R. Lal (Ed.), New York, NY, p. 1915-1917.

Fageria, N.K. 2007. Green manuring in crop production. Journal of plant production 30: 691-719.

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Frick, B., L. Telford et J.T. Martens. 2017. Organic Field Crop Handbook. Third edition. Canadian Organic Growers Inc. Editor: J. Wallace. 436 p.

Justes, E. et coll. 2012. Réduire les fuites de nitrate au moyen de cultures intermédiaires : conséquences sur les bilans d’eau et d’azote, autres services écosystémiques. Synthèse du rapport d’étude, INRA (France). 60 p.

Känkänen, H. et coll. 1998. Timing incorporation of different green manure crops to minimize the risk of nitrogen leaching. Agric. Food Sci. Finl. 7: 553-567.

MAAARO. 2002. Gestion du sol et usage des fertilisants : Cultures couvre-sol. Guide agronomique des grandes cultures. Ministère de l’Agriculture, de l’Alimentation et des Affaires rurales de l’Ontario. Publication 811 F. Chapitre 2. 9 p.

Martin, S. et coll. 2011. Cultures de couverture. Les pratiques agricoles de conservation [En ligne]. Action Semis Direct. 16 p. : www.agrireseau.net/agriculturebiologique/documents/Cultures%20de%20couverture_2011.pdf.

Reeves, D.W. 1994. Cover crops and rotations. Dans : Hatfield J.L., Stewart B.A. (Eds.), Crops Residue Management, Advances in Soil Science. Lewis Publishers, Boca Raton, FL, p. 125-172.

Seguy, L. et coll. 2009. Principes et intérêts du semis direct. Vol. 1, Chap. 2. La gestion des écosystèmes cultivés en semis direct sur couverture végétale permanente. CIRAD. www.researchgate.net/publication/281724416 SSSA. 2008. Glossary of soil science terms.

Soil Science Society of America, Madison, WI. Doi:10.2136/2008.glossarysoilsscienceterms.

Thomas, F. et M. Archambeaud. 2013. Les couverts végétaux. Gestion pratique de l’interculture. Éditions France Agricole. 306 p.

Introduction

Thorup-Kristensen, K., J. Magid et L.S. Jensen. 2003.

Catch crops and green manures as biological tools in nitrogen management in temperate zones. Adv. Agron. 79: 227-302.

Vanasse, A., A. Charles et N. Tremblay. 2017. Méta-analyse sur la contribution des cultures de couverture à la dynamique de l’azote, à la qualité des sols et aux rendements des grandes cultures. Rapport final.

Projet IA214152. Programme Innov’Action agroalimentaire. 68 p.

Weill, A. et J. Duval. 2009. Le maraîchage biologique diversifié. Guide de gestion globale. Chapitre 9. Engrais verts. Équiterre. 359 p.

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Chapitre 2 Les espèces de cultures de couverture

Photo : Sylvie Thibaudeau

Qu’il s’agisse de graminées, de légumineuses, de crucifères ou d’espèces appartenant à d’autres familles, les cultures de couverture peuvent répondre à plusieurs objectifs. Lorsque vient le temps de choisir une espèce ou un mélange, il faut tenir compte non seulement de leurs caractéristiques, mais aussi de l’ensemble du système de production (plan de rotation, état du sol, travail du sol, régie, engrais de ferme, climat, etc.). Ce chapitre détaille les caractéristiques d’une quarantaine d’espèces d’intérêt et d’une dizaine de mélanges tout en précisant les modalités de semis et les conditions de réussite de leur utilisation.

Chapitre 2

2.1 CHOIX DES ESPÈCES Plusieurs éléments doivent être pris en considération lorsque vient le temps de choisir la ou les espèces à semer. Bien que le semis de moutarde ou de radis après une céréale soit une pratique répandue et profitable à plusieurs points de vue, les nombreux essais réalisés au Québec ces dernières années ont permis de découvrir de nouvelles espèces aux caractéristiques variées. Ces espèces peuvent remplir plusieurs rôles et ainsi accroître les bénéfices agronomiques, environnementaux et économiques des cultures de couverture.

Que ce soit pour un semis intercalaire, en dérobée ou de pleine saison, il importe que le producteur définisse ses principaux objectifs et ses besoins, tout en tenant compte des différentes caractéristiques du système de production qui peuvent influencer le choix des cultures de couverture.

