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L'impact du temps frais, pluvieux et du compactage du sol complique les choses dans le maïs et le soya

À quel printemps frais et pluvieux nos champs ont été exposés en 2009! De grandes superficies de maïs et de soya ont été ensemencées dans des sols pas vraiment en mesure de recevoir l'équipement agricole à cause des averses fréquentes et excessives du mois de mai. Certaines de ces superficies ont été ensemencées à temps, mais au prix de détruire les conditions physiques du sol et de nuire à une bonne croissance des cultures; il en a résulté des peuplements inégaux de mauvaise qualité. Cette année dans le maïs et le soya, le début de la croissance était moins que satisfaisant dans certains champs en semis direct comparés aux champs avoisinants avec travail du sol conventionnel. Faut-il mettre le travail du sol en cause? Pas vraiment! Revenir au travail du sol conventionnel? Non plus! Même dans des champs avec travail conventionnel qui ont été travaillés deux fois avant les semis, les plants de maïs et de soya sont rabougris dans les zones de passage des roues. Pardonnez mon langage, mais certains de ces " champs moches " (voir la figure 1) produiront des " rendements moches " malgré l'optimisme général de récents articles qui affirmaient que ces symptômes seraient vite oubliés à la récolte. Je m'explique. Avant toutefois, reprenons certaines notions complexes touchant l'effet de l'interface du sol sur la culture.

Figure 1. Maïs " moche " dans un champ au travail du sol conventionnel à cause de la fraîcheur du sol, des pluies excessives et du compactage.

La culture réagit au travail du sol en fonction de quatre facteurs physiques du sol : sa température, son potentiel de rétention de l'eau (l'énergie nécessaire pour que les racines soutirent de l'eau de la matrice du sol), l'impédance mécanique (la capacité d'une racine de pénétrer au travers de la masse du sol) et la disponibilité de l'oxygène. Ces facteurs sont modifiés par le travail du sol. Si l'un des facteurs est changé, au moins l'un des autres est affecté. Par exemple, pendant les périodes excessivement pluvieuses, la croissance de la culture peut être ralentie par le manque d'oxygène (nuisible, l'eau occupant l'espace des pores d'air dans la matrice du sol). De même, quand les températures du sol sont plus fraîches (effet nuisible sur la culture), l'impédance mécanique des racines à prendre place dans la matrice du sol est réduite si les teneurs en humidité du sol sont plus élevées (ce qui est favorable). Quel est donc l'effet sur la culture? Il faut tenir compte de plus d'un facteur pour évaluer cet effet. C'est simple à expliquer quand il existe une réponse qui est " oui/non " " avec ou sans " à un seul facteur, mais la culture doit intégrer de nombreux facteurs. Je continue de concentrer principalement mes recherches sur l'effet qu'ont des facteurs multiples qui se font sentir simultanément.

Par le passé, on s'est très peu penché sur les effets d'une teneur excessive en eau du sol au début de la saison de culture. Selon ma recherche de doctorat avec le Dr Tony Vyn à l'Université de Guelph dans les années 1990, une teneur excessive en eau du sol et un faible seuil de porosité dans les mois qui suivent les semis retardaient la croissance du maïs et du soya, réduisaient l'accumulation de matière sèche ainsi que la longueur des racines. Il existe une forte corrélation que ces effets seront réfléchis dans le rendement en grains ou en semences. D'autres travaux à Michigan State University ont eu des résultats similaires quant au seuil de porosité et au début de la croissance du maïs et aux effets qui se feront sentir sur la récolte (voir Lizaso et Ritchie, 1997).

Rappelons que la vitesse de croissance des grandes cultures résulte d'une intégration de multiples facteurs ayant trait au sol et à la température. Les recherches des années 1990 ont démontré l'impact d'une teneur excessive en eau du sol (un faible seuil de porosité) sur le début de la croissance de la culture (environ 6 semaines après les semis). Le printemps de 2009 a donné du compactage dans la zone racinaire de certains sols qui ont été travaillés pendant qu'ils étaient trop humides. Ce compactage a limité l'espace occupé par l'air dans la matrice du sol, puis les pluies excessives ont réduit encore plus cet espace dans les pores. Une contradiction se pose : d'autres recherches des années 1990 ont indiqué que les températures fraîches exacerbaient les effets d'un faible seuil de porosité sur le début de la croissance de la culture (voir figure 2), ce qui réduisait les rendements comparés à des seuils de porosité plus élevés et à des températures plus chaudes (données non illustrées). Cet impact sur la croissance et le développement de la culture peut survenir peu importe le travail du sol, mais les champs en semis directs sont plus vulnérables à cause des températures plus fraîches du sol comparés aux modes de travail du sol conventionnels (figure 2).

