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Évaluation des systèmes de culture économes en herbicides : faisabilité technique et rentabilité économique au niveau de l’exploitation agricole


Cahiers Agricultures. Volume 20, Numéro 6, 468-79, Novembre-Décembre 2011, Études originales

DOI : 10.1684/agr.2011.0528

Résumé   Summary  

Auteur(s) : Aimé Landry Dongmo, Nicolas Munier-Jolain, Inra UMR 1210 Biologie et gestion des adventices 17, rue Sully BP 86510 21065 Dijon cedex France.

Résumé : La diversification des assolements et des rotations est une composante importante de la protection intégrée des cultures (PIC) qui peut apparaître comme difficile à appliquer par les exploitations agricoles pour des raisons économiques et organisationnelles. Cet article a pour but d’effectuer une analyse a priori de la faisabilité technique et de la rentabilité économique d’un système PIC au niveau d’une exploitation agricole avec un assolement à la fois conforme aux contraintes de la PIC et optimisé sur le plan économique. Les outils Atouprix et Simeq développés par Arvalis, sont utilisés pour optimiser l’assolement sous contrainte PIC, et simuler l’organisation du travail à l’échelle de l’exploitation en tenant compte de la variabilité interannuelle du climat. L’étude de cas présentée correspond à une exploitation agricole « grandes cultures » de Bourgogne. L’évaluation économique avec divers scénarios de prix montre que la rentabilité des systèmes PIC optimisés peut atteindre celle du système actuel. Les pertes de rendement observées sont compensées par les faibles charges en intrants et en mécanisation. Toutefois, en année climatique difficile (1 année sur 5), le producteur devra mobiliser des stratégies permettant de faciliter l’organisation du travail (réserve de main-d’œuvre, adaptation des outils, plus grande flexibilité du temps de travail) ou adapter les itinéraires techniques pour résoudre les contraintes liées au faible nombre de jours disponibles. La méthodologie proposée pourra être appliquée sur une gamme de situations contrastées en termes de sols, de climats, de structures d’exploitations, pour identifier les régions agricoles et les situations qui seraient le plus favorables à l’adoption de systèmes PIC.

Mots-clés : diversification, exploitation agricole, modélisation, protection intégrée, rotation culturale

Illustrations

ARTICLE

agr.2011.0528

Auteur(s) : Aimé Landry Dongmo dongmonal@yahoo.fr, Nicolas Munier-Jolain munierj@dijon.inra.fr

Inra UMR 1210 Biologie et gestion des adventices 17, rue Sully BP 86510 21065 Dijon cedex France

Tirés à part : N. Munier-Jolain

L’agriculture mondiale mène aujourd’hui un combat sur deux fronts. Elle doit répondre aux enjeux alimentaires mondiaux tout en conservant les ressources naturelles dans un état satisfaisant pour les générations futures. En Europe, les objectifs de réduction des pollutions diffuses, de restauration de la biodiversité et d’amélioration de la qualité sanitaire des produits de consommation fixés par les politiques agricoles (réformes de la politique agricole commune, plan ministériel français ECOPHYTO 2018), obligent à repenser les pratiques agricoles pour rendre la protection des plantes moins dépendante des pesticides (Munier-Jolain et al., 2008). Tous les pesticides sont concernés, mais il y a un enjeu particulier pour les herbicides. D’une part ce sont les pesticides qui sont le plus retrouvés dans les eaux superficielles et profondes (Croll, 1991 ; Holman et al., 2000 ; Haarstad et Ludvigsen, 2007). D’autre part, les agriculteurs européens considèrent la gestion des adventices comme le verrou majeur de la protection intégrée des cultures (PIC) (Mischler et al., 2009). Ils craignent à juste titre que toute baisse d’usage d’herbicides ne se traduise par une augmentation des niveaux d’infestation à moyen terme, du fait de la persistance des semences adventices dans le sol et des effets cumulatifs d’une année à l’autre.

En France, une expérimentation a été mise en place en 2000 sur le domaine expérimental Inra de Dijon-Époisses. Elle portait sur la conception/évaluation de 4 prototypes de systèmes de culture à faible usage d’herbicides, conçus selon les principes de la PIC. Les résultats sur une rotation de 6 ans ont montré que la PIC permet une diminution d’usage d’herbicides de l’ordre de 70 % par rapport au système conventionnel lorsque l’ensemble des moyens alternatifs disponibles sont combinés entre eux (Munier-Jolain et al., 2008). Le suivi de l’évolution à moyen terme de la flore et des stocks semenciers montre que les stratégies PIC permettent bien de maîtriser l’enherbement (Kurstjens et Kropff, 2001 ; Chikowo et al., 2009). Une analyse de cycles de vie (ACV, Gaillard et al., 2007) a montré que les systèmes PIC sont plus économes en énergie et limitent les émissions de gaz à effet de serre par hectare lorsque la diversification des rotations est mise à profit pour introduire des légumineuses ne nécessitant pas d’apport d’engrais azotés (Munier-Jolain et al., 2008).