2.1.1 Objectifs Le choix des cultures de couverture implique d’abord de déterminer les objectifs à atteindre. Ceux-ci peuvent notamment varier en fonction de la rotation et du système de production, mais les objectifs pouvant être visés sont principalement : • la protection contre l’érosion; • l’amélioration de la structure et de l’activité biologique du sol; • l’augmentation de la teneur en matière organique du sol; • l’apport d’azote (N); • le recyclage des nutriments (N, P, K); • la valorisation des engrais de ferme; • l’amélioration du contrôle des mauvaises herbes.

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!

Mise en garde Dans le présent guide, l’utilisation des espèces dans un autre contexte (production maraîchère ou de pommes de terre) que la production de grandes cultures n’est pas prise en compte. De plus, bien que les espèces décrites puissent aussi convenir dans un contexte de production laitière, les scénarios dans lesquels une culture de couverture peut être utilisée comme plante-abri pour l’implantation d’une prairie ne sont pas considérés. Pour les cultures de couverture de pleine saison, les scénarios présentés tiennent compte du fait qu’elles doivent être fauchées ou non, mais ce n’est pas dans le but d’établir une plante fourragère pérenne.

Une espèce ou même un mélange d’espèces ne peuvent permettre d’atteindre tous ces objectifs.

C’est pourquoi il est conseillé de faire un choix en fonction d’un objectif principal et de 2 ou 3 objectifs secondaires.

Les entreprises qui intègrent des légumes dans leurs rotations peuvent avoir des objectifs et des priorités très spécifiques qui primeront dans le choix de leurs cultures de couverture. Cet aspect n’est pas traité dans le présent guide et doit être évalué pour chaque système de production.

Les espèces de cultures de couverture

2.1.2 Éléments à considérer dans le choix des cultures de couverture Système de couvert végétal utilisé Le choix des espèces dépend d’abord du système d’implantation utilisé : intercalaire, en dérobée ou de pleine saison. Les conditions de croissance, la date de semis, le mode de semis et d’autres critères particuliers à chaque système ont un impact sur le choix des espèces.

Pour un semis intercalaire, les espèces choisies doivent notamment avoir une bonne tolérance à l’ombre. S’il s’agit d’un semis intercalaire au printemps dans une céréale ou d’un semis en début de saison dans le soya, des espèces à croissance lente telles que des trèfles vivaces seront privilégiées pour ne pas faire compétition à la culture principale. À l’inverse, les espèces qui donnent généralement de bons résultats en intercalaire dans le maïs se développent plus rapidement (voir le chapitre 3).

Pour un semis en dérobée après la récolte de la culture principale ou un semis de pleine saison, les possibilités sont plus nombreuses (voir le chapitre 3), mais les caractéristiques du système de production décrites ci-après doivent être prises en considération.

Caractéristiques du système de production Rotation La rotation des cultures influence le choix des cultures de couverture. Il est souhaitable de semer un couvert végétal d’une famille botanique différente de celle de la culture précédente et, surtout, de la culture suivante. On augmente ainsi les bénéfices des cultures de couverture, tout en réduisant les risques de

transmission de maladies ou de ravageurs. Il faut, par exemple, limiter l’utilisation des graminées dans un couvert après une récolte de céréale. Par contre, un semis d’avoine après une récolte de soya peut être un bon choix en vue de semer du maïs l’année suivante, dans la mesure où les conditions météorologiques le permettent.

Même si la rotation des familles botaniques permet de réduire les risques associés aux agents pathogènes ou ravageurs, elle ne les élimine pas complètement, car plusieurs familles peuvent être l’hôte d’un même organisme nuisible. Par exemple, le tournesol (famille des astéracées) et le pois fourrager (famille des fabacées) sont tous les deux des hôtes de la sclérotiniose s’ils atteignent le stade floraison.

De plus, il est préférable d’implanter un couvert de légumineuses avant une culture exigeante en azote, tant pour augmenter les bénéfices agronomiques de cette pratique que d’un point de vue économique et environnemental.

