Les mauvaises herbes peuvent être définies comme des plantes poussant hors de leur place et peuvent se peupler rapidement dans des écosystèmes qui ne supportent pas leurs ennemis naturels. De nombreuses méthodes sont utilisées pour contrôler les mauvaises herbes. Il s'agit notamment de les brûler, de les retirer ou de les hacher et de les traiter avec des herbicides.
Les producteurs de légumes ont classé les mauvaises herbes comme le principal obstacle à la production de cultures biologiques. Aux premiers stades de la croissance des cultures, les mauvaises herbes sont en compétition à un rythme plus rapide que les semences de cultures pour l'eau, l'espace et les nutriments, en particulier dans les 20 à 30 premiers jours de croissance des cultures. Les producteurs biologiques utilisent la culture mécanique et le désherbage manuel pour lutter contre les mauvaises herbes. Cependant, une culture fréquente du sol diminue la santé du sol et perturbe le système écologique; augmente les coûts de carburant et de main-d'œuvre et amène les graines de mauvaises herbes enfouies à la surface du sol. La lutte biologique est très prometteuse pour une gestion des mauvaises herbes à long terme, économique et respectueuse de l'environnement.
Qu'est-ce que la lutte biologique contre les mauvaises herbes?
Les plantes sont qualifiées de «mauvaises herbes» lorsque leurs ennemis naturels deviennent inefficaces ou inexistants. Dans la nature, les plantes sont contrôlées biologiquement par des organismes naturels. La lutte biologique contre les mauvaises herbes consiste à utiliser des agents biologiques qui comprennent des organismes vivants, tels que des insectes, des nématodes, des bactéries ou des champignons, pour réduire les populations de mauvaises herbes. En introduisant des agents de lutte biologique, nous tentons de restaurer ou d'améliorer les systèmes de la nature.
Comment introduire des agents de contrôle biologique
L'utilisation de compost comme paillis de sol (4 à 6 pouces (10 à 15 cm)) peut être plus efficace pour supprimer les mauvaises herbes. Cependant, les composts peuvent varier dans leurs composants chimiques et biologiques en fonction de la méthode de préparation et des composants de la matière première. De plus, les applications de composts à ces quantités peuvent être coûteuses. En tant que méthode de gestion des mauvaises herbes, les extraits de compost conçus chimiquement et biologiquement offrent une approche de lutte biologique respectueuse de l'environnement qui complète les méthodes conventionnelles. Il aide à répondre au besoin de nouvelles stratégies de gestion des mauvaises herbes tout en protégeant la santé des sols. Ces applications annuelles d'extraits de compost riches en agents biologiques réduiront l'expression des mauvaises herbes en réduisant le nombre de graines de mauvaises herbes stockées dans le sol.
Comment concevoir un extrait de compost pour réduire l'expression des mauvaises herbes
Tous les composts ne sont pas créés de la même manière, et leurs préparations d'extraits ne sont pas non plus considérées comme contenant les agents de lutte biologique qui ciblent des mauvaises herbes spécifiques. Les producteurs biologiques, qu'ils cultivent des légumes, des herbes, des baies ou des cultures indigènes, sont constamment confrontés à des mauvaises herbes qui poussent à un rythme plus rapide que leurs cultures commerciales. Ces mauvaises herbes comprennent l'amarante, le quartier d'agneau, le galinsoga velu et le chardon canadien.
En 2015, j'ai préparé des tas de compost avec divers composants de matières premières à des taux variables pour encourager la diversité dans la communauté microbienne et ensuite produire des extraits de compost qui ciblent diverses espèces de mauvaises herbes. Un tas de compost (C1) a été préparé à 30 pour cent de brun (copeaux de bois et paille), 50 pour cent de vert (paillis de feuilles, feuille de tomate et tiges) et 20 pour cent d'azote élevé (tournesol plante entière) et le deuxième tas de compost (C2) avait pourcentages similaires de haute teneur en azote mais avec 50 pour cent de brun et 30 pour cent de vert des mêmes composants de matière première. Ces matières premières ont été mélangées et mises en couches dans des bacs à compost de 3 pieds (91.4 cm) de hauteur constitués de tissu de matériel galvanisé à mailles de 0.5 pouce (1.27 cm) (photo 1).
Les pieux ont été tournés quatre fois lorsque les températures ont augmenté au-delà de 131 ° F (55 ° C) et au-dessous de 170 ° F (76.6 ° C). Des tas de compost durci ont ensuite été utilisés pour préparer des extraits de compost en faisant barboter de l'air dans des conteneurs qui contenaient du compost avec de l'eau déminéralisée à plusieurs dilutions pendant 24 heures avant d'être testés sur les mauvaises herbes et les semences de cultures dans des conditions contrôlées.