La faisabilité technique de la lutte repose sur la capacité de l’agriculteur à réaliser les opérations techniques (faux semis pour réduire le stock de graines d’adventices dans le sol, sarclage, binage, etc.) qui se substituent partiellement ou totalement aux traitements chimiques habituels et contribuent à la maîtrise de la flore adventice dans un système complètement reconçu. Selon les résultats de l’essai de Dijon-Époisses (Munier-Jolain et al., 2008 ; Pardo et al., 2010), la diversification de la rotation, élément incontournable de la PIC contre la flore adventice, pourrait être la clef de la rentabilité économique des systèmes PIC, car elle risque de se traduire par l’introduction de cultures a priori moins bien maîtrisées techniquement et moins rentables que celles des assolements simplifiés actuels. Les performances techniques et économiques de la PIC dépendent à la fois du milieu pédoclimatique, du rendement potentiel des cultures de diversification candidates dans ce milieu, des itinéraires techniques envisagés, de la structure d’exploitation et du contexte économique.

Le travail présenté dans cet article poursuit l’évaluation économique préalable des prototypes de systèmes PIC testés à Dijon-Époisses. L’hypothèse de recherche est qu’il existe des possibilités d’amélioration des performances économiques des systèmes PIC en optimisant les rotations tout en respectant les principes agronomiques contribuant à la maîtrise des adventices. L’article porte particulièrement sur les résultats économiques de tels systèmes optimisés, et sur la faisabilité en termes d’organisation du travail à l’échelle de l’exploitation. Les résultats présentés correspondent à une exploitation agricole particulière de la plaine de Dijon (Bourgogne, France), mais le travail réalisé comporte une forte dimension méthodologique qui va au-delà de cette exploitation.

Matériel et méthode

Une exploitation agricole modèle

L’étude s’appuie sur une exploitation « grandes cultures » de la plaine de Dijon, assez représentative des systèmes de culture pratiqués actuellement en région Bourgogne. L’agriculteur exploite 142 hectares, avec un système de type « conventionnel » fondé sur la rotation colza-blé-orge dans un contexte pédoclimatique à fort potentiel agricole pour les cultures d’hiver, de printemps et d’été. La main-d’œuvre disponible est limitée à une personne à temps plein (l’agriculteur). Comme dans la majorité des exploitations de la région, la protection des plantes est assurée essentiellement par l’application de pesticides ; en particulier, le contrôle des adventices repose principalement sur les herbicides. L’une des particularités de cette exploitation est le niveau faible de l’indice de fréquence de traitement (IFT) moyen sur l’ensemble des pesticides (4,2, alors que l’IFT de référence régional est de 5,9). L’exploitation est engagée depuis peu dans une stratégie de réduction marquée des doses de pesticides sans modification profonde du système de culture. Bien que présentant à moyen terme un risque de surinfestation des parcelles ainsi traitées suite aux résistances ou à l’accumulation du stock de semences dans le sol (Neve et Powles, 2005), ces pratiques permettent néanmoins à court terme d’améliorer le revenu de l’exploitation par une réduction des charges de traitement pesticides conjuguée avec un niveau de production stable.

Des hypothèses de travail

La méthode d’étude s’appuie sur trois hypothèses de travail :

  • –. H1. L’agriculteur est « neutre au risque » et raisonne donc ses pratiques sur la base des performances moyennes des cultures, sans tenir compte des variations interannuelles ;
  • –. H2. L’agriculteur applique la même rotation sur toute son exploitation, et cultive toutes les cultures de cette rotation chaque année, si bien que l’assolement une année donnée est la projection de la rotation ;
  • –. H3. Le contexte économique est stable au cours du temps. L’optimisation de la rotation en fonction de ce contexte génère donc un assolement constant. L’étude intègre différents scénarios de prix, mais ces scénarios ne correspondent pas à des séquences temporelles d’évolution des prix.