Figure 2. Effet sur la tige de maïs de différentes teneurs en humidité du sol (de faible à élevée) à trois températures moyennes du sol (de 19 à 23 °C) dans des champs avec travail du sol et travail par bandes à l'automne (ligne avec tirets) comparés au maïs en semis direct (ligne pointillée).

[Titles]
Slice i. Mean Soil Temperature = 19° C = Tranche i. Température moyenne du sol = 19 °C
Slice ii. Mean Soil Temperature = 21° C = Tranche ii. Température moyenne du sol = 21 °C
Slice iii. Mean Soil Temperature = 23° C = Tranche iii. Température moyenne du sol = 23 °C
[X Axis] Mean Soil Moisture Content in Surface 12 cm = Teneur moyenne en eau dans une surface de 12 cm
[Y Axis] Shoot Dry Matter (g Plant) = Matière sèche de la tige (g plant)

Les températures du sol et les seuils de porosité peuvent être augmentés dans les cultures en semis direct avec le déploiement de labour par bandes à l'automne, de coutres de semis direct, de sarcleuses, ou le recours au labour à la verticale à l'avant des semoirs à semis direct. Par exemple, le projet SMART sur le soya avec Horst Bohner (MAAARO) a donné de bons résultats avec le labour à la verticale cette année (voir figure 3).

Figure 3. Peuplements de soya avec (photo du haut) et sans (photo du bas) labour à la verticale à l'avant du semoir pour semis direct dans un essai SMART sur le soya à Belmont en 2009.

On a eu cette année un autre excellent exemple des effets sur la croissance de la culture de conditions défavorables lors de la recherche à long terme sur la rotation du travail du sol au campus de Ridgetown. La figure 4 illustre l'impact de la santé du sol sur le maïs entre deux " rotations " des cultures (rotation entre guillemets parce que celle sur la gauche est une culture de maïs en continu et celle sur la droite est une rotation maïs-soya, certains diraient que ni l'une ni l'autre n'est en fait une rotation des cultures). De toute façon, laquelle aura le meilleur effet sur les tout premiers stades de la croissance? La différence est évidente. Mentionnons que le maïs qui a meilleure apparence est celui en semis direct et que le maïs moins vigoureux et jauni est le fruit d'un travail du sol conventionnel. Avec l'aide de trois groupements de producteurs, nous mettons présentement à profit les essais à Ridgetown, ainsi que d'autres à plus long terme de Guelph et des recherches au champ dans des exploitations agricoles pour mettre au point un test sur la santé du sol pour l'Ontario.

La plupart des cultures de maïs et de soya ont une apparence nettement meilleure maintenant (2 juillet) qu'il y a un mois dans de nombreux champs, les rendements pourraient bien y être plus élevés que prévus. Toutefois, nous ne pouvons être négligents et ne pas tenir compte de l'impact du mode de gestion sur les potentiels de rendement. Les réactions des cultures à l'environnement sont complexes, non pas simples, par conséquent les causes des effets non satisfaisants doivent être soigneusement examinées. Il est évident que du temps frais et des averses ne s'additionnent pas aussi simplement que 1 + 1 = 2, mais peuvent donner 1 + 1 = 3. Faut-il en blâmer les semis direct comme certains l'affirment? Non! Le compactage dans le travail conventionnel ou une piètre santé du sol, ou les deux, peut avoir le même impact.

Figure 4. Effets de la santé du sol sur la croissance de la culture du maïs en continu avec travail du sol conventionnel (à gauche) comparés à la rotation maïs - soya (à droite) dans un projet sur le travail conventionnel et la rotation à long terme au campus de Ridgetown en 2009. Les rotations ont été établies en 1995.

Références

Lizaso, J.I. and J.T. Ritchie. 1997. Maize shoot and root response to root zone saturation during vegetative growth. Agron. J. 89:125-134.

Nielsen, R.L. 2009. Corn and the Ugly Duckling. Purdue University. Available at: http://www.agry.purdue.edu/Ext/corn/news/timeless/UglyDuckling.html

Vyn, T.J. and D.C. Hooker. 2002. Assessment of multiple- and single-factor stress impacts on corn. Field Crops Research 75:123-137.