Cultures de couverture
jouer un rôle important
dans une agriculture résiliente
Dans les systèmes irrigués par pivots ou souterrains, nous avons noté une augmentation de 9 à 12 % des rendements nets sur une moyenne de six ans pour un couvre-sol de blé par rapport au non-labour ou au travail du sol conventionnel sans couvert végétal,
Bien que les avantages des cultures de couverture soient prouvés, Texas A&M AgriLife les scientifiques découvrent qu'une taille unique ne convient pas à tous concernant leur utilisation dans les régions semi-arides de l'État. Ce qui fonctionne dans les plaines sèches et sablonneuses du sud peut ne pas s'appliquer dans les hautes plaines du nord ou les plaines vallonnées.
Recherche Texas A&M AgriLife et Service d'extension Texas A&M AgriLife des pédologues et des agronomes travaillent ensemble pour en savoir plus sur la façon de mieux gérer les cultures de couverture dans des environnements à eau limitée. Les cultures de couverture sont cultivées pendant une durée spécifique pendant la saison morte, puis arrêtées et laissées dans le champ pour se décomposer, recyclant les nutriments dans le sol. Ils protègent la surface du sol et fournissent des résidus susceptibles d'améliorer la structure du sol, de réduire le compactage et d'augmenter la matière organique du sol. Cela aide à réduire l'érosion du sol, à augmenter l'infiltration de l'eau et à améliorer la capacité de rétention d'eau du sol.
Dans les régions semi-arides de l'État, où les précipitations annuelles moyennes varient de 16 pouces par an dans les hautes plaines de l'ouest du Texas à 28 pouces par an dans les plaines vallonnées, les précipitations ne répondent pas aux besoins annuels en eau des cultures. Par conséquent, la productivité des cultures dépend de l'irrigation et/ou des précipitations et de l'eau du sol stockée. Et comme les eaux souterraines deviennent limitées, la gestion de l'eau stockée dans le sol devient de plus en plus importante pour les producteurs utilisant l'irrigation.
Bien qu'une taille unique ne convienne pas à toutes les opérations, la recherche dans les grandes régions productrices de blé et de coton du Texas montre que les cultures de couverture ont une valeur. Ils constituent un autre outil à prendre en compte dans la boîte à outils de conservation. Texas A&M AgriLife chercheurs ont récemment participé à un projet financé par le Institut de la santé des sols qui met en évidence les défis des agriculteurs et les avantages d'utiliser la gestion de la conservation.
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Chaleur extrême et vent - pomme de terre de Barretts - cultures de couverture
Ils disent que tout est plus grand au Texas. Mais en ce qui concerne les pommes de terre, l'État ne se situe qu'au 13e rang en acres récoltées. Seulement environ un centième de pour cent de la masse continentale totale du Texas est consacré à la culture des pommes de terre. Mais la famille Barrett du Texas Panhandle a prouvé depuis plus de 80 ans que la culture des pommes de terre peut se faire avec beaucoup de succès au Texas.
« Fred vient de voir une opportunité », déclare son arrière-petit-fils Keith, qui, avec son père Richard, s'occupe de la plupart des besoins de commercialisation des pommes de terre des Barrett. « Il y avait une bonne eau et peu de pommes de terre cultivées ici, et il aurait des avantages de transport par rapport aux autres producteurs. Je ne sais pas s'il a été le premier, mais il a été l'un des premiers producteurs de pommes de terre au Texas. »
Il y a une raison pour laquelle peu de producteurs de pommes de terre choisissent d'exercer leur métier dans le Lone Star State. Cultiver une culture comme les pommes de terre présente des défis uniques au Texas auxquels les producteurs d'autres régions ne sont souvent pas confrontés. La famille cultive une grande partie de ses pommes de terre sur une étendue de collines de sable très érodables. Ce sol, combiné à la chaleur et au vent souvent extrêmes du Panhandle, signifie que les pommes de terre Barrett doivent toujours être plantées dans des cultures de couverture (généralement du blé). C'est difficile, mais les Barrett sont très fiers de faire ce qu'ils font là où ils le font.