Une démarche d’évaluation a priori

La démarche proposée pour l’évaluation a priori de la PIC se déroule en six étapes :

  • –. reconstitution précise des itinéraires techniques actuels (ITK actuels) ;
  • –. définition de nouveaux itinéraires techniques relevant de la protection intégrée (ITK PIC) ;
  • –. définition de la rotation (et donc de l’assolement) économiquement optimal sous contraintes PIC, combinant les ITK PIC définis précédemment avec les règles rotationnelles PIC, décrites ci-dessous. Cette optimisation est réalisée sous différents scénarios de prix ;
  • –. pour chaque scénario de prix, estimation et comparaison de la rentabilité économique du système actuel et du système PIC optimisé ;
  • –. évaluation de la faisabilité technique, en termes d’organisation du travail, par simulation du fonctionnement de l’exploitation dans son système actuel et dans les différents systèmes PIC correspondant aux différents scénarios de prix ;
  • –. évaluation du niveau d’utilisation d’herbicides pour les différents systèmes.


Reconstitution/construction des itinéraires techniques

La reconstitution des itinéraires techniques actuels (ITK actuel) a été réalisée par enquête auprès de l’exploitant, en recueillant les itinéraires qu’il a effectivement mis en œuvre sur chaque parcelle représentative de son exploitation au cours de l’année 2008-2009 et les rendements obtenus (tableau 1).

Tableau 1 Nombre de passages d’outils et rendement espéré pour chaque itinéraire technique.

Number of agricultural operations and expected yield for each crop management system.

Cultures Colza Blé Orge H Orge P Tri Fe P To Soj Sor Ma Lu Pois Mo
Détail des opérations Ac Pic Ac Pic Ac Pic Ac Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic
Engrais de fond T145ch+centrifugeuse 1 1 1 1 1 1 2 2 1 2 1 1 1 1 1 1 1
Déchaumage T175+cover crop 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Faux semis T145+vibro 2 1 2 1 1
Travail profond T200+charrue labour 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Reprise du sol T175+herse rotative 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Préparation semis T145+vibro 1 1 1 1 1 1 3 3 3 3 1 1-2
Préparation semis T175+canadien 1 1 1 1
Roulage T145+rouleau 1 1 1
Semis (date) T175+semoir Roger N N N T N N N N N N N N N N N N N
Antilimace T145+distributeur 1 1 1 1
Désherb. mécanique T145+herse étrille 1 1 1 2 1 1 2 2 1 1 1 1
Désherb. mécanique T145+bineuse 1 2 1 2
Désherb. mécanique T145+désherbineuse* 2 1 2
Épandage azote T145+ centrifugeuse 2 2 3 4 2 2 2 2 2 1 1 1 3
Traitement herbi. T145+pulvérisateur 2 2 1 1 2 1 1 2 1 1 1
Traitement insect. T145+pulvérisateur 2 2 1 1 4
Traitement fongi T145+pulvérisateur 1 1 2 1 2 2 1 1 1 1 1
Traitement régul. T145+pulvérisateur 2 2 1 1 1
Récolte (Rdt en qx) Moissonneuse 300 ch 38 35 78 68 85 80 58 54 70 50 30 25 80 80 32 45 20

Ac : actuel ; Pic : PIC ; N : normale ; T : tardif après le 20 octobre ; T145: tracteur 145 ch ; Orge H : orge d’hiver ; Orge P : orge de printemps ; Tri : triticale ; Fe P : féverole de printemps ; To : tournesol ; Soj : soja ; Sor : sorgho ; Ma : maïs ; Mo : moutarde ; Lu : lupin ; Vibro : vibroculteur pattes d’oies ; Désherb : désherbage ; chaque désherbinage* est accompagné du traitement simultané d’herbicide localisé sur le rang ; Rdt : rendement.