Des extraits de compost ont été préparés à des dilutions de 1: 2, 1: 3, 1: 4, 1: 5, 1:10 et 1:20. Dix graines par espèce de mauvaise herbe ont été placées dans des boîtes de Pétri et testées à chaque dilution en trois répétitions dans un incubateur à 24 ° C. Les pourcentages de germination des graines de mauvaises herbes ont été évalués cinq jours après le début des expériences. Les graines de concombre ont également été utilisées comme culture commerciale modèle dans ces expériences.
Qu'a montré la recherche?
Les résultats ont montré que les tas de compost, tout en ayant des matières premières similaires, leur distribution chimique et biologique est dictée par le rapport de ces matières premières (tableau 1).
Seuls les extraits de compost avec des dilutions à 1: 3 (compost à eau (volume à volume)) ont été les plus efficaces pour réduire la germination des graines d'amarante dans des conditions contrôlées. L'extrait de compost préparé à partir du tas C1 a réduit la germination de l'amarante de 20 pour cent par rapport à l'eau désionisée à p = 0.0032.
De même, le pourcentage de germination des graines de quartier d'agneau était plus faible dans les extraits de compost C1 et C2 (52 pour cent et 57 pour cent, respectivement), mais pas statistiquement différent de l'eau désionisée (65 pour cent). À la dilution 1: 3, les graines de concombre n'ont pas été affectées car celles incubées dans des dilutions 1: 2 (ont montré une réduction importante de l'allongement des racines). Les résultats ont également montré que C1 et C2 à des dilutions de 1: 3 se sont améliorés de manière significative à p = 0.018 germination des graines de concombre (100 pour cent et 87 pour cent, respectivement) par rapport à l'eau désionisée (43 pour cent). Bien que ces résultats aient confirmé une preuve de concept d'utilisation d'extraits de compost conçus chimiquement et biologiquement pour réduire l'expression des mauvaises herbes, il était nécessaire de pousser ce concept un peu plus loin et d'évaluer son utilité dans les conditions de terrain.
Notre essai de suivi
Un essai de suivi sur le terrain a été mené au printemps 2016 pour évaluer si les applications d'extrait de compost C1 à des dilutions 1: 3 seront utiles pour supprimer l'expression des mauvaises herbes par rapport à la culture du sol (traitement standard du producteur).
Dans une conception en blocs complets randomisés (RCBD) avec quatre répétitions, deux traitements d'application d'extrait de compost ont été comparés au traitement standard du producteur (culture entre les rangées de plantes cultivées). Le premier traitement d'application d'extrait de compost est appelé pré- et post-plantation (les parcelles ont reçu des extraits de compost avant et après la plantation de la culture de rente), tandis que le deuxième traitement est appelé traitement post-plantation (l'extrait de compost n'était appliqué qu'après la plantation). culture commerciale a été plantée ou semée).
Lorsque des extraits de compost ont été appliqués sur des parcelles dédiées aux traitements de compost, les parcelles standards du producteur ont été traitées à l'eau. Les terres étaient auparavant cultivées en culture de couverture de seigle céréalier. Le sol a été cultivé, mis en disques et tassé deux semaines avant la plantation du chou. Des semis de chou 'Tender Sweet' ont été établis dans la serre en mars 2016. Des semis au stade quatre feuilles ont été transplantés dans des lits à deux rangées, espacés de 30 pouces (76 cm) entre les rangées et de 18 pouces (46 cm) d'espacement dans les rangées le 19 avril. , 2016, cinq jours après la préparation du lit. Les plants de chou ont été recouverts de couvertures pendant un mois. Lors de la récolte, les têtes de chou ont été coupées au niveau de la couronne et le rendement a été enregistré.
Les résultats ont montré que les mauvaises herbes dans les lits de chou étaient dominées par les mauvaises herbes à feuilles larges plutôt que par les graminées au début de la saison (photo 2). Les mauvaises herbes à feuilles larges (BL) comprenaient principalement la smartweed de Pennsylvanie, le chardon canadien et l'ambroisie. D'autres mauvaises herbes BL telles que la feuille de velours, le henbit, le mouron, le trèfle, la luzerne étaient de plus faible densité. La densité totale des mauvaises herbes BL dans les parcelles ayant reçu des applications d'extrait de compost avant et après la plantation était de 43 pour cent inférieure à celle de la culture (c'est-à-dire la pratique standard du producteur (figure 1.a).