Hautes plaines du sud
Dans les plaines du sud, l'accent est mis sur optimiser les cultures de couverture en coton continu avec des systèmes de production d'irrigation limités, a déclaré Katie Lewis, Ph.D., scientifique en fertilité des sols AgriLife Research, Lubbock. "Dans la partie sud des Hautes Plaines, les sols sablonneux dominent", a déclaré Lewis. "Ils sont très érodables par les vents printaniers, ce qui en fait une zone qui peut bénéficier de l'utilisation de cultures de couverture pour réduire la perte de sol due à l'érosion éolienne." Les agriculteurs hésitent à mettre en place des cultures de couverture avec le risque de ne pas avoir de pluies printanières ou estivales pour reconstituer l'humidité utilisée par la culture de couverture.
Lewis et Wayne Keeling, Ph.D., AgriLife Research, spécialiste des systèmes de culture et des mauvaises herbes, Lubbock, se sont concentrés sur l'optimisation de l'utilisation des cultures de couverture tout en réduisant les risques d'humidité associés.
La recherche a démontré que les rendements ne sont pas affectés négativement en réduisant les taux de semis de blé et de seigle de 60 livres par acre à 30 livres par acre et en mettant fin au moins six semaines avant la plantation du coton. Des rendements réduits en fibre ont été observés dans un système de non-labour de coton continu à long terme avec un système de cultures de couverture. Et il a également montré que la diminution de la biomasse aérienne avec un temps de terminaison plus précoce a un impact positif sur le rendement mais n'entraîne pas d'augmentation du potentiel d'érosion.
"Nous avons également évalué les stratégies de gestion des engrais azotés", a déclaré Lewis. "Nous avons déterminé que l'application d'un pourcentage plus élevé d'azote total plus près de la plantation ou peu de temps après la levée lors du suivi d'une culture de couverture peut surmonter les limitations d'azote en début de saison créées par la culture de couverture et ainsi entraîner un meilleur retour sur investissement en engrais." Elle a noté que c'est le moment d'élaborer un plan pour optimiser la gestion de la couverture avant de planter votre culture commerciale. "N'oubliez pas que les cultures de couverture doivent être bien adaptées à notre climat et choisies avec un objectif en tête", a déclaré Lewis.
Si l'objectif est de réduire l'érosion éolienne, utiliser quelque chose comme le blé ou le seigle comme culture de couverture serait le meilleur choix. Les légumineuses sont difficiles à établir après la récolte du coton, et le but étant de fixer l'azote, elles doivent souvent être supprimées trop tôt avant que la nodulation et la fixation ne se produisent. Bien que les chercheurs pensent que les cultures de couverture peuvent être extrêmement bénéfiques dans l'environnement limité en eau des plaines du sud, ils affirment que les stratégies de gestion doivent être spécifiques à la région.
Hautes plaines du nord
Dans les hautes plaines du nord du Texas, les systèmes de culture et la gestion des sols évoluent en réponse à la baisse des niveaux des eaux souterraines, a déclaré Jourdan Bell, Ph.D., agronome AgriLife Extension, Amarillo. "De plus en plus de producteurs intègrent des cultures résistantes à la sécheresse telles que le coton dans les rotations de maïs pour étendre leurs réserves d'irrigation, en plus d'utiliser des pratiques de travail du sol de conservation pour minimiser les perturbations du sol et préserver les résidus à la surface du sol", a-t-elle déclaré.
Le coton est une culture à très faible résidu, de sorte que de nombreux producteurs commencent à utiliser des cultures de couverture dans sa production. Cependant, ils se demandent comment l'utilisation de l'eau des cultures de couverture peut affecter la prochaine culture économique, a déclaré Bell. De plus, dans les rotations maïs-coton où le travail du sol de conservation est pratiqué, la question se pose de savoir si les résidus de maïs offrent des avantages similaires à la culture de couverture vivante.
"Dans les environnements semi-arides, le travail du sol de conservation entraîne une décomposition très lente des résidus de culture", a-t-elle expliqué. « Cela permet aux résidus de servir de couverture pour minimiser les pertes par évaporation, réduire l'encroûtement du sol et améliorer l'infiltration de l'eau. Au fur et à mesure que les résidus se décomposent, ils rajoutent des nutriments dans le système. Bell a lancé une initiative de recherche à grande échelle à la ferme en coopération avec le North Plains Ground Water Conservation District et son agriculteur coopérant pour examiner l'utilisation potentielle des cultures de couverture dans les rotations maïs-coton.