La construction des ITK de protection intégrée contre la flore adventice (ITK PIC) pour chaque culture potentielle, s’est faite à dire d’expert en mobilisant les principes de la PIC à partir des références existantes (Gran-Aymerich, 2006 ; Munier-Jolain et al., 2008). Les ITK PIC diffèrent des ITK actuels par un certain nombre de spécificités. Un déchaumage précoce permet de limiter la grenaison des adventices présentes à la récolte, des faux semis répétés pendant l’interculture sont réalisés pour réduire le stock semencier superficiel, un travail du sol très superficiel est systématiquement réalisé à la date du semis pour détruire toutes les adventices et semer sur une parcelle parfaitement propre (tableau 1). Les céréales d’automne et de printemps bénéficient de 2 faux semis, excepté lorsque la culture précédente est une culture d’été récoltée tardivement. Le blé est semé tardivement, après le 20 octobre, pour esquiver la période de levée préférentielle des adventices d’automne. Le désherbage mécanique est systématiquement prévu dans toutes les cultures, éventuellement complété par du désherbage chimique, en particulier dans les cultures disposant de solutions herbicides à la fois à large spectre et bon profil écotoxicologique. Les blés par exemple reçoivent un herbicide à large spectre qui peut être complété par un antichardon si le précédent est un protéagineux. Les aménagements prévus pour la gestion de la flore adventice peuvent avoir des conséquences sur d’autres éléments des ITK PIC. Par exemple, les semis tardifs du blé, les faibles niveaux de fertilisation azoté et le choix de variétés peu sensibles aux maladies permettent de limiter les traitements fongicides à un seul passage à demi-dose (Pardo et al., 2010). Chaque ITK PIC est associé à un rendement espéré moyen.

L’évaluation des marges pour chaque ITK actuel et ITK PIC s’appuie sur le descriptif des ITK, en affectant un coÛt à chaque intervention, permettant ainsi d’estimer des indicateurs de rentabilité économique pour chaque culture des systèmes actuel et PIC (tableau 2). Les charges de mécanisation sont calculées sur la base des barèmes d’entraide 2009 (région Nord-Est de la France) pour chaque opération.

Tableau 2 Exemple de matrice technico-économique construite pour l’itinéraire technique blé.

An example of the techno-economic matrix for wheat crop management.

Débit de chantier (ha/h) Intrants Dose
ITK blé actuel
Engrais de fond 6 Super 46 80 kg/ha
Travail profond 1,1
Reprise du sol 1,3
Préparation semis 6
Semis 3 Semences (variété Aubusson) 180 kg/ha
Épandage engrais 6 0-21-21-10 200 kg/ha
Traitement herbicide 7 Atlantis + Primus + adjuvant 0,3 + 0,07 +0,15 L/ha
Traitement herbicide 7 Dieze 0,37 L/ha
Épandage engrais 6 Ammonitrate 358 kg/ha
Traitement fongicide 7 Jao + virtuose 0,5 + 0,5 L/ha
Épandage engrais 6 Ammonitrate 100 kg/ha
Traitement fongicide 7 Menara + Acanto + Bravo500 0,4 + 0,25 + 1,25 L/ha
Récolte 78 q 3
ITK blé PIC
Engrais de fond 6 Super 46 80 kg/ha
Déchaumage 2
Faux semis 3,8
Faux semis 3,8
Préparation semis 3,8
Semis tardif fin oct. 3 Semences (variété Soissons) 198 kg/ha
Désherbage méca 9
Épandage engrais 6 0-21-21-10 200 kg/ha
Traitement herbicide 7 Archipel + adjuvant 0,3 + 0,15 L/ha
Épandage engrais 6 Ammonitrate 142 kg/ha
Épandage engrais 6 Ammonitrate 100 kg/ha
Épandage engrais 6 Ammonitrate 119 kg/ha
Traitement fongicide 7 Opus 0,8 L/ha
Récolte 68 quintaux 3

Optimisation de l’assolement

La rotation des cultures est un élément important de la rentabilité économique. Mais la rotation est également déterminée par des règles agronomiques, qui sont plus nombreuses dans le cadre de la protection intégrée que dans les systèmes à forts niveaux d’intrants exogènes largement pratiqués en France aujourd’hui. Les règles fixées pour la définition des rotations PIC sont les suivantes :

  • –. diversification des périodes de semis pour les cultures de la rotation, avec environ 1/6e de semis d’automne précoce (colza), 3/6e de semis d’automne tardifs (blé, orge, triticale, féverole d’hiver, ou pois d’hiver), 1/6e de semis de printemps précoce (orge de printemps, lupin, moutarde, ou pois de printemps), et 1/6e de semis de printemps tardif (maïs, sorgho, soja ou tournesol). Cette règle permet de diversifier les dates de semis tout en gardant une dominante de culture d’automne, justifiée par le fait que les semences d’adventices à levée automnale ont généralement une persistance moindre que celles d’adventices de printemps, et sont donc plus affectées par les choix des rotations diversifiées ;
  • –. au moins 1/6e de la rotation en culture de légumineuse pour contribuer à l’amélioration du bilan énergétique, et compenser les coÛts énergétiques du travail du sol et du désherbage mécanique ;
  • –. cohérence temporelle des successions : pour chaque culture candidate, on définit la liste des précédents possibles : par exemple, le semis de colza n’est pas possible après une culture d’été, récoltée trop tard. On évite également tout précédent « céréales à paille » avant la culture de blé.