Mode de travail du sol : semis direct ou travail réduit Les pratiques culturales peuvent influencer le choix des cultures de couverture. Ainsi, dans un système en semis direct, un couvert de céréales de printemps qui aura été détruit par l’hiver et qui forme un bon tapis de résidus peut nuire au réchauffement et à l’assèchement du sol au printemps suivant, si la dose de semis est trop élevée ou si la croissance des céréales est trop importante.

D’une façon semblable, une forte biomasse de pois fourrager peut être difficile à gérer avec un vibroculteur au printemps suivant et un travail d’automne peut être requis. Par contre, un semis direct dans un couvert de pois donne généralement de bons résultats si l’équipement de semis est adapté. Quant aux trèfles vivaces ou au seigle d’automne, ils peuvent être difficiles à détruire mécaniquement au printemps suivant.

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Chapitre 2

Régie biologique

Rémanence des herbicides

En production biologique, les principales contraintes qui limitent le choix de couverts végétaux sont l’impossibilité de détruire les couverts avec un herbicide, la nécessité de sarcler et le besoin d’apporter de l’azote aux cultures exigeantes. Dans un système avec travail du sol, lorsque la biomasse d’un couvert est élevée, un travail d’automne est souvent nécessaire afin d’amorcer la décomposition du couvert. En effet, il s’avère difficile, voire impossible de préparer un lit de semence adéquat avec un travail fait uniquement au printemps. Toutefois, d’autres systèmes sont en développement (avec le seigle par exemple) pour limiter le travail du sol et réduire la pression des mauvaises herbes (voir le chapitre 3).

Il est important de considérer l’impact possible, sur les cultures de couverture, des herbicides appliqués plus tôt en saison dans la culture principale.

Les risques de rémanence des herbicides sont plus élevés après une saison de culture sèche et peuvent varier selon la texture du sol, son pH et sa teneur en matière organique. Les étiquettes des herbicides contiennent des informations sur la rémanence des herbicides. Un travail du sol avant le semis des cultures de couverture peut permettre de réduire les effets de rémanence.

En général, les engrais verts apportant de l’azote sont souvent privilégiés par les producteurs biologiques. Finalement, les couverts choisis ne doivent pas devenir des mauvaises herbes, en raison de la dormance des semences (exemple : crucifères) ou d’une montée en graine trop précoce (exemples : sarrasin et moutarde).

Engrais de ferme Lorsqu’un engrais de ferme est épandu pour un couvert, il est préférable de choisir des espèces qui valoriseront bien ce type de fertilisation et qui feront compétition aux mauvaises herbes, car ces dernières pousseront rapidement. Les crucifères et les graminées ont des besoins élevés en azote et valorisent très bien les engrais de ferme. Les engrais de ferme favorisent leur implantation et leur permettent d’atteindre leur plein potentiel. Dans certains cas, à défaut d’une fertilisation organique, il peut être bénéfique de fournir de l’azote minéral aux crucifères et aux graminées pour favoriser leur développement et en augmenter les bénéfices. Cet azote sera emmagasiné dans le couvert, puis restitué en faible partie au printemps suivant pour la culture principale; il sera surtout recyclé dans le pool d’azote organique, dans la mesure où le couvert n’est pas détruit trop tôt à l’automne.

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Mode d’implantation et période de semis de la culture de couverture Mode d’implantation Un semis en dérobée ou intercalaire effectué avec un semoir en ligne permet d’avoir recours à un plus grand choix d’espèces qu’un semis à la volée. En effet, plusieurs espèces, notamment celles dont les semences sont grosses comme le pois et la féverole, ne lèvent pas bien si elles sont semées à la volée.

Fenêtre de semis Il est important d’adapter le choix des espèces à la fenêtre de semis disponible, laquelle varie selon les régions. Un semis réalisé tôt, particulièrement en dérobée, améliore les chances de réussite pour toutes les espèces. La planification de cultures à saison courte (exemple : pois de conserverie) dans le plan de rotation augmente le choix des espèces qui peuvent être utilisées comme couvert et permet de répondre plus facilement aux objectifs.

Plus la date de semis est retardée, plus le choix des espèces est restreint. Certaines espèces peuvent toutefois être semées plus tardivement, en raison de leur capacité à germer dans des conditions plus

Les espèces de cultures de couverture

fraîches ou de leur plus grande tolérance au froid (seigle, avoine, pois autrichien, kale, etc.). Un semis hâtif n’est cependant pas toujours un gage de réussite, si les conditions d’humidité du sol ne sont pas au rendez-vous.