Il y a une fenêtre très étroite pour établir une culture de couverture dans les systèmes de culture des hautes plaines du nord du Texas. La récolte a généralement lieu à la fin d'octobre ou en novembre, et la plantation de la récolte suivante a généralement lieu en mai. Étant donné que la culture de couverture doit être terminée 15 à 35 jours avant la plantation de la culture économique, il n'y a en fait que quelques mois de croissance active — février, mars et début avril — selon les conditions printanières.
« Certaines des questions auxquelles nous essayons de répondre incluent : Réalisons-nous les avantages de la culture de couverture dans cette courte période, et reconstituons-nous l'utilisation de l'eau avec des précipitations opportunes ? Devrions-nous utiliser les eaux souterraines limitées pour reconstituer l'eau du sol stockée si nous ne recevons pas de pluies tardives au printemps ? De nombreux producteurs n'ont plus la capacité de puits pour le faire.
La recherche comprenait de grandes parcelles répliquées comparant la jachère, une culture de couverture de blé et une culture de couverture d'espèces mixtes. La première culture de couverture a été plantée à l'automne 2018 derrière le maïs, et le coton a été évalué au cours de la première année de culture, 2019. Les données de 2019 ont montré qu'après quatre mois de croissance de la culture de couverture, il y avait une plus grande infiltration avec la culture de couverture, mais les précipitations ont été supérieures à la moyenne en mai lors des semis. Il y avait également une différence significative dans l'émergence des plantes entre les traitements. Bien que la levée ait été retardée, les plantes se sont développées plus rapidement dans les traitements de cultures de couverture, une fois établies.
"Nous avons constaté un avantage de la couverture de blé protégeant les jeunes plants de coton des vents violents en juin 2019", a-t-elle déclaré. "En fin de compte, cependant, les rendements pluriannuels racontent l'histoire d'un agriculteur", a déclaré Bell. « Nous avons vu des résultats complètement différents ces deux dernières années. Ni les rendements en grains de maïs de 2020 ni les rendements en fibre de coton de 2021 n'étaient significativement différents entre les traitements. »
Elle a déclaré que les résultats varieront en raison de la conception du projet, des conditions environnementales annuelles et des nombreux scénarios dans lesquels les cultures de couverture sont étudiées. De même, les producteurs peuvent également voir des réponses différentes selon la texture du sol, l'humidité du sol, le système de travail du sol, la disponibilité de l'irrigation, la rotation des cultures, le programme d'engrais et d'autres facteurs.
"Si nous mettions en balles les résidus de maïs ou évaluions un système de travail du sol conventionnel, nous pourrions voir un plus grand avantage de rendement de la culture de couverture, car les résidus de la culture de couverture peuvent réduire l'évaporation du sol en début de saison et l'utilisation de l'eau par les cultures", a-t-elle déclaré. "Nous constatons actuellement que les résidus de maïs dans le système de conservation du sol maïs-coton offrent le même avantage en ce qui concerne l'évaporation du sol."
Bell et ses collaborateurs répéteront l'étude encore cette année. Ils entreront dans la phase maïs de la rotation. Alors que les approvisionnements en eau de la région continuent de diminuer, des recherches à long terme sont également nécessaires dans des systèmes irrigués et des terres arides très limités. Il reste encore de nombreuses questions sans réponse et des opportunités de recherche dans les systèmes irrigués et arides.
Plaines vallonnées
Paul DeLaune, spécialiste des sols environnementaux d'AgriLife Research à Vernon, a déclaré que ces dernières années, le blé d'hiver était de plus en plus cultivé comme culture de couverture dans les systèmes de production de coton des Rolling Plains. "Étant donné que le blé d'hiver est largement cultivé comme fourrage ou culture commerciale pour le grain, les semences sont facilement disponibles, ce qui en fait un choix populaire comme culture de couverture", a déclaré DeLaune. "Nous avons constaté un taux d'infiltration plus élevé avec une culture de couverture de blé terminée - doublant ou triplant nos taux d'infiltration."