L’outil ATOUPRIX (ARVALIS-Institut du végétal), est un optimisateur reposant sur la programmation linéaire. Il a été utilisé pour déterminer l’assolement le plus performant économiquement respectant les contraintes rotationnelles PIC, en combinant les ITK PIC des différentes cultures candidates pour la diversification, et cela pour cinq scénarios de prix de vente des produits agricoles (tableau 3). Ces scénarios correspondent aux prix enregistrés en Bourgogne entre 2006 et 2009, période pendant laquelle les prix agricoles ont subi de grandes fluctuations, ce qui permet de couvrir une large gamme de contextes économiques. La diversité des contextes considérés permet d’étudier la sensibilité des assolements, mais ne vise pas à intégrer la variabilité interannuelle des prix dans les prises de décisions stratégiques.

Tableau 3 Scénarios de prix (euros/tonne) des produits agricoles.

Price scenarios (euros/ton) of agricultural products.

Scénario 1 Scénario 2 Scénario 3 Scénario 4 Scénario 5
Blé 93 125 230 143 97
Orge de printemps 85 135 135 210 100
Orge d’hiver 80 135 135 180 82
Maïs 89 156 156 89 73
Tournesol 222 310 310 350 240
Colza 200 260 260 340 250
Triticale 75 122 122 130 76
Moutarde de printemps 500 440 440 600 1 089
Féverole 125 148 148 160 125
Soja 170 283 283 346 320
Sorgho 75 177 177 109 75
Lupin* 105 230 230 110 105
Pois d’hiver* 100 130 130 120 100
Pois de printemps* 100 130 130 120 100

* « hypothèse d’experts »

Simulation du fonctionnement de l’exploitation agricole en systèmes actuel et PIC

L’assolement issu de l’optimisation, les ITK associés à chaque culture de l’assolement, les débits de chantiers (temps par hectare pour chaque opération) et les conditions pédoclimatiques requises pour chaque opération, permettent de simuler le fonctionnement de l’exploitation agricole sous système actuel et PIC, et d’évaluer les contraintes en termes d’organisation du travail. Cette simulation est réalisée avec l’outil SIMEQ (ARVALIS-Institut du végétal). Cet outil permet d’estimer les dates effectives de réalisation des activités en fonction de règles d’organisation : intervalle de date optimale souhaitée pour la réalisation de chaque opération (par exemple, les semis du blé en système PIC peuvent commencer à partir du 20 octobre, et la date butoir est fixée au 1er décembre) ; priorité dans la réalisation des activités qui se chevauchent ; temps de travail maximum par jour (12 heures en juillet et aoÛt, 8 heures en octobre et 7 heures le reste de l’année), etc. La simulation s’appuie sur une série de 20 années climatiques pour déterminer la fréquence de réussite ou d’échec dans la réalisation des différentes opérations prévues. Les tensions d’organisation du travail sont quantifiées par la fréquence (sur la séquence simulée) des opérations « problématiques », non réalisées à la date butoir fixée pour chaque opération, et par l’équivalent en temps de travail de ces opérations. Ces indicateurs sont utilisés pour évaluer la faisabilité technique des systèmes, à l’échelle de l’exploitation. On sépare dans l’analyse fréquentielle de l’organisation du travail les 16 années les plus favorables (« années normales ») et les 4 années les plus difficiles (« années difficiles ») du point de vue climatique.

Évaluation du niveau d’utilisation d’herbicides

L’IFT permet d’évaluer la dépendance d’une production donnée aux pesticides. Au niveau de chaque parcelle, l’IFT est calculé par le cumul du nombre de traitements, chaque traitement étant pondéré par la quantité de produit appliqué par hectare, exprimée en valeur relative par rapport à la dose homologuée pour la cible visée.

Résultats

Conception des systèmes de culture PIC

Charges de production et marges nettes associées aux itinéraires techniques

Le bilan des charges et des produits associés aux différents ITK actuels et PIC (tableau 4) montre que le blé PIC génère approximativement la même marge nette que le blé actuel dans les 5 scénarios de prix retenus, avec un léger avantage au blé actuel lorsque le prix du blé est élevé (scénarios 3 & 4). Le rendement relativement faible du blé PIC (-1 t/ha par rapport au blé actuel) est compensé par les faibles coÛts de mécanisation et d’intrants. Par contre le colza actuel est toujours plus rentable que le colza PIC, la pénalité de - 0,3 t/ha estimée pour le rendement du colza PIC n’étant pas complètement compensée par les charges plus faibles.

