Ce projet avait pour but d’étudier la contribution respective des parties racinaires et aériennes de quatre espèces de cultures de couverture (CC) (seigle d’automne (Secale cereale L.), radis fourrager (Raphanus sativus L.), vesce commune (Vicia sativa L.) et pois fourrager (Pisum sativum L.)) implantées en dérobée durant l’automne sur la productivité d’un blé de printemps (Triticum aestivum L.) l’année subséquente. Durant les deux années de l’expérience, répétées sur deux sites adjacents (2016-2017 et 2017-2018) à la Station agronomique de l’Université Laval, située à Saint-Augustin-de-Desmaures (Qc), le contenu en azote (N) minéral du sol, la biomasse sèche et la concentration en N et en carbone (C) des parties racinaires et aériennes des CC ainsi que les rendements et le contenu en N du blé ont été déterminés. Parmi les CC étudiées, le radis et le pois sont les deux espèces qui ont produit la plus forte biomasse sèche totale (aérienne et racinaire) alors que c’est le radis qui a produit la biomasse racinaire la plus élevée. La vesce commune avait une concentration en N plus élevée que les autres espèces dans ses parties aériennes alors qu’elle avait une concentration en N similaire au radis et au pois dans ses racines. Au moment de la destruction du pois et de la vesce, le contenu en N minéral dans les 15 premiers cm du sol de ces espèces était plus élevé que celui du radis et du seigle. Le contenu en N minéral dans les 45 premiers cm du sol était significativement plus élevé au semis du blé dans les traitements d’incorporation des CC entières par rapport aux traitements d’incorporation des parties aériennes ou racinaires seules. En 2017, les rendements du blé étaient plus élevés suite à l’incorporation des CC entières que suite à l’incorporation des parties aériennes ou racinaires seules.

La gestion de l’azote (N) est un défi pour les producteurs de maïs-grain (Zea mays L.) biologique qui comptent sur les cultures de couverture (CC) pour combler les besoins en N de cette culture. L’objectif de cette étude était de déterminer l’effet de mélanges de CC semés en dérobée sur l’approvisionnement en N du maïs-grain. Une expérience de deux ans a été répétée sur trois années sites. Le dispositif expérimental était un plan factoriel en tiroir avec quatre blocs, où les CC étaient en parcelles principales : un témoin enherbé sans CC, une CC de pois (Pisum sativum L.) et des mélanges de 2, de 6 et de 12 espèces. La fertilisation organique du maïs-grain était en parcelle secondaire (0 ou 120 kg N ha-1 ). Aux trois années-sites, la proportion du pois fourrager variait entre 45 et 93 % de la biomasse aérienne des mélanges. La CC de pois a produit la biomasse aérienne la plus élevée (2,636 kg ha-1 ), mais la biomasse racinaire la plus faible (693 kg ha-1 ) en comparaison avec les mélanges. Le contenu en N de la biomasse aérienne totale variait entre 8 et 140 kg N ha-1 , alors que le contenu en N de la biomasse racinaire était en moyenne de 13 kg N ha-1 . À l’implantation des CC, la biomasse des plantes adventices était inversement corrélée à la biomasse aérienne des CC. Le rendement le plus élevé de maïs-grain a été observé dans la CC de pois et les mélanges de 2 et de 12 espèces, tandis que le rendement le plus faible, dans le témoin enherbé et le mélange de 6 espèces. Finalement, la fertilisation organique a permis d'augmenter le rendement du maïs-grain de 10 % en moyenne. D’autres pratiques innovantes de gestion des CC sont nécessaires pour rendre le système de culture du maïs-grain biologique plus productif. / Grain corn (Zea mays L.) is a high nitrogen (N) demanding crop, and synchronizing N supply with crop N needs is particularly challenging for organic producers. Therefore, they rely heavily on legume cover crops (CC) for N input. The overall goal of the research project was to assess the effect of fall-seeded cover crop mixtures on nitrogen supply to corn. A two-year field experiment was repeated at Laval University experimental farm (2017-2018; 2018-2019) and on an organic commercial farm (2017-2018). The experimental design was a split-plot with four blocks, in which CC treatment (Year 1) was the main plot factor: a weedy control without CC, a pure stand of field pea (Pisum sativum L.), and mixtures of 2, 6 and 12 species. The corn organic fertilization (Year 2) was the subplot factor (0 or 120 kg N ha-1 ). Among all site-years, the proportion of field pea in the total aboveground biomass ranged from 45 to 93%, within all mixtures. The highest aboveground plant biomass (2,636 kg ha-1 ) and the lowest belowground plant biomass (693 kg ha-1 ) were both observed in the pure stand of field pea. In the fall, weed biomass was inversely correlated with cover crop aboveground biomass. Nitrogen content in the aboveground plant biomass ranged from 8 to 140 kg N ha-1 , whereas N content of the belowground plant biomass averaged 13 kg N ha-1 . The highest corn yield was observed in the pure stand of field pea, the 2-species, and the 12-species mixtures, while the lowest yield was observed in the weedy control and the 6-species mixture. Moreover, organic fertilization only increased corn yield by 10% for all CC treatments and site-years. Additional innovative CC management practices are needed to make organic CC-based corn cropping systems more productive.