Le mode de semis est également en lien avec la date de semis et les conditions d’humidité à ce moment.

Un semis effectué avec un semoir en ligne permet généralement d’obtenir une levée plus uniforme et plus rapide qu’un semis à la volée; il peut donc réduire les impacts négatifs d’un semis tardif ou effectué dans des conditions plus sèches.

Caractéristiques de la culture de couverture Survie à l’hiver

Dans d’autres cas, on cherche à garder une culture vivante en hiver et à avoir une bonne repousse au printemps. Cette option présente plusieurs avantages : croissance au printemps qui procure des bénéfices additionnels pour le sol, assèchement du sol pouvant faciliter le semis direct en sol argileux, apport élevé d’azote dans le cas de légumineuses,

Photo : Sylvie Thibaudeau

La survie à l’hiver des espèces est un critère de décision. On peut vouloir que le couvert soit détruit par le gel durant l’hiver. C’est le cas lorsqu’on veut éviter de travailler le sol pour détruire la culture de

couverture et que les herbicides ne sont pas une option. Par exemple, certains producteurs biologiques sèment du pois fourrager qui meurt en hiver en postrécolte, plutôt que du trèfle rouge en intercalaire qui survit en hiver. Cela leur permet d’éviter un travail de sol profond (labour, disques lourds ou chisel par exemple). En régie biologique, il peut être préférable d’éviter le seigle d’automne, le ray-grass (italien ou anglais) et la vesce velue, car ces espèces peuvent généralement survivre à l’hiver si les conditions leur sont favorables. Des systèmes dans lesquels le couvert vivant de seigle est détruit en cours de saison à l’aide de rouleaux spéciaux sont cependant en développement en agriculture biologique (voir le chapitre 3).

Résidus de pois fourrager au printemps

Guide des cultures de couverture en grandes cultures

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Chapitre 2

etc. Certaines espèces peuvent cependant s’avérer difficiles à contrôler et il faut s’assurer de posséder l’équipement adéquat pour les détruire mécaniquement au printemps ou de bien planifier leur contrôle avec des herbicides. Ainsi, l’ajout d’une espèce vivace dans un mélange composé d’annuelles qui seront détruites par le gel n’est pas toujours un bon choix.

Disponibilité, prix des semences et variétés Au Québec, il est difficile de se procurer les semences de certaines espèces, ou encore leur prix est très élevé (exemples : phacélie, féverole, niébé).

Ces espèces n’en sont pas moins intéressantes et gagnent à être utilisées dans les mélanges, en petites quantités. Il est ainsi possible de profiter de leurs avantages à un coût intéressant.

Pour plusieurs espèces, la variété n’est pas connue et les résultats obtenus sont variables (voir la section Description des espèces).

Production de semences Selon la date de semis et les conditions de croissance, certaines espèces annuelles à croissance rapide (moutarde, radis, sarrasin, etc.) peuvent produire des semences viables et ainsi devenir des mauvaises herbes les années suivantes. Faucher ou broyer ces cultures de couverture avant ce stade peut permettre de prévenir ce problème, mais cela peut obliger le producteur à les détruire plus rapidement que ce qui est souhaitable. Il faut choisir une espèce dont la durée de croissance correspond à la fenêtre disponible si l’on veut éviter d’avoir à la détruire précocement pour éviter la production de semences.

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Présence de graines dures (dormantes) Certaines espèces comme la moutarde, le radis ou la vesce velue produisent des graines dures dont la germination peut s’échelonner sur plusieurs mois, voire plusieurs années. Elles pourraient ainsi devenir des mauvaises herbes. Cette particularité a potentiellement plus d’importance dans un système de production biologique que dans un système conventionnel qui comporte l’application d’herbicides.

Conditions particulières du sol Travaux d’aménagement du sol Après des travaux de nivellement, de drainage ou de sous-solage, le sol est généralement à nu et sa structure est dégradée. Le semis d’espèces possédant des systèmes racinaires variés permet à la fois de contrôler l’érosion et d’améliorer la structure dans les premiers centimètres du sol et plus en profondeur. La date de semis est cependant une contrainte majeure à prendre en considération.