Tableau 4 Charges (hors main-d’œuvre) et marges nettes (sans aides) obtenus (euros/ha) pour chaque itinéraire technique pour différents scénarios de prix, en tenant compte du précédent.

Charges (without labour costs) and margin (without subsidies, euros/hectare) for each crop management system and preceding crop in different price scenarios.

Culture Précédent Charges mécanisation Charges intrants Marge nette (sans aide)
Scé1 Scé2 Scé3 Scé4 Scé5
Blé PIC maïs, sorgho 206 306 121 339 1 053 461 148
protéagineux 215 290 128 346 1 060 468 155
oléagineux 182 322 128 346 1 060 468 155
Blé actuel colza, orge P 219 393 113 363 1 182 503 145
Colza PIC toute culture 249 254 197 407 407 687 372
Colza actuel céréale A 236 294 230 458 458 762 420
Orge H PIC protéagineux 186 217 237 677 677 1 037 253
autre 186 253 201 641 641 1 001 217
Orge H actuel orge P, blé 190 330 160 627 627 1 010 177
Orge P PIC céréale A 232 231 -4 266 266 671 77
Orge P actuel orge H, blé 236 264 -6 284 284 719 81
Triticale PIC toute culture 150 224 151 480 480 536 158
Féverole PIC céréale A 280 204 141 256 256 316 141
Lupin PIC céréale A 297 239 -200 200 200 -184 -200
Soja PIC céréale A 275 108 43 325 325 483 418
Maïs PIC céréale A 322 97 293 829 829 293 165
Sorgho PIC céréale A 275 85 240 1 056 1 056 512 240
Moutarde PIC céréale A 345 167 488 368 368 688 1 666
Pois P PIC céréale A 289 223 -62 73 73 28 -62
Pois H PIC céréale A 268 211 -28 107 107 62 -28
Tournesol PIC céréale A 339 97 229 493 493 613 283

Scé : scénario ; A : automne ; H : hiver ; P : printemps ; E : été

Malgré la pénalité de rendement estimée à 0,5 t/ha pour l’orge d’hiver PIC, sa marge nette est le plus souvent plus importante que celle de l’orge d’hiver actuel, en raison des charges de production plus faibles en PIC. Les orges de printemps PIC et actuel ont des marges souvent très similaires.

Optimisation de la rotation et de l’assolement

L’optimisation économique, avec ATOUPRIX, des rotations sous contrainte PIC a permis de générer cinq assolements (PIC 1 à PIC 5) (figure 1), correspondant respectivement aux cinq scénarios de prix proposés (tableau 3). Ces assolements PIC 1 à PIC 5 obtenus sont évidemment plus diversifiés que l’assolement actuel. La nature de la diversification au sein de chacun, est dictée par la marge nette de chaque culture proposée, calculée par ATOUPRIX. Les cultures de diversification introduites sont principalement le sorgho, le soja, la moutarde, le lupin et la féverole de printemps, et un peu de maïs dans le scénario 1. Les cultures de triticale, de tournesol, de pois d’hiver, n’apparaissent jamais dans l’assolement optimal.

Marge nette des différents assolements

La marge nette de chaque système de culture prend en compte l’aide publique sous forme de DPU ([droits à paiement unique], fixés à 330 euros/ha, une valeur moyenne pour une exploitation céréalière de la région, attribuée à l’ensemble de la sole de l’exploitation, à l’exception de la moutarde). La marge nette calculée pour chaque assolement à la fois dans le scénario de prix pour lequel il a été optimisé, et dans les quatre autres scénarios de prix, montre que les assolements PIC1 et PIC5 ont un écart type plus faible et sont donc plus robustes que les autres face à la volatilité des prix (figure 2). Cette bonne robustesse peut être reliée à un assolement bien diversifié et équilibré. Au contraire, le système PIC 3 est plus sensible à la volatilité des prix, en lien avec un assolement moins diversifié, dominé par la culture de blé, ajusté par rapport à un scénario de prix du blé très élevé (230 euros/tonne). En moyenne, les systèmes PIC sont déficitaires de 9 euros/hectare seulement par rapport au système actuel. Le scénario 4 est le seul contexte de prix pour lequel tous les assolements PIC testés sont moins rentables (-169 euros/ha de différence en moyenne) que l’assolement actuel, cela en raison de la substitution d’une partie de cultures traditionnelles (colza, blé, orges) à forte marge nette par les cultures de diversification qui sont moins rentables dans ce contexte (figure 2, tableau 4).

