Avantages d'implanter des plantes de couvertures en grandes cultures de soja GT (glycine Max (L.) Merr.) et maïs (Zea mays (L.) tolérantes aux herbicides à base de glyphosate

Le recours combiné aux cultivars tolérants au glyphosate (TG) et à l'utilisation d'herbicides à base de glyphosate (HBG) a facilité l'adoption de pratiques agricoles à travail réduit du sol, telles que le semis direct (SD), dans les grandes cultures à l’échelle mondiale. L'intégration de cultures de couverture (CC) pourrait accroître les avantages associés aux pratiques de semis direct, contribuant ainsi à la productivité et à la durabilité des cultures TG. L’objectif de cette thèse, menée sur deux ans, était d’évaluer si l’association des CC avec des cultures TG en semis direct pouvait constituer une stratégie efficace pour améliorer la productivité, la résilience et la durabilité des grandes cultures tout en réduisant l’usage de HBG . L’étude visait en particulier à observer les effets de l’utilisation des CC sur les stress hydriques vécus par les cultures, le contrôle des adventices et la diversité des microorganismes du sol dans les systèmes TG traités avec des HBG. Grâce à un design expérimental reproduisant les pratiques agricoles courantes en grandes cultures TG, les résultats obtenus permettront de mieux guider les producteurs dans l’adoption ou non des CC pour une transition écologique réussie. Dans le chapitre 1 de cette thèse, il est question de déterminer si l'utilisation de CC peut influencer le potentiel d'échange gazeux du soja TG lorsque le déficit de pression de vapeur (Vpd) augmente. L’étude a été menée dans des parcelles cultivées en semis direct avec CC (DSCC) ou sans CC (DS) exposées à une quantité de HBG appliqué à 3,3 L ha-1. La conductance stomatique (Gs) a été mesurée cinq fois sur les mêmes feuilles identifiées après l'application d'un herbicide à base de glyphosate. Ces feuilles ont ensuite été prélevées afin d'observer les stomates et les traits foliaires à l'aide d'un microscope à balayage électronique. Le Vpd a été calculé en même temps que les mesures de Gs à la surface des feuilles. Les résultats obtenus suggèrent que l'utilisation des CC favorise la plasticité du soja à travers des changements phénotypiques des feuilles (une nervation plus élaborée et une densité stomatique abaxiale plus élevée), ce qui peut à son tour améliorer leur tolérance aux conditions plus sèches. En 2019, les valeurs de Gs étaient jusqu'à 29% plus élevées dans les parcelles avec CC par rapport à celles sans CC avec des valeurs Vpd similaires. Cette étude montre que les avantages de l'utilisation des CC peuvent être observés à travers les stratégies de développement morphologique des plantes cultivées et leur plus grande tolérance à la sécheresse. Dans le cas du chapitre 2 de cette thèse, le but est d’évaluer si l'utilisation de CC dans les productions de soja et de maïs TG peut aider à lutter contre les mauvaises herbes et réduire la quantité de HBG nécessaire pour lutter contre celles-ci. L'échantillonnage a été réalisé sur 32 parcelles expérimentales (4 traitements culturaux avec 4 répétitions sur les deux cultures). La gestion des cultures a consisté en des applications de HBG à des taux de 0,84, 1,67 et 3,3 L ha-1 dans les parcelles DSCC et à des taux de 3,3 L ha-1 dans les parcelles DS. Les principales variables considérées étaient le taux de couverture des adventices, les paramètres des plantes (poids frais et sec et hauteur), les rendements en grains. Les teneurs en eau et en cations dans le sol ont également été considérées comme des indicateurs de la compétition interspécifique potentielle des cultures avec les CC ou les adventices. Les résultats obtenus au cours des deux années montrent qu'il est possible de réduire l'utilisation de HBG de 50 % dans les parcelles avec CC par rapport aux parcelles sans CC en utilisant un taux d'application de HBG de 3,33 L ha-1 (DS 3,33). Cependant, les adventices ont eu un impact important sur la teneur en eau du sol, ce qui s'est traduit par des plantes plus petites et des rendements plus faibles dans les parcelles où seulement 0,84 L ha-1 de HBG a été appliqué. Dans le contexte de l'étude, l'utilisation des CC semble faciliter le développement d'une agriculture plus durable, tout en réduisant les quantités de HBG généralement utilisées. Le chapitre trois de la thèse a pour objectif d’observer si l'utilisation de CC peut favoriser la richesse et l'abondance des communautés eucaryotes et procaryotes par rapport à une gestion DS sans CC. L’étude a été effectuée grâce à un design expérimental en blocs aléatoires qui intégraient un total de 48 parcelles (12 traitements culturaux en soja, maïs et blé répliqués quatre fois). Des taux d'application de HBG de 0,84, 1,67 et 3,33 L ha-1 ont été appliqués dans les parcelles DSCC et de 3,33 L ha-1 dans les parcelles DS. Le sol échantillonné a permis de mesurer la richesse, l’abondance et la composition des communautés de microorganismes. Les résultats obtenus sur deux ans n'ont montré aucune différence pour l'indice de richesse entre les cultures. Peu de différences ont été observées pour la diversité bêta entre les cultures en fonction du nombre d'unités taxonomiques opérationnelles. Pour les eucaryotes, les valeurs d'abondance les plus élevées ont été observées dans les parcelles DSCC 0,84 (54,8 ± 9,7 pour Enoplea) et DSCC 3,33 (5,25 ± 1,51 pour Agaricomycetes) en 2019. Pour les procaryotes, l'abondance d'Anaeromyxobacter était plus élevée dans les parcelles DSCC 3,33 (11,92 ± 1,90) et DSCC 1,67 (12,00 ± 1,76) en 2018 et celle de Marmoricola dans les parcelles DSCC 0,84 en 2019. Les résultats obtenus ici démontrent que l'utilisation de CC peut influencer l'abondance totale et l'abondance relative de certains groupes taxonomiques de procaryotes et d'eucaryotes. Ces résultats montrent que l’usage de CC peut augmenter les bénéfices obtenus dans les régies en SD, et démontre l’intérêt d’implanter à plus long terme des CC comme une solution durable pour promouvoir l'abondance métagénomique des sols dans les grandes cultures TG. Cette thèse a également démontré que l’usage de CC est un outils indispensable pour le producteurs et pourrait permettre d’atteindre tous les objectifs généraux du plan d’agriculture durable du Québec. Les différents bénéfices observé avec l’usage des CC dans cette étude sont complémentaires et essentiels pour améliorer l’intégrité, la santé et la résilience des sols agricoles et des grandes cultures. _____________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Culture de couverture, herbicide à base de glyphosate, gestion des adventices, grandes cultures tolérantes au glyphosate, paramètres agronomiques, déficit de pression de vapeur, trait foliaire, communauté des microorganismes

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