Les couvertures de couverture (CC) sont des plantes utilisées périodiquement pour couvrir le sol et qui sont ensuite enfouies dans le sol pour enrichir celui-ci par l’augmentation de la quantité de matière organique à la suite d’un retour de résidus végétaux. Cette utilisation se fait généralement de deux façons : semées après ou avant la culture principale (en dérobée) ou semées en même temps que la culture principale (en intercalaire). Ce projet de recherche avait pour objectif général de déterminer l’effet des espèces de CC et des parties végétales (racines et parties aériennes) sur la décomposition de ces plantes enfouies dans le sol. Dans une expérience factorielle en tiroirs de 3 x 2 x 6 avec quatre blocs aléatoires complets, les parties aériennes et racinaires de trois espèces de CC dont le pois fourrager (Pisum sativum L.), le trèfle rouge (Trifolium pratense L.) et la vesce commune (Vicia sativa L.) ont été enfouies dans le sol, par la technique des sacs de résidus. Des sacs ont été prélevés à 0, 10, 20, 30, 60 et 90 jours après placement au champ. Initialement, la partie racinaire de la vesce commune était la plus riche en azote (N) tandis que la partie aérienne du trèfle rouge était la plus riche en N. Nos résultats démontrent que l’azote contenu dans les racines des CC se libère plus lentement que celui des parties aériennes. Le trèfle rouge est l’espèce qui s’est décomposée le plus rapidement. Après 90 jours de décomposition, il ne restait que 20 % et 11 % de la biomasse initiale pour le pois fourrager et la vesce commune, et le trèfle rouge, respectivement. La partie racinaire des CC était plus riche en N que leur partie aérienne. Nous n’avons pas trouvé de corrélation entre la biomasse et les paramètres de qualité des CC (N, carbone (C), C:N).

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles. / L'utilisation de cultures de couverture (CC) sur les rangs de vigne est une technique dont peu de viticulteurs québécois ont tenté l'application. Le but de cette recherche était d'offrir une nouvelle étude au Québec examinant le potentiel des CC pérennes pour la lutte biologique. L'objectif principal était d'évaluer les populations d'arthropodes présentes dans les CC ainsi que leur capacité à compétitionner les plantes adventices sans mettre en péril la production de la vigne et la qualité des fruits. L'expérience s'est déroulée sur trois années (2020-2022) et répétée sur deux vignobles. Le dispositif expérimental était en blocs aléatoires complets avec six traitements de CC : lotier corniculé (LotCor), aspérule odorante (AspOdo), épervière spp. (EpeSpp), thym serpolet (ThySer), enherbement spontané (EnhSpo) et sol à nu (SN). Le recouvrement de ThySer était supérieur à celui des autres traitements et celui-ci a presque triplé depuis son implantation. ThySer était la CC avec l'établissement le plus efficace, contrairement au AspOdo avec un recouvrement plus faible qu'à son année d'implantation. Par ailleurs, LotCor et EnhSpo ont conservé des hauteurs moyennes trop élevées pour être implantés sur le rang sans entretien. Un total de 22 428 arthropodes ont été collectés dans les CC et au sol. L'abondance en arthropode la plus élevée a été observée dans LotCor au niveau des CC. Inversement, une faible abondance a été observé dans le SN, une tendance s'étant également reflétée au niveau de la richesse taxonomique. Somme toute, tous les traitements avaient une abondance relative plus élevée d'arthropodes bénéfiques que phytophages, à l'exception de LotCor. Au terme du projet, les CC pérennes n'ont pas nui au rendement de la vigne ni la qualité des fruits. Ainsi, dans les conditions climatiques du Québec, les CC sur le rang en vignoble peuvent s'avérer pertinentes pour réduire les plantes adventices et améliorer la biodiversité entomologique. / Using in-row cover crops (CC) in Quebec viticulture is a marginal technique that few winegrowers have attempted. The aim of this research was to provide a new study in Quebec on in-row perennial and flowering CC from a biological control perspective. The main objective was to evaluate the arthropod populations present in the CC as well as their potential to compete weeds without compromising vine production and fruit quality. The experiment took place over three years (2020-2022) and was repeated on two vineyards. The experiment was a randomized complete block design with six CC treatments: bird's-foot trefoil (BFT), sweet woodruff (SweWoo), hawkweed spp. (HawSpp), creeping thyme (CreThy), spontaneous cover (SpoCov) and