Faisabilité technique des systèmes de culture PIC

Le système actuel nécessite en moyenne 14 passages d’outils et 3,7 heures nettes de travail par hectare cultivé (figure 3). Contrairement aux idées reçues, les systèmes PIC ne génèrent pas d’augmentation du nombre de passages. De même, l’augmentation du temps de travail n’est pas systématique dans les systèmes PIC, et le cas échéant, la charge supplémentaire de travail reste inférieure à 0,5 heure par hectare cultivé. En effet, l’augmentation du temps de travail liée aux travaux superficiels du sol pour les faux semis, et au désherbage mécanique, est compensée par la baisse du nombre de traitements phytosanitaires, par la baisse du temps consacré aux épandages d’engrais, en particulier sur les cultures de légumineuses, et par la moindre fréquence du labour en système PIC.

En revanche, les opérations ne sont pas réparties de la même façon dans le temps, et certaines opérations spécifiques de la PIC requièrent des conditions climatiques assez restrictives. Le modèle d’organisation du travail, simulant les systèmes sur 142 hectares sur une séquence de 20 années climatiques, indique que les opérations « problématiques » sont plus fréquentes dans les systèmes PIC que dans le système actuel, et correspondent à un temps de travail difficile à insérer dans le calendrier de travail plus important (figure 4). Les difficultés de réalisation en système PIC concernent essentiellement le désherbage mécanique en culture, qui nécessite des conditions météorologiques sèches pendant la courte période où les plantules adventices sont facilement destructibles par cette opération. Elles concernent également le semis des blés (avec son travail superficiel du sol associé), en raison de la règle de semis tardif qui s’applique à une période à tendance humide où le nombre de jours favorables diminue rapidement, et le semis de culture de printemps. Ces opérations posant des problèmes de faisabilité ne représentent néanmoins que quelques hectares, et un temps de travail correspondant limité, qui est réparti sur l’ensemble de l’année (figures 4 et 5). Pour une exploitation agricole de « grande culture » cultivant 142 hectares, ce temps de travail correspondant aux opérations « problématiques » est compris entre 4 heures et 11 heures par an en moyenne sur 20 années. Mais en réalité, les conditions climatiques de l’année affectent beaucoup les tensions d’organisation du travail. En « année normale » (16 années sur 20) les opérations « problématiques » en système PIC représentent 2 à 11 heures de temps de travail (figure 4A), contre 14 à 33 heures en « année difficile » (4 années sur 20, figure 4B).

Les solutions permettant de réaliser ou de contourner les opérations « problématiques » sont présentées et discutées dans la conclusion.

Effets des systèmes PIC sur l’utilisation de pesticides

L’exploitation agricole retenue dans le cas de cette étude est déjà engagée dans une démarche de réduction de dose des traitements pesticides plutôt marquée. Les IFT des systèmes PIC proposés pour les 5 scénarios de prix sont réduits de 48 à 63 % pour l’ensemble des pesticides par rapport au système actuel (de 60 % à 72 % par rapport à la moyenne régionale), et de 44 à 60 % par rapport au système actuel si l’on ne considère que les herbicides (figure 6). La baisse d’utilisation d’herbicide dans les systèmes PIC par rapport au système actuel est répartie sur toutes les cultures de la rotation, avec par exemple une baisse importante dans le blé et l’abandon complet du désherbage chimique dans le colza (dans lequel on prévoit un désherbage mécanique en plusieurs passages), l’orge d’hiver (espèce très compétitive). Les cultures pour lesquelles on conserve des herbicides sont celles qui sont peu compétitives contre la flore adventice (pois par exemple) ou d’autres comme le blé qui bénéficient d’herbicides à large spectre très efficaces, et donc très efficients sur l’ensemble de la succession culturale.

Discussion et conclusion

Dans les exploitations de grandes cultures, le contexte de prix des produits et les conditions pédoclimatiques ont une forte influence sur le choix des assolements, les tensions d’organisation du travail pour réaliser les opérations culturales prévues et la rentabilité des différents systèmes de production. Ces éléments ont été pris en compte dans cette analyse a priori pour évaluer des systèmes de culture optimisés dans le cadre de règles agronomiques de gestion de la flore adventice avec peu d’herbicides, dans une exploitation de grandes cultures de la plaine de Dijon en région Bourgogne.

