Expériences de longue durée

Au sein de la CARE AIL, six expériences de longue durée sont en place:

- EcoFoodSystem vise à reconnecter nos systèmes de production avec nos systèmes alimentaires, à travers le test de quatre rotations innovantes de longue durée (8 ans) optimisées pour coller au maximum au régime alimentaire idéal tel que défini par le consortium EAT Lancet

- SOLCOUVERT et SOLRESIDUS dont l'objectif est de mesurer l’évolution, au fil des saisons, du développement des cultures, de la dynamique des populations d’adventices et de l’intensité des maladies fongiques suite à :

• l'application de différentes méthodes de travail du sol pour gérer les résidus issus de la    culture précédente
•  la mise en place de couverts hivernaux pour préparer l’implantation de la culture suivante.

- L'essai centenaire (ou de la loi du minimum) est le plus ancien essai longue durée de GxABT. Mis en place en 1896 sur une surface de 0.5 hectares, il a pour objectif d’étudier la fertilisation long terme (N,P,K) du froment d’hiver.

- Les prairies permanentes sont 0.3 hectares de terres situées à côté du CEPA, dédiées entre autres à l’observation et le monitoring du comportement des ruminants lors du pâturage.

- L’essai d’agroforesterie : deux dispositifs d’études ont été mis en place en 2013, avec des objectifs de recherche différents : Les bandes boisées et la parcelle d’agrisylviculture.

 - Les expériences long terme dans les jardins TERRA-Terre de la plateforme WASABI: Deux types de dispositifs sont en place : les buttes permacoles et les parcelles d’agroforesterie maraichère.

EcoFoodSystem

En Novembre 2020, une nouvelle expérience de longue durée, structurante, a été mise en place sur 27 hectares de terres de la ferme expérimentale de Gembloux Agro-Bio Tech.

Quatre rotations innovantes de longue durée (8 ans), adaptées aux régions limoneuses de la Hesbaye (Belgique), sont testées, dans des parcelles de 15 x 80 mètres. Ces rotations, mises au point en utilisant conjointement des outils d’optimisation des cultures et de régimes alimentaires, seront testées afin de voir si les co-évolutions entre les systèmes agricoles et des systèmes alimentaires contrastés sont cohérentes ou en concurrence les unes avec les autres en termes d'objectifs de sécurité alimentaire, d'agronomie et d'environnement. Les systèmes testés seront les suivants :

1 : La rotation de référence: une hypothèse « flux optimisés à l'échelle régionale », suivant les surfaces agricoles utiles (SAU). Les systèmes alimentaires et l’agriculture sont ouverts à l’importation et l’exportation et où l’animal est introduit via les flux de co-produits agricoles et de fumier. Ce système sera testé selon deux variantes :  avec l’utilisation d’herbicide d’une part, et en zéro phyto d’autre part.

2 : La rotation ICLS: une hypothèse « flux optimisés à l'échelle locale », où les cultures sont produites de manière à répondre à un régime « sain et durable » tel que défini par la commission EAT-Lancet et où l’animal (particulièrement le ruminant) est utilisé comme outil fonctionnel pour la gestion des mauvaises herbes et des ravageurs via le pâturage de prairies temporaires et des intercultures. Comme dans l’hypothèse précédente, l’animal est aussi incorporé introduit via les flux de co-produits agricoles et de fumier. Ce système sera testé en zéro phyto.

3 : La rotation Végan: une hypothèse « zéro flux », simulant une agriculture dans une société où l’élevage ne serait plus toléré. Dans ce système, également mené en zéro phyto, il n’y aura aucune production destinée à l’animal et aucune utilisation de fumier.

Autour des parcelles de test, un maillage écologique est installé : haies, bandes fleuries, bandes accueillant des plantes messicoles, présence d’arbres (essai d’agroforesterie déjà en place) afin d’augmenter la biodiversité et les services écosystémiques associés.

Chaque année un comité d'accompagnement (COMAC) incluant agriculteurs, scientifiques et représentants du secteur est réuni afin de discuter des résultats de l'essai et réfléchir aux améliorations à lui apporter. Ceci permet à l'expérience de rester connectée à la réalité du terrain et celle des agriculteurs.