bare soil (BS). Soil coverage was higher in CreThy than the other treatments which almost tripled since its establishment. CreThy had the most efficient establishment, unlike the SweWoo which had a lower coverage than the year it was implemented. In addition, BFT and SpoCov average heights were too high to be planted on the row without maintenance. A total of 22 428 arthropods were collected at the CC level and at the ground level. BFT contained the highest arthropod abundance over the two years of the sampling, at the CC level. Conversely, BS had the lowest abundance, a trend that was also reflected for the taxonomic richness. Overall, relative abundance of beneficial arthropods was greater than phytophagous arthropods in all treatments, except for BFT. At the end of the project, the perennial CC did not influence vine yield and berries quality. Thus, in Quebec climatic conditions, in-row CC in vineyards can be relevant to reduce weed populations and enhance entomological biodiversity.

La perchaude est un poisson qui pond ses œufs sur les végétaux submergés dans le littoral du lac Saint-Pierre lors de la crue printanière. Cependant, les pratiques agricoles actuelles sur le littoral laissent souvent un sol nu à l'automne, ce qui cause la diminution des habitats de ponte des poissons. Ainsi, l'objectif de cette étude est d'évaluer des cultures de couverture (CC) de pleine saison qui pourraient servir de substrats potentiels pour la ponte des poissons au printemps et qui seraient compétitives envers les adventices. Un dispositif en tiroir systématique avec quatre blocs a été implanté à quatre années-sites. En parcelles principales, six traitements de CC ont été étudiés : le ray-grass vivace (Lolium perenne L.), le seigle d'automne (Secale cereale L.), un mélange de seigle d'automne et de trèfle rouge (Trifolium pratense L.), un mélange de seigle d'automne et de vesce velue (Vicia villosa Roth), un mélange d'avoine (Avena sativa L.), vesce velue et lin (Linum usitatissimum L.), et le témoin sans CC. Le facteur testé en sous-parcelle était le désherbage ou non des parcelles. Le mélange d'avoine, vesce velue et lin a produit le plus de biomasse aérienne (2,5 à 4,9 Mg ha⁻¹) tout en réduisant l'incidence des adventices de 33 à 82 % en comparaison avec le témoin non désherbé. Il est également le seul traitement pour lequel une partie de la biomasse aérienne est restée érigée après la crue à chaque année-site. Ainsi, ce type de CC pourrait constituer un substrat potentiel pour la ponte des perchaudes au printemps mais ce serait à confirmer par des mesures fauniques faites au printemps durant l'inondation. Avec un coût d'implantation peu élevé, le mélange avoine, vesce velue et lin est avantageux à la fois pour les agriculteurs et pour l'environnement. / The yellow perch is a fish that lays its eggs on submerged vegetation along the shoreline of Lake Saint Pierre during the spring flooding. However, current agricultural practices on the floodplain are often leaving bare soil in the fall, which causes a decrease in spawning habitats. Thus, the objective of this study was to identify summer cover crops adapted to the Lake Saint Pierre floodplains that suppress weeds, while having selected desirable characteristics (plant biomass, height, soil cover) to potentially be a habitat for fish spawning during a flood event. A split-block design with four blocks was set at four site-years. In main plots, six cover crop (CC) treatments were studied: perennial ryegrass (Lolium perenne L.), fall rye (Secale cereale L.), a mixture of fall rye and red clover (Trifolium pratense L.), a mixture of fall rye and hairy vetch (Vicia villosa Roth), oat (Avena sativa L.), a mixture of hairy vetch, and flax (Linum usitatissimum L.), and a control without a CC. Each main plot was divided into two subplots: hand-weeded and non-weeded. The mixture of oat, hairy vetch, and flax produced the greatest aboveground biomass (2.5 to 4.9 Mg ha⁻¹) and reduced the weed incidence by 33 to 82% compared to the non-weeded control (depending on the sites). It is also the only treatment for which some aboveground biomass remained erect after flooding in each site year. Therefore, this mixture of CC could constitute a potential substrate for yellow perch spawning in the spring although wildlife measurements should be made in this same season during a flood event to confirm this hypothesis. With a low establishment cost, the mixture of oat, hairy vetch, and flax mixture was favorable for both farmers and environment.