État du sol Dans les champs ou les secteurs de champs mal égouttés, tassés ou compactés, les conditions ne sont pas optimales; elles peuvent même être désastreuses pour la performance et la croissance des espèces de couverture, notamment des crucifères comme la moutarde.

pH du sol Les sols dont le pH se situe entre 6,0 et 7,0 conviennent à la plupart des espèces. Toutefois, certaines espèces comme l’avoine, le seigle ou le sarrasin tolèrent des pH plus acides, de l’ordre de 5,5.

Les espèces de cultures de couverture

Comme c’est généralement le cas en agriculture, il n’existe pas de recettes prédéfinies qui garantissent le succès des cultures de couverture, peu importe le contexte. Il importe de bien définir ses objectifs et de tenir compte des différentes caractéristiques du système de production qui peuvent influencer le choix des cultures. Par la suite, il est tout aussi important de prendre le temps de bien les implanter et d’y apporter autant de soin qu’à une culture principale afin d’en retirer les bénéfices escomptés. Malgré ces précautions, les résultats ne seront pas toujours au rendez-vous.

C’est pourquoi il faut mettre en place des essais, prendre le temps d’observer les résultats et effectuer les adaptations requises pour améliorer progressivement les connaissances sur les cultures de couverture. Elles deviendront ainsi un incontournable dans tous les systèmes de production.

2.2 DESCRIPTION DES ESPÈCES 2.2.1 Introduction Plusieurs espèces peuvent être cultivées comme cultures de couverture au Québec. Le Tableau 2.1 présente une vue d’ensemble des différentes espèces, regroupées selon les principales familles d’intérêt. Il permet de comparer simultanément certaines caractéristiques des espèces (cycle de vie, port, système racinaire, utilisations) afin de faire un choix en fonction des objectifs visés. Il rassemble aussi des informations sur les doses de semis. Des informations plus détaillées sont présentées par la suite, notamment les caractéristiques communes des grands groupes des différentes familles (céréales de printemps, d’automne, etc.) et les caractéristiques distinctives de chaque espèce. Certaines conditions d’utilisation et de régie en système de grandes cultures sont mentionnées, mais ces informations seront présentées de façon plus détaillée au chapitre 3.

!

Mise en garde Les informations concernant les espèces proviennent de plusieurs sources bibliographiques. Pour certaines espèces bien documentées, des données précises (exemple : résistance au gel dans une plage de température selon les situations) sont présentées alors que pour d’autres espèces, les données disponibles sont plus générales, sans nuances selon les situations. Les doses de semis sont particulièrement variables selon les sources. Elles ont été ajustées au meilleur de notre connaissance et sont indiquées pour l’espèce utilisée seule (en semis pur) selon des conditions de semis et un mode de semis idéaux.

Ces doses devront donc être adaptées, en particulier si elles sont utilisées en mélange (voir la section 2.3 Mélanges d’espèces) ou si le mode de semis n’est pas propice à une germination maximale (voir le chapitre 3). Il faut également être conscient que les caractéristiques présentées peuvent varier selon les zones et les conditions climatiques, les pratiques culturales, le choix des variétés, etc.

Le jugement professionnel est donc de mise afin de nuancer ces balises générales.

Guide des cultures de couverture en grandes cultures

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Ah

Seigle : Secale cereale L.; Triticale : Secale cereale x Triticum durum; Blé : Triticum aestivum L.

Sorghum sudanese × Sorghum sudanese

Echinochloa frumentacea

Pennisetum glaucum L.

Lolium multiflorum Lam.

Lolium perenne L.

Sorghum bicolor × Sorghum sudanese

Céréales d'automne

Herbe de Soudan

Millet japonais

Millet perlé fourrager

Ray-grass Italien

Ray-grass anglais

SorghoSoudan A

P

A/B

A

A

A

A

Avoine : Avena sativa L.; Orge : Hordeum vulgare L.; Blé : Triticum aestivum L.