Communications et publications scientifiques liées à l'essai EcoFoodSystem

Lire l'article du 19 août 2022

SOLCOUVERT et SOLRESIDUS

Les résidus de culture et/ou les couverts hivernaux représentent une biomasse qui peut être restituée au sol et donc maintenir la fertilité du sol. Deux champs d’essais mitoyens, SOLRESIDUS et SOLCOUVERT ont été mis en place sur le site de la faculté de Gembloux Agro-Bio Tech respectivement en 2012 et 2008 sur 1.7 hectares de terre chacun. Le but de cette expérience est de mesurer l’évolution, au fil des saisons, du développement de la culture, de la dynamique des populations d’adventices et de l’intensité des maladies fongiques sur les plantes et de l’activité et biomasse microbienne en fonction des différentes modalités de travail du sol et de gestion des résidus et/ou des couverts hivernaux appliqués

Dans l’essai SOLRESIDUS, la quantité de résidus enfouis dépend de l’exportation ou non des pailles, ces résidus sont alors soit enfouis sur 10 cm par un travail superficiel ou alors enfuis sur 25 cm par un labour. Les mauvaises herbes et les champignons pathogènes présents sur les résidus suivent le même chemin. Les pressions de mauvaises herbes et les maladies fongiques sur les rendements potentiels peuvent donc être exercées de manière différente sur les cultures suivantes.

Dans l’expérience de SOLCOUVERT, l’implantation d’une culture de couverture au cours de la période entre la récolte du blé et de la culture de printemps permet la production d’une importante quantité de matière organique et fournit une concurrence sur les mauvaises herbes. Quatre modalités de gestion du couvert sont appliquées. La pratique de référence est un labour d’automne pour détruire le couvert, suivi d’une préparation superficielle du lit de semence juste avant plantation.  Cela permet d’enfouir la biomasse du couvert encore fraîche ainsi que les adventices qui ne sont généralement pas trop développées. La seconde modalité diffère dans la date du labour. Il est effectué juste avant la préparation de la surface du lit de semence. Dans cet itinéraire, la culture de couverture et les mauvaises herbes ont continué de croître. La troisième modalité comprend un décompactage sur 25 cm de profondeur effectué avant la mise en place du couvert et seulement un travail superficiel pour la préparation des semis. La matière organique produite par le couvert ainsi que les adventices sont mélangées sur 10 cm. La dernière modalité est le strip-till. Seule la ligne de semis est travaillée sur une largeur de 10 cm et une profondeur de 15cm. Les résidus issus du couvert et des adventices sont laissés en surface dans l’interligne. Dans les deux dernières modalités, si le couvert n’a pas été détruit par le gel, une destruction chimique est appliquée.

Plusieurs thèses de doctorat ont été réalisées au sein de cette expérience. Au cours de celles-ci-, un suivi plus approfondi de la culture a été réalisé. Ce suivi comprend des comptages de germination, un suivi des différents stades de développement, une évaluation régulière de la biomasse produite ainsi que sa répartition entre les différents organes de la plante, l’évaluation de la teneur en azote du sol et l’absorption d’azote par la culture, le rendement et la qualité des produits récoltés, l’observation de parasites ou de maladies fongiques et incidence. Un suivi des adventices présent dans la culture est aussi réalisé ainsi que l’étude de l’évolution de la croissance des racines, la décomposition des résidus de récolte, la dynamique de l’eau et de phosphore dans le sol, la structure et la respiration du sol et la microbiologie des sols.

Communications et publications scientifiques liées à SOLCOUVERT et SOLRESIDUS

 

Pour en savoir plus:

• Hiel M, Barbieux S, Pierreux J, Olivier C, Lobet G, Roisin C, Garré S, Colinet G, Bodson B, Dumont B. 2018. Impact of crop residue management on crop production and soil chemistry after seven years of crop rotation in temperate climate, loamy soils. PeerJ 6:e4836 https://doi.org/10.7717/peerj.4836
• Margaux Lognoul, Nicolas Theodorakopoulos, Marie-Pierre Hiel, Donat Regaert, François Broux, Bernard Heinesch, Bernard Bodson, Micheline Vandenbol, Marc Aubinet. 2017. Impact of tillage on greenhouse gas emissions by an agricultural crop and dynamics of N2O fluxes: Insights from automated closed chamber measurements. Soil and Tillage Research (167)  https://doi.org/10.1016/j.still.2016.11.008.
• Degrune Florine, Theodorakopoulos Nicolas, Colinet Gilles, Hiel Marie-Pierre, Bodson Bernard, Taminiau Bernard, Daube Georges, Vandenbol Micheline, Hartmann Martin. 2017. Temporal Dynamics of Soil Microbial Communities below the Seedbed under Two Contrasting Tillage Regimes. Frontiers in Microbiology (8) DOI: 10.3389/fmicb.2017.01127

