Croissance et développement des plantules de Rumex crispus

La gestion des adventices fait aujourd’hui partie des plus grandes problématiques de l’agriculture biologique. Elle demande du temps, de la main d’œuvre et peut facilement diminuer les rendements agricoles (Kristiansen, 2003). Dans l’agriculture mondiale, les adventices sont à l’origine de pertes de rendement s’élevant à plus de 33 milliards de dollars (Gaba et al., 2017). En Europe, la production agricole biologique est notamment fortement impactée par les adventices. Parmi celles-ci, les vivaces sont les plus dommageables en agriculture biologique, à la fois aux niveaux du rendement et de la qualité de la production, car la pression en herbicides n’existe pas (Zarina et al., 2015). La gestion des adventices vivaces fait alors partie des principaux enjeux de l’agriculture biologique d’aujourd’hui.

De cet enjeu est né le projet CAPABLE (Contrôler vivAces et Pluriannuelles en Agriculture BioLogiquE), géré par l’ITAB, l’Institut de l’agriculture et de l’alimentation biologiques. En résumé, ce projet vise à améliorer la gestion des adventices vivaces en agriculture biologique, dont notamment le chardon des champs (Cirsium arvense) et les rumex (Rumex crispus et Rumex obtusifolius). Lancé le 1er janvier 2018, il souhaite pouvoir donner aux agriculteurs les informations nécessaires pour une gestion efficace des rumex et du chardon des champs via une combinaison de pratiques agroécologiques adaptées au contexte pédoclimatique. Cela passera essentiellement par la diffusion de fiches techniques et d’outils d’aide à la décision (OAD) pour les agriculteurs de grandes cultures biologiques. Ce projet est organisé en quatre actions principales, elles-mêmes organisées en différentes tâches (annexe I). L’action 1 consiste en la mobilisation des praticiens pour trouver les causes du problème et débusquer les pratiques innovantes. L’action 2 consiste à la mise au point de stratégies efficaces grâce à des études en conditions contrôlées et au champ. L’action 3 a pour but de résumer tout cela afin d’orienter les agriculteurs sur le choix des pratiques. Enfin, l’action 4 s’occupe de la communication du projet à grande échelle ( ITAB, 2018).

L’Acta et le CEFE (Centre d’Écologie Fonctionnelle et Évolutive) participent au projet CAPABLE. L’Acta est un institut à la tête d’un réseau de 18 instituts techniques agricoles, visant à rendre l’agriculture française plus performante grâce à la recherche appliquée (2Acta, 2017). Le CEFE, situé sur le campus du CNRS à Montpellier, est un laboratoire de recherche spécialisé en écologie et dont les grandes préoccupations sont l’étude de la biodiversité et de l’évolution des écosystèmes dans le temps (3CEFE, 2019). Ce mémoire devait se concentrer sur l’étude des conditions de développement de deux espèces de rumex (Rumex crispus et Rumex obtusifolius) en conditions contrôlées (action 2 du projet – annexe I), dans l’objectif de donner les clés nécessaires à une meilleure gestion de ces adventices au champ. Finalement, seule l’espèce Rumex crispus a été étudiée par faute de moyens. De plus amples explications sont données plus bas, dans la méthodologie mise en place.

L’objectif de ce stage est donc de déterminer les traits fonctionnels de Rumex crispus les plus sensibles aux pratiques agricoles, afin de proposer ensuite des leviers d’action pour la lutte contre cette adventice en grandes cultures biologiques. Ceci amène à la problématique suivante :

D’après l’étude des conditions de développement de Rumex crispus via une approche fonctionnelle en conditions contrôlées, comment pourrions-nous gérer cette adventice problématique en agriculture biologique via les pratiques agricoles ?

L’hypothèse principale est que, dans son cycle de développement, certains traits de vie de Rumex crispus sont plus sensibles que d’autres et représentent alors des leviers d’action dans la lutte contre cette adventice en agriculture biologique.