Malgré les contraintes de rotations fortes de la PIC et l’introduction des cultures de diversification, les systèmes PIC sont selon cette étude globalement aussi rentables que le système actuel pour les différents scénarios de prix testés. Pour chaque scénario de prix testé, le système PIC est avantageux lorsque la marge nette moyenne des ITK des cultures de diversification choisies dépasse la marge nette moyenne des ITK des cultures actuelles substituées (colza, blé, orges), et inversement.

Ces résultats fondés sur des simulations doivent être considérés avec une relative prudence. Ils s’appuient sur des itinéraires techniques PIC définis à dire d’experts, associés à des rendements espérés. Bien que les références précises en protection intégrée soient à l’heure actuelle insuffisantes pour valider à 100 % ces hypothèses, leur robustesse a été renforcée par les résultats obtenus par l’expérimentation de l’Inra menée à proximité, pendant 10 ans avec 8 parcelles PIC sur un sol très similaire (Munier-Jolain et al., 2008 ; Chikowo et al., 2009). Ces résultats théoriques indiquent que malgré la relative mauvaise rentabilité économique observée sur les parcelles expérimentales PIC de Dijon-Époisses (Pardo et al., 2010) il existe une certaine marge de manœuvre pour mieux concilier les contraintes rotationnelles PIC avec la rentabilité économique de ces systèmes.

Les simulations du fonctionnement de l’exploitation agricole ont montré que la réalisation des opérations en année normale du point de vue climatique ne génère que peu d’augmentation du temps de travail et de tension organisationnelle du travail à l’échelle de l’exploitation. Ces systèmes bénéficient notamment de l’étalement des travaux dÛ à la diversification des assolements, qui limite l’intensité des pics de travail. En revanche, en année difficile, des problèmes de réalisation de certaines opérations peuvent être rencontrés en période humide, au printemps et en fin d’automne. Les opérations concernées représentent des surfaces limitées et du temps de travail correspondant de quelques heures seulement. Il existe des pistes pour résoudre ces quelques tensions d’organisation du travail, soit via l’augmentation de la flexibilité du travail pendant les années difficiles (notamment en fin d’automne et au printemps), soit via l’adaptation de l’outillage pour augmenter les débits de chantier, en particulier des semis. Le débit de chantier de semis considéré dans nos simulations est, suivant les cultures, égale à 1,8 ou 3 hectares par heure, alors qu’il existe aujourd’hui des équipements de semis permettant d’effectuer cette opération beaucoup plus rapidement. Une partie des « tensions de travail » identifiées résulte de la règle du retard de la date de semis du blé après le 20 octobre. Il est possible d’assouplir cette règle pour ne la réserver qu’à une partie de la sole de blé, (par exemple aux parcelles potentiellement les plus enherbées). Les difficultés identifiées en année difficile pour les semis des cultures de printemps sont moins problématiques, car on peut toujours tolérer d’attendre la fin d’une période pluvieuse en année humide, donc de retarder les semis sans conséquence majeure pour la production.

Il y aurait donc une place pour l’évolution vers des systèmes de protection intégrée dans ce contexte pédoclimatique plutôt favorable de la plaine de Dijon, ce qui ne veut en aucun cas dire que cette évolution soit facile à mettre en œuvre en pratique. L’intérêt du travail présenté provient aussi de sa dimension méthodologique. La méthode d’évaluation ex ante utilisée a vocation à être appliquée sur une diversité d’exploitations agricoles pour identifier les conditions économiques, pédoclimatiques et de structure d’exploitation les plus favorables/défavorables au développement de la protection intégrée. Cependant l’extension de la méthode à d’autres contextes nécessitera d’élaborer pour chaque contexte une matrice technico-économique associant des itinéraires techniques PIC à des rendements espérés pour chaque culture candidate. L’élaboration de ces matrices requiert de mobiliser toutes les références issues d’essais PIC au champ et des réseaux de recherche-développement (RMT « systèmes de culture innovants » et Réseau DEPHY Ecophyto), mais aussi de mobiliser de l’expertise quand les références sont insuffisantes.

Bien que tous les pays de l’Union européenne soient concernés par l’adoption des principes de protection intégrée (cf. directive 2009-128), bien que la diversification des rotations et des assolements fasse partie des recommandations associées (cf. par exemple Neumeister et al., 2007), les études européennes sur les conséquences en termes agronomiques, économiques et en termes d’organisation des filières agricoles restent encore aujourd’hui peu répandues. La méthodologie présentée dans cette étude pourrait être utilisée pour étudier les conséquences du passage à la PIC dans les différents contextes agricoles européens.

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