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Réussir deux récoltes par an : relay cropping ou double culture ?

01 mai 2020
Arvalis a analysé la faisabilité et la technicité de deux méthodes visant à récolter deux cultures par an : la double culture et le relay cropping. Si la première méthode est de réalisation simple, elle est cantonnée au sud de la France, alors que la seconde peut être utilisée partout en France mais est plus délicate.

L’agriculture doit s’adapter aujourd’hui pour répondre aux changements majeurs de demain et a priori contradictoires : l’évolution du climat et l’évolution des besoins alimentaires en raison de la croissance démographique.

Le réchauffement climatique peut être vu comme une opportunité pour mettre en place des systèmes de culture plus productifs avec pour objectif deux récoltes par an. Les successions temporelles, appelées communément double culture (figure 1-A), existent depuis longtemps mais se cantonnent aux récoltes précoces dans des territoires ayant une offre climatique suffisante pour permettre la maturité de la seconde culture.

Le relay cropping, ou culture en relai, se présente en alternative : cette technique culturale repose sur une cohabitation spatiale de courte durée entre deux cultures au sein d’une même parcelle (figure 1-B). En implantant la culture relai au printemps, le relay cropping lui assure un cycle classique, non décalé dans le temps.

Un intérêt différent selon la zone géographique

Ce sont avant tout des critères agro-météorologiques qui déterminent le choix d’un système ou d’un autre. La date de semis de la seconde culture est, en effet, déterminante pour assurer des conditions favorables de récolte et ainsi éviter le tassement des sols ou encore les premiers gels. Il faut également considérer les besoins physiologiques des différentes espèces et, notamment, les sommes de températures nécessaires pour boucler leur cycle.

Pour cela, une réflexion sur les précocités variétales est nécessaire en fonction des périodes de semis et de récolte envisageables. Les groupes variétaux les plus précoces seront donc recherchés pour des semis fin juin en double culture, alors que le choix est moins restrictif pour des semis de printemps en relay cropping.

« Si le relay cropping est, sur le papier, simple et a un intérêt évident, sa réussite s’avère délicate car très dépendante du contexte agroclimatique. »

Une étude a été conduite afin de pouvoir objectiver tous ces aspects et ainsi visualiser les zones favorables à l’échelle du pays. Elle s’appuie sur vingt ans de données de 430 stations météo, identiques sur toute la période considérée (1998-2018). Deux dates de récolte ont été retenues, les 30 septembre et 15 octobre, alors que la diversité est volontairement plus large pour les dates de semis : du 10 avril au 10 mai pour le relay cropping, et du 15 juin au 15 juillet pour la double culture.

L’analyse a déterminé les zones potentiellement concernées par chacune de ces deux techniques avec une probabilité de réussite de 80 % (décile 2) de différentes espèces cultivées - soja, tournesol, maïs ou sorgho - mais également les zones où cela n’est pas envisageable (figure 2). En considérant un semis le 30 juin, la double culture est intéressante uniquement dans la moitié sud de la France, exception faite des anciennes régions Auvergne et Limousin ; en outre, aucune zone ne permet la réussite d’un sorgho du fait d’un manque d’offre climatique. En relay cropping, pour un semis le 25 avril et une récolte le 30 septembre, il est possible de faire deux récoltes par an dans la grande majorité de l’hexagone, avec l’intégralité des espèces étudiées.

Une conduite culturale spécifique au relay cropping

Si l’étude agroclimatique fait ressortir le relay cropping comme le système réalisable à plus grande échelle, la conduite technique d’un tel dispositif n’est pas tout à fait classique et mérite d’être précisée. Pour mener à bien un tel système, il faut, dès le semis de la première culture, avoir pris en compte toutes les interventions futures, y compris celles de la seconde culture.

Le couple culture d’hiver-culture d’été constitue la « colonne vertébrale » du système. La première culture doit pouvoir être récoltée assez précocement. En outre, un port dressé ou une architecture assez aérée pour cette première culture limiteront les dégâts durant la cohabitation. Pour la seconde culture, on recherchera des critères tels que la tolérance à la compétition pour la lumière et au stress hydrique.

Sur le plan agronomique, une attention particulière doit être apportée au désherbage de la culture d’hiver puisqu’il est important de veiller à la non rémanence du programme herbicide sur la seconde culture. Un binage peut être envisagé en sortie d’hiver dans des situations où les bandes réservées à la seconde culture se seraient resalies, en veillant toutefois à ne pas trop dessécher l’horizon de surface.