Les cultures de couverture en monoculture qu'il a étudiées comprennent le pois des champs autrichien, la vesce velue, le trèfle incarnat et le blé, le seigle et des espèces mixtes composées de seigle, de blé, de vesce velue et de pois. DeLaune a déclaré que tout le monde sait que les cultures de couverture ne sont pas gratuites, car il y a un coût pour la semence et l'utilisation de l'humidité du sol, mais les avantages peuvent potentiellement l'emporter sur les coûts au fil du temps.
"Dans les systèmes irrigués par pivot ou sous la surface, nous avons noté une augmentation de 9 % à 12 % des rendements nets sur une moyenne de six ans pour une culture de couverture de blé par rapport au semis direct ou au travail du sol conventionnel sans culture de couverture", a-t-il déclaré. "Dans les zones arides, aucune différence statistique n'a été observée entre les traitements des cultures de couverture et des cultures non couvertes."
Il a déclaré que son équipe utilise des sondes à neutrons dans toutes les parcelles de recherche sur les cultures de couverture pour documenter l'utilisation de l'eau. "Nous observons une diminution de l'eau du sol stockée au moment de l'arrêt des cultures de couverture entre la mi et la fin avril", a déclaré DeLaune. "Cependant, un taux d'infiltration beaucoup plus élevé a été noté si nous enregistrons des précipitations entre la fin des cultures de couverture et la plantation du coton. À la saison des semailles, nous sommes de retour au statu quo.
Il a dit qu'il aime laisser les petits grains dépasser l'étape de démarrage avant de la terminer. Cela peut utiliser un peu plus d'eau, mais c'est ce qui fait le résidu durable, qui est la clé pour protéger la surface du sol et les plants de coton, la construction de la biomasse racinaire et par la suite l'infiltration. Comme le seigle mûrit plus tôt que le blé, le seigle peut être arrêté plus tôt que le blé pour atteindre cet objectif. Lors de la plantation de cultures de couverture après la récolte du coton, la biomasse produite se produit sur une période de quatre à six semaines en mars-avril. Le but ultime des cultures de couverture est de renforcer la structure du sol et de le rendre plus fonctionnel, a-t-il déclaré.
Alors que des résultats relativement cohérents ont été observés dans des conditions irriguées, DeLaune a déclaré que les résultats dans des conditions de terres arides sont beaucoup plus variables d'une année à l'autre. Depuis 2012, des mauvaises récoltes ont été observées en 2012, 2017 et 2018, bien qu'une récolte tardive de sorgho ait été obtenue en 2017. Cependant, au cours de ces années, la perte de récolte était constante dans tous les traitements, y compris les systèmes avec cultures de couverture et sans cultures de couverture.
Sur sept ans – de 2013 à 2016 et de 2019 à 2021 – et dans des conditions de terres arides, DeLaune a déclaré que le rendement moyen du coton labouré de manière conventionnelle était de 472 livres par acre. En comparaison, les rendements moyens pour les approches de cultures de couverture étaient de 474 livres par acre pour le blé, 479 livres par acre pour le mélange, 490 livres par acre pour les pois et 492 livres par acre pour la vesce. "Avec le coton, nous avons très bien réussi avec juste une culture de couverture de blé", a-t-il déclaré. "C'est un traitement de 6 $ ou 8 $ par acre par rapport aux 20 $ à 25 $ par acre avec un mélange de certaines de ces espèces."
DeLaune a déclaré que l'étude sur les terres arides n'avait pas été fertilisée depuis le début de l'étude en 2011. Comme observé dans les rendements à long terme des terres arides, les cultures de couverture de légumineuses pourraient potentiellement avoir un sens économique avec les prix actuels des engrais. Permettre aux légumineuses d'atteindre la floraison maximisera les avantages potentiels de la fixation de l'azote, ce qui nécessitera une croissance jusqu'en avril. "Le coût élevé des engrais azotés en 2010 et 2011 est vraiment la raison pour laquelle nous avons lancé cette étude en premier lieu et inclus les légumineuses", a-t-il déclaré.
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