Pour répondre à cette problématique, l’étude décrite dans ce mémoire repose sur trois étapes clés du cycle de développement de Rumex crispus : la germination, le développement des plantules et la régénération racinaire au stade adulte. Pour les études de la germination et du développement des plantules, nous n’avions pas suffisamment de graines matures de Rumex obtusifolius à disposition. Nous n’avions pas non plus pu récupérer d’individus de l’espèce Rumex obtusifolius pour l’étude de la régénération racinaire. Cela explique notre décision de n’étudier finalement que Rumex crispus. Des expérimentations précises ont donc été mises en place en conditions contrôlées pour mieux comprendre le fonctionnement de chacune de ces étapes du développement de Rumex crispus, puis en déterminer des leviers d’action en lutte via une combinaison de pratiques agricoles.

Comme Rumex crispus et Rumex obtusifolius sont deux espèces de la même famille (Polygonacées) et du même genre, mais aussi très proches, au même cycle de développement, qui peuvent parfois donner des hybrides fertiles (Cavers et Harper, 1964), et ayant une nuisibilité similaire en agriculture biologique (Zaller, 2004), une première partie du mémoire consiste en une synthèse bibliographique de l’impact socio-économique de ces deux rumex en agriculture biologique, avec en plus un état de l’art des recherches sur la biologie et l’écologie de ces deux espèces. Au préalable, une petite partie donne un aperçu de l’approche fonctionnelle. Les hypothèses et objectifs de travail sont ensuite présentés, suivis du Matériels et Méthodes décrivant les protocoles expérimentaux. Les résultats seront enfin exposés puis expliqués, discutés et confrontés à la littérature.

L’objectif du projet est de mieux contrôler les vivaces et pluriannuelles en grandes cultures biologiques, plus particulièrement le chardon des champs (Cirsium arvense) et les rumex (Rumex crispus et Rumex obtusifolius), en déterminant les meilleures stratégies de lutte contre ces adventices en fonction du contexte pédoclimatique et des systèmes de culture. Pour cela, plusieurs moyens sont mis en œuvre au sein de différentes tâches : enquêtes, ateliers de co-conception, tests expérimentaux et suivis de parcelles (annexe I). Le principal résultat attendu est la création d’un OAD pour aider les agriculteurs à mieux gérer la problématique des adventices sur leurs parcelles. Même si le projet se concentre sur l’agriculture biologique, les résultats finaux pourraient être bénéfiques à toute agriculture économe en herbicides ( ITAB, 2018).

Table des matières

1. Introduction
2. Contexte de l’étude
2.1. Le projet CAPABLE : Contrôler vivAces et Pluriannuelles en Agriculture Biologique
2.2. Aperçu de l’approche fonctionnelle
2.3. Les rumex : Rumex crispus et Rumex obtusifolius
3. Objectif, problématiques et hypothèses de travail sur Rumex crispus
3.1. Conditions de germination de Rumex crispus
3.2. Croissance et développement des plantules de Rumex crispus
3.3. Régénération racinaire de Rumex crispus
4. Matériels et méthodes
4.1. Matériel biologique à disposition
4.2. Étude de la germination de Rumex crispus
4.3. Étude du développement des plantules de Rumex crispus
4.4. Étude de la régénération racinaire de Rumex crispus
4.5. Analyses statistiques des données
5. Résultats et analyses
5.1. Étude de la germination de Rumex crispus
5.2. Étude du développement des plantules de Rumex crispus
5.3. Étude de la régénération racinaire de Rumex crispus
6. Discussion des résultats
6.1. La germination de Rumex crispus
6.2. Le développement des plantules de Rumex crispus
6.3. La régénération racinaire de Rumex crispus
6.4. Déduction de méthodes de lutte spécifiques à chacun des stades de vie de Rumex crispus au champ
7. Conclusion

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