Fonctionnement de peuplements en semis direct associant du blé tendre d'hiver (Triticum aestivum L.) à différentes plantes de couverture en climat tempéré

Abstract

Innovative crop management systems have to be proposed to achieve objectives of modern agriculture such as productivity, respect of the environment, and profitability. No-till crop management systems with a living cover crop are of primary interest since they can reach these objectives. If these crop management systems really present some advantages in tropical climate, they are almost unexplored in temperate climate. This work proposes to increase scientific knowledge about these particular crop management systems in order to facilitate their conception and evaluation in temperate climate.The study was based on field experiments carried out during three cash crop growing seasons in Grignon (Yvelines, France) since 2002. Treatments involved a winter wheat (Triticum aestivum L.) crop grown (i) on its own on a conventional-till soil, (ii) on its own on a no-till soil, and (iii) on a no-till soil with six different living cover crops. By associating an analytic approach to a systemic one, global aim of this work was to comprehend, according to the cover crop species, (i) the effects of the different no-till/living cover crop management systems on cash crop yield while underlying sensitivity periods to stresses for this crop, (ii) competition or facilitation for light and nitrogen between intercropped species, and (iii) short-term changes in soil structure as well as hydraulic properties.This study showed that living cover crops may reduce, sometimes importantly, wheat grain yield, depending mainly on the cover crop species, their management practices, and the climatic conditions; wheat sensitivity periods to stresses depended also on these three factors. Furthermore, the study highlighted that competition for light between intercropped species was the most detrimental process to wheat grain yield. On a short-term basis, soil structure little changed from a no-till soil without a living cover crop to a no-till soil with a living cover crop. Nevertheless, the study showed that hydraulic properties may change according to the absence or the presence of a living cover crop on a no-till soil without revealing important variations of these soil hydraulic properties from one living cover crop species to another.The work increased scientific and technical knowledge on the functioning of no-till/living cover crop management systems in temperate climate. It showed feasibility as well as risks of these crop management systems; it allowed us to identify new research axis to increase knowledge and to provide some references in order to reduce these risks.Des systèmes de culture innovants doivent être proposés pour répondre aux nouveaux objectifs de l'agriculture qui devront allier productivité, respect de l'environnement et rentabilité économique. Les systèmes de culture en semis direct sous couvert végétal (SCV) avec cultures associées permettraient d'atteindre ces objectifs. Si ces systèmes ont en effet montré des intérêts en climat tropical, ils sont presque inexistants en climat tempéré.Cette thèse se propose d'accroître les connaissances scientifiques sur ces systèmes particuliers pour faciliter leur conception et leur évaluation en climat tempéré. Le travail repose sur un dispositif expérimental mis en place à Grignon (Yvelines, France) en 2002 pour trois campagnes culturales. Du blé tendre d'hiver (Triticum aestivum L.) est semé (i) dans un sol labouré, (ii) directement dans les résidus de la culture précédente et, (iii) directement dans six plantes de couverture différentes. En combinant sur ce dispositif une double approche, systémique et analytique, les objectifs de la thèse sont de comprendre, selon l'espèce de couverture, (i) l'impact des différents SCV avec cultures associées sur le rendement de la culture de vente en mettant en évidence les phases de sensibilité aux stress de cette culture, (ii) les relations de compétition et/ou de facilitation pour l'azote et la lumière entre les espèces associées et, (iii) l'évolution, à court terme, de la structure du sol et de ses propriétés hydriques.Ce travail montre que la présence d'une plante de couverture peut réduire, parfois fortement, le rendement de la culture de vente, différemment selon l'espèce de couverture, sa conduite technique et les conditions climatiques ; les phases d'élaboration du rendement qui sont perturbées dans ces situations culturales dépendent aussi de ces trois facteurs. De plus, l'étude met en évidence que la compétition pour le rayonnement lumineux entre les espèces associées est le processus le plus défavorable au rendement du blé.A court terme, il n'apparaît pas de différences marquées entre la structure d'un sol non travaillé sans plante de couverture et celle d'un sol non travaillé avec une plante de couverture. Toutefois, l'étude révèle que les propriétés hydriques peuvent être modifiées selon l'absence ou la présence d'une plante de couverture sur un sol non travaillé sans démontrer de variations importantes de ces propriétés selon l'espèce de couverture.La thèse fournit des informations scientifiques et techniques sur le fonctionnement, en climat tempéré, de peuplements associant sur un sol non travaillé, une culture de vente à différentes plantes de couverture. Elle montre la faisabilité mais aussi les risques des SCV avec cultures associées ; elle permet d'identifier des axes de recherche pour compléter les connaissances et fournir des références pour réduire ces risques