NOMS LATINS

CYCLE DE VIE1

Céréales de printemps

NOM COMMUN (français) PORT 2 E

E

E

E

E

E

E

E

SYSTÈME RACINAIRE3 F

F

F

F

F

F

F

F

UTILISATION PRINCIPALE4 PS

PS

I

PS

PS

PS

D

D

AUTRES UTILISATIONS4 D

D, PS

D

D

D

I, PS

PS

Poids de 1000 grains (g) 14,2

Non alternatif : 2,1

10,2

Seigle : 34,2

Avoine : 37,9; Blé : 37,0

Dose de semis pur5 (en dérobée) (kg/ha) 30 à 35

Souvent en mélange

10 à 15

20 à 30

15 à 25

80 à 120 (jusqu'à 250)

80 à 120 (jusqu’à 220)

15 à 25

80 à 120 (jusqu'à 250)6

Dose de semis pur5 (intercalaire-soya) (kg/ha) 80 à 120 (jusqu'à 250)6

30 à 35

15 à 25

15 à 25

10 à 15

20 à 30

15 à 25

Souvent en mélange

Souvent en mélange

Dose de semis pur5 (pleine saison) (kg/ha)

1. A : annuelle; Ah : annuelle d’hiver (peut survivre à l’hiver; seigle, triticale et blé d’automne produisent les épis l’année suivante); B : bisannuelle; P : pérenne; Pc : pérenne à courte durée de vie.

2. E : érigé; sE : semi-érigé; G : grimpant; P : prostré; sP : semi-prostré.

3. P : pivot; Ps : pivot superficiel; F : fibreux (ou fasciculé); S : stolon.

4. D : En dérobée; I : intercalaire; PS : pleine saison.

5. Un intervalle de doses de semis est présenté afin de couvrir plusieurs modes de semis (semoir en ligne versus à la volée). Lorsqu’une espèce est utilisée en mélange (tel qu’indiqué dans le tableau), la dose de semis est réduite selon une certaine proportion (voir la section 2.3).

6. Les céréales d’automne (exemple : seigle) sont utilisées en intercalaire seulement en fin de saison dans le maïs et le soya.

Graminées (ou poacées)

Dose de semis pur5 (intercalaire-maïs) (kg/ha)

Tableau 2.1 Caractéristiques et doses de semis des espèces de cultures de couverture selon leur utilisation Dose de semis pur5 (intercalairecéréales) (kg/ha)

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Guide des cultures de couverture en grandes cultures

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Trifolium pratense L.

Trèfle rouge

Pc

Ah

Vicia villosa Roth

Ah

Trifolium incarnatum L.

Trèfle incarnat

P

Vesce velue

Trifolium repens L.

Trèfle blanc

P

A

Trifolium hybridum L.

Trèfle alsike

A

Ah

A

Vesce commune Vicia sativa L.

Trifolium alexandrinum L.

Trèfle d'Alexandrie

Pisum sativum L.

Pois fourrager

Pisum sativum L.

B7

Melilotus officinalis (L.) Lam. (jaune); Melilotus alba Medik. (blanc)

Mélilot jaune; Mélilot blanc

Pois autrichien

P

Medicago sativa L.

Luzerne

P

Lotus corniculatus L.

Lotier corniculé

A

Vicia faba L.

NOMS LATINS

CYCLE DE VIE1

Féverole

NOM COMMUN (français) PORT 2 G

sE/G

E

E/sE

P/sE

E

E/sE

G

G

E

E

P/sP

E

SYSTÈME RACINAIRE3 Ps/F

Ps/F

P/F

Ps/F

F/S

Ps/F

Ps

Ps/F

Ps/F

P

P

P

P

UTILISATION PRINCIPALE4 PS

D

I

D

I

I

PS

D

D

PS

I, PS

I

D, PS

AUTRES UTILISATIONS4 I

PS

PS

I, PS

PS

PS

I

I, PS

D, I

Poids de 1000 grains (g) 36,6

55,1

2,3

8,2

0,9

0,8

3,3

123,2

152,7

2,4

2,1

1,5

262

Dose de semis pur5 (en dérobée) (kg/ha) 40 à 60

12 à 25

60 (souvent en mélange)

100

12 à 25

90 et + (souvent en mélange)

Dose de semis pur5 (intercalaire-maïs) (kg/ha) 20 à 40

4 à 15

12 à 25

15 à 25

40 à 60

Dose de semis pur5 (intercalairecéréales) (kg/ha) 20 à 408

4 à 15

12 à 25

4 à 12

4 à 15

10 à 12 12 à 25

12 à 15

Dose de semis pur5 (intercalaire-soya) (kg/ha)

20 à 40 (souvent en mélange)

Semé en mélange

4 à 15

Souvent en mélange

4 à 12

4 à 15

15 à 25 (en mélange)

100

12 à 25

10 à 12

90 et + (souvent en mélange)

1. A : annuelle; Ah : annuelle d’hiver (peut survivre à l’hiver; seigle, triticale et blé d’automne produisent les épis l’année suivante); B : bisannuelle; P : pérenne; Pc : pérenne à courte durée de vie.