Si cette première culture est une céréale d’hiver, il est également vital d’éviter tous problèmes de verse à la récolte. Pour cela, opter pour des densités de semis normales sur le rang, des apports d’azote raisonnés et l’application de régulateurs de croissance selon les cultures. Si les parcelles sont irrigables, un suivi hydrique est intéressant, plus particulièrement durant la cohabitation des deux cultures, afin de déclencher si besoin un tour d’eau et ainsi assurer la survie de la culture relai.

Sur le plan du matériel, le relay cropping ne nécessite aucun investissement majeur mais quelques adaptations des équipements existants. L’architecture de peuplement choisie est, de loin, le critère le plus important au niveau agronomique mais également matériel. Cette architecture sera réfléchie en fonction des cultures envisagées afin d’obtenir un potentiel intéressant et du matériel disponible. La largeur de l’élément semeur ainsi que les écartements réalisables avec le semoir monograine sont à étudier, tout comme l’écartement entre les rangs du semoir à céréales. Dès le semis de la céréale d’hiver, on intégrera en effet des bandes vides qui, au printemps, recevront la culture relai. Pour ce faire, la distance entre les bandes doit correspondre à la voie du tracteur et de la moissonneuse-batteuse, et la largeur de la bande vide doit permettre le passage des roues du tracteur et le travail de l’élément semeur sans perte par écrasement. Il sera tout de même nécessaire d’adapter le semoir monograine de façon à pouvoir semer dans l’axe des roues du tracteur.

Lors de la récolte de la céréale d’hiver, les roues ne doivent pas écraser la culture relai - facile à dire, mais un peu compliqué sur le terrain ! On s’attachera à ne pas couper la culture relai lors de la récolte de la céréale en utilisant des protections de barre de coupe « maison » ou du commerce. La récolte finale de la culture relai ne présente, elle, pas de problème particulier.

Le rendement de la céréale d’hiver est, en moyenne, modérément pénalisé

Depuis la récolte du premier essai en juin 2017, neuf autres situations ont été étudiées - une situation correspondant à un couple culture d’hiver+culture d’été en un site d’expérimentation donné et pour une année culturale donnée. Pour chaque situation, trois modalités ont été testées : une conduite en relay cropping, une en double culture, et une culture d’été implantée seule à la date de semis du relay cropping.

Les premiers résultats (figure 3) étudient la productivité de la culture d’hiver : orge d’hiver, blé tendre, ou plus ponctuellement une orge de printemps semée en automne. Sur les dix situations mentionnées plus haut, seules neuf sont présentées, une situation n’ayant pas fourni des résultats représentatifs.

Le rendement de la céréale à paille de la modalité relay cropping est plus faible de seulement 8 % en moyenne par rapport à une céréale conduite en double culture et donc semée de façon classique. C’est, pour l’essentiel, grâce à un tallage très important qu’on passe d’une densité de semis moitié plus faible que la densité classique en relay cropping (en raison des espaces laissés vides pour la deuxième culture) à « seulement » 30 % d’épis en moins par m². La fertilité épis est également améliorée, de même que le poids de mille grains selon les modalités. Les différents critères de qualité du grain sont conservés.



Ces essais ont aussi identifié certains écueils de la technique du relay cropping concernant plus particulièrement la culture d’été. Ainsi des problématiques de ravageurs (notamment d’oiseaux), très variables d’un essai à l’autre, ont été rencontrées dès la levée : de moins de dégâts que la culture seule (dans l’essai du Magneraud en 2017) jusqu’à beaucoup de dégâts ayant conduit à l’abandon de la culture dans les essais de Pusignan et Grussenheim en 2019.

L’autre problématique a été le stress hydrique intervenu durant la phase de cohabitation des deux cultures. Des phénomènes d’enroulement de feuilles, voire de dessèchement de plantules chez la culture relai ont été observés dès la récolte de la céréale au Magneraud en 2017 ou lors de la dernière récolte en Côte d’Or. Seules deux situations ont présenté une maîtrise correcte (bien que non optimale) de la culture d’été : le soja et le sorgho. Dans ces deux cas, le rendement de la culture relai a représenté respectivement 70 % (soja) et 60 % (sorgho) du rendement obtenu en culture seule. Dans l’état actuel des choses, la maîtrise imparfaite du système en relay cropping rend inutile toute analyse économique poussée.

La comparaison technique des deux systèmes (relay cropping et double culture) montre des niveaux de charges d’intrants quasi identiques. Les quintaux manquants sur la céréale en relay cropping devront forcément être compensés par une productivité supérieure de la seconde culture afin de pouvoir faire mieux qu’une double culture.

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