L'essai centenaire

Communications et publications cientifiques liées à l'essai centenaire

Les prairies permanentes

Les pâturages jouent de multiples rôles qui peuvent contribuer à la durabilité de l'agriculture basée sur les ruminants, comme la réduction des coûts d'alimentation, l'amélioration du bien-être des animaux, la diminution des cas de boiterie et de mammites, la bonne image publique et l'amélioration de la qualité du lait. Les pâturages peuvent également jouer un rôle important dans le piégeage du CO₂ atmosphérique grâce au stockage de carbone dans le sol. En outre, les prairies fournissent de nombreux services sociaux et environnementaux.  L'objectif de cette expérience est donc de renforcer le rôle du pâturage comme élément clé de l'élevage des ruminants.

Des outils de précision ont été développés pour analyser ce processus, tels que le rtk-GPS et des capteurs d'activité pour surveiller les animaux en train de brouter, ainsi que l'imagerie par drone pour analyser à haute résolution spatiale et temporelle les interactions entre la végétation broutée et les animaux en train de brouter.  Ces avancées technologiques ouvrent la voie à de nouvelles méthodes de pâturage qui valorisent l'hétérogénéité de la végétation pâturée et les différences interindividuelles des animaux comme autant d'opportunités pour une gestion plus durable des prairies.

Communications et publications scientifiques liées aux prairies permanentes

 

L’essai d’agroforesterie

Deux dispositifs sont installés à la suite les uns des autres sur la zone :

• Les bandes boisées (BB) :

2 BB de 170 m de long et distantes de 81 m (3 largeurs de pulvérisateur) ont été implantées au printemps 2013. Il s'agit de haies mixtes de buissons et d'arbres à vocation multifonctionnelle. Les arbres font l'objet de soins attentifs (taille de formation, élagage, protection) pour produire des grumes de qualité. Les arbustes de gainage participent à la formation de ces grumes. Les buissons forment la haie protectrice (orientée à l'encontre des vents du Nord-Est), produisent du fourrage (essences sélectionnées pour leur valeur fourragère) ou de la biomasse tout en offrant une grande capacité d'accueil pour la biodiversité (fleurs, fruits, abri...).

• La parcelle d'agrisylviculture (1,64 ha) :

Parcelle de culture agricole comportant 4 lignes d'arbres distantes de 29 m (largeur du pulvérisateur + marge de sécurité) ; les arbres étant distants de 4 m sur la ligne (densité globale de 100 A/ha). L'objectif à terme est de conserver les 33 à 50 % des arbres après sélection des meilleurs phénotypes (soit 33 à 50 A/ha). Trois blocs d'essences ont été implantés en automne 2013 :

- merisier (en collaboration avec un projet d'amélioration génétique des merisiers agroforestiers de l'INRA)

-  platane

- noyer hybride

 

Les expériences long terme dans les jardins TERRA-Terre de la plateforme WASABI

Deux types de dispositifs de longue durée sont en place dans les Jardins TERRA-Terre, les parcelles maraichères pleine terre de la plateforme WASABI :

• Les buttes permacoles :

Cinq types de buttes permacoles (4,20 m de long sur 1,2 m de large) de composition différentes en matière organique sont testées sur un même terrain (neuf répétition par modalité) :

• La butte forestière (alternance de couches de C et de N avec de gros rondins de bois au centre)
• La butte sandwich (surtout composée de matières cellulosiques et de bois de faible diamètre)
• La butte lasagne (alternance de couches de C et de N, sans bois)
• La butte en terre
• Une culture non buttée

Ces différentes modalités sont comparées entre elles pour la production de divers types de légumes mais aussi pour étudier la fertilité du sol de ces buttes sur le long terme, et les propriétés physiques, chimiques et biologique de ce sol.

• Les parcelles d’agroforesterie maraichère :
  

Quatre lignes de 11 pommiers (variétés locales sélectionnées en collaboration avec le CRAw) ont été plantées à 9 mètres de distance. Sur ces bandes de 9 mètres de large seront plantées différentes espèces de légumes. L’objectif de cet essai est d’étudier au cours du temps la concurrence (pour la lumière, les nutriments, l’eau) entre les arbres et les cultures légumières en fonction de la distance par rapport aux lignes d’arbres et en fonction des traitements appliqués aux racines des arbres.