2. E : érigé; sE : semi-érigé; G : grimpant; P : prostré; sP : semi-prostré.

3. P : pivot; Ps : pivot superficiel; F : fibreux (ou fasciculé); S : stolon.

4. D : En dérobée; I : intercalaire; PS : pleine saison.

5. Un intervalle de doses de semis est présenté afin de couvrir plusieurs modes de semis (semoir en ligne versus à la volée). Lorsqu’une espèce est utilisée en mélange (tel qu’indiqué dans le tableau), la dose de semis est réduite selon une certaine proportion (voir la section 2.3).

6. Les céréales d’automne (exemple : seigle) sont utilisées en intercalaire seulement en fin de saison dans le maïs et le soya.

7. Le mélilot blanc peut être bisannuel ou pluriannuel selon les sources.

8. Conseillé en intercalaire au stade montaison dans le seigle d’automne seulement.

Légumineuses

Dose de semis pur5 (pleine saison) (kg/ha)

Brassicacées

A

A A A

Raphanus sativus L. var. sativus (fourrager); Raphanus sativus L. var. oleiformis (huileux)

Linum usitatissimum L.

Phacelia tanacetifolia Berth.

Fagopyrum esculentum Moench

Helianthus annuus L.

Radis fourrager et radis huileux

Lin

Phacélie

Sarrasin

Tournesol

A

A

Sinapis alba L. (blanche); Brassica juncea (L.) Czern. (brune)

CYCLE DE VIE1

Moutardes

NOMS LATINS PORT 2 E

E

E

E

E

E

SYSTÈME RACINAIRE3 P

Ps/F

Ps/F

P

P

P

UTILISATION PRINCIPALE4 D, PS

D

D

D

D

D

AUTRES UTILISATIONS4 I, PS

I, PS

PS

I, PS

Poids de 1000 grains (g) 29,4

1,9

Radis fourrager : 12,5

Dose de semis pur5 (en dérobée) (kg/ha) 7 -10 (décortiqué); 15 -20 (non décortiqué); en mélange

40 à 60

40 à 60 (souvent en mélange)

7 -10 (décortiqué); 15 -20 (non décortiqué); en mélange

40 à 60 (souvent en mélange)

6 à 12 (semé en mélange) 6 à 12

6 à 12 (semée en mélange)

6 à 10 20 à 30 (semé en mélange)

6 à 10

Dose de semis pur5 (intercalaire-maïs) (kg/ha)

20 à 30 (semé en mélange)

6 à 10

8-10 (blanche); 2-4 (brune)

Dose de semis pur5 (pleine saison) (kg/ha)

Sources : Clark, 2010. Frick et coll., 2017; Cadillon, 2012; Semican, 2021; Jobin et Douville, 1997; Thomas et Archambeaud, 2013.

1. A : annuelle; Ah : annuelle d’hiver (peut survivre à l’hiver; seigle, triticale et blé d’automne produisent les épis l’année suivante); B : bisannuelle; P : pérenne; Pc : pérenne à courte durée de vie.

2. E : érigé; sE : semi-érigé; G : grimpant; P : prostré; sP : semi-prostré.

3. P : pivot; Ps : pivot superficiel; F : fibreux (ou fasciculé); S : stolon.

4. D : En dérobée; I : intercalaire; PS : pleine saison.

5. Un intervalle de doses de semis est présenté afin de couvrir plusieurs modes de semis (semoir en ligne versus à la volée). Lorsqu’une espèce est utilisée en mélange (tel qu’indiqué dans le tableau), la dose de semis est réduite selon une certaine proportion (voir la section 2.3).

Autres familles

NOM COMMUN (français)

Dose de semis pur5 (intercalairecéréales) (kg/ha)

Tableau 2.1 Caractéristiques et doses de semis des espèces de cultures de couverture selon leur utilisation (suite) Dose de semis pur5 (intercalaire-soya) (kg/ha)

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