La densité des mauvaises herbes du chardon canadien a été réduite à 65 pour cent dans les parcelles qui ont reçu deux applications d'extrait de compost (avant et après la plantation) par rapport au traitement de culture (standard du producteur). De même, la densité de l'herbe à poux a été réduite de 57 pour cent lorsque les parcelles ont reçu deux applications contre une application (après la plantation) d'extrait de compost. Les extraits de compost étaient efficaces sur les mauvaises herbes à feuilles larges plutôt que sur les graminées.
Un mois après la première observation et avant la deuxième culture, les densités de dicotylédones ont été évaluées dans chaque traitement. Le 13 juin 2016, le chardon canadien, l'ambroisie, la feuille de velours et le cresson étaient les principales mauvaises herbes. Les densités de chardon canadien et de mauvaises herbes velours ont été réduites de 93 pour cent et 73 pour cent, respectivement, dans les parcelles qui ont reçu les applications d'extrait de compost conçu C1 par rapport à celles traitées par le producteur (figure 2). Ces extraits de compost conçus C1 n'ont pas réduit l'expression des graines de mauvaises herbes et la croissance de l'herbe à poux et du cresson.
Le rendement du chou était plus élevé dans les traitements qui ont reçu des applications d'extrait avant et après compost, suivis de ceux avec application après la plantation et significativement différents de ceux produits dans le traitement standard du producteur (figure 3).
Les barres avec les mêmes lettres ne sont pas statistiquement différentes p = 0.05.
Dans un autre essai expérimental, l'extrait de compost a été évalué pour les composés phytochimiques au laboratoire du Dr T. Casey Barickman à la Mississippi State University. La raison pour laquelle il a testé des composés phytochimiques est de savoir si l'extrait de compost en question contient un produit chimique susceptible d'interférer avec la germination des mauvaises herbes. Les résultats ont montré que le compost préparé et son extrait à une dilution de 1: 3 ne contenaient ni acides phénoliques ni flavonoïdes, mais uniquement de l'acide chlorogénique. L'acide chlorogénique est un composé intermédiaire important dans le métabolisme des plantes et possède un large éventail de propriétés antimicrobiennes. C'est un phytochimique et un antioxydant trouvé en fortes concentrations dans le café et le tournesol. Cette présence d'acide chlorogénique dans cet extrait de compost peut s'expliquer par l'inclusion de plants de tournesol dans la matière première lors de la préparation du tas de compost. La valeur moyenne de l'acide chlorogénique dans les échantillons de compost C1 était de 0.235 mg / g de poids sec. Pour savoir si l'acide chlorogénique peut être affecté par la chaleur, des échantillons d'extraits de compost autoclavés ont été comparés à ceux non autoclaves. La valeur moyenne de l'acide chlorogénique dans les extraits de compost non autoclavés était de 1.680 mg / g de poids sec et n'était pas différente de celle des échantillons autoclavés (1.623 mg / g).
En résumé, la technologie et l'utilisation d'extraits de compost avec l'application d'extraits de compost conçus chimiquement et biologiquement à des dilutions de 1: 3 pendant la saison de croissance des légumes peuvent servir de tactique alternative à la culture et au désherbage manuel et de méthode biologique potentielle pour supprimer les mauvaises herbes. expression sans impact sur les rendements des cultures. Les mauvaises herbes varient au moment de la levée, et donc de multiples applications seront nécessaires tout au long de la saison de croissance pour assurer la suppression des graines de mauvaises herbes.
En concevant et en utilisant des extraits de compost en gardant à l'esprit la chimie et la biologie, les producteurs peuvent désormais préserver la santé du sol, minimiser les pertes de récoltes dues à certaines mauvaises herbes (comme le chardon canadien et la feuille de velours) et, avec le temps, renforcer la capacité du sol avec divers micro-organismes et composés phytochimiques.
Cette technologie est sans danger pour les applicateurs et les consommateurs. Les travaux de recherche futurs se développeront sur l'identification des communautés biologiques et découvriront quels principaux organismes bactériens et fongiques jouent le rôle de suppression de la germination des mauvaises herbes. De plus, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour évaluer et valider l'utilisation d'extraits de compost avec divers composants de matières premières pour la suppression d'autres mauvaises herbes à feuilles larges annuelles et vivaces.
Ce matériel est basé sur des travaux soutenus par Frontier Natural Products Cooperative, une subvention de partenariat Northeast SARE, dans le cadre de l'accord de subvention numéro ONE 16-278, et par la Fondation de recherche en agriculture biologique (OFRF).
Cet article a été publié pour la première fois dans le numéro de mars / avril 2018 du magazine Progressive Crop Consultant.
Gladis Zinati, Ph.D. est le scientifique associé et directeur de la Essai des systèmes végétaux at Rodale Institute.