L'objectif de ce projet consistait à évaluer l'efficacité de trois cultures de couverture, combinées ou non, avec trois traitements herbicides contre les mauvaises herbes annuelles dans le maïs sucré en 2008 et 2009 à Harrow, Ontario et à Saint-Augustin-de-Desmaures, Québec. Les cultures de couverture étaient la fève adzuki, le radis huileux et le seigle d'automne. Les traitements herbicides consistaient en l'application en prélevée : 1) d'une dose faible de s-métolachlore/benoxacor + une dose réduite de linuron ; 2) d'une dose faible de saflufénacil ; et 3) de pendiméthaline. Ces combinaisons de cultures de couverture avec des herbicides ont été comparées à un traitement herbicide standard de s-métola-chlore/bénoxacor/atrazine en prélevée + nicosulfuron en postlevée du maïs sucré. Le traitement standard et celui qui combine la fève adzuki à une dose faible de s-métolachlore/benoxacor (1,14 kg m.a. ha"1) + et de linuron (0,55 kg m.a. ha"1) ont procuré un désherbage adéquat des mauvaises herbes. À Harrow, les meilleurs rendements vendables ont été obtenus pour le radis huileux sans herbicide et la combinaison radis huileux/dose faible de pendiméthaline (1,68 kg m.a. ha"1). Des rendements vendables élevés de maïs sucré ont été obtenus pour les traitements ayant procuré les meilleurs niveaux de désherbage. Ces résultats démontrent l'excellent potentiel du radis huileux et de la fève adzuki, combinés respectivement à une dose faible de pendiméthaline ou de s-méto-lachlore/benoxacor + linuron, à maîtriser aussi efficacement les mauvaises herbes annuelles que le traitement standard. En plus, l'utilisation d'une culture de couverture combinée à une dose faible d'herbicides contribue à réduire l'indice de risque pour l'environnement (IRE).

Titre de l'écran-titre (visionné le 10 janvier 2024) / L'objectif de cette étude est d'identifier les pratiques agroenvironnementales optimales - parmi les cultures de couverture, l'ajout de prairies ou de céréales dans la rotation et l'élargissement de bandes riveraines - afin de maximiser les bénéfices des acteurs du bassin versant du ruisseau Castor tout en améliorant la qualité de l'eau. Pour atteindre cet objectif, trois questions de recherche sont posées : quels sont les impacts des pratiques agroenvironnementales sur (1) la qualité de l'eau, (2) les producteurs agricoles et (3) à l'échelle du bassin versant. Le Delphi a été utilisé pour quantifier les impacts des pratiques agroenvironnementales sur la qualité de l'eau. Ce sont l'ajout de prairies dans la rotation et l'élargissement des bandes riveraines qui ont les plus grands impacts sur la qualité de l'eau. Quant aux impacts pour les producteurs agricoles, la budgétisation partielle a été retenue. Les cultures de couverture incluant une légumineuse permettent de dégager des marges bénéficiaires supérieures à l'occupation du territoire actuelle. Enfin, la programmation mathématique a été utilisée pour quantifier les pratiques optimales et leurs impacts à l'échelle du bassin versant. Les pratiques agroenvironnementales mises en place pour une amélioration de la qualité de l'eau à court terme entraînent des baisses importantes des bénéfices globaux des producteurs agricoles et une baisse des bénéfices totaux du bassin versant. À moyen et long terme, les pratiques agroenvironnementales privilégiées sont les cultures de couverture, permettant d'améliorer la profitabilité des entreprises agricoles et ayant des bénéfices globaux similaires à l'occupation actuelle du bassin versant du ruisseau Castor. / The goal of this study is to identify the optimal best management practices - among cover corps, crop diversification by adding meadows or cereals in rotations and widening of riparian buffer strips - to maximise the benefits of economic agents in the ruisseau Castor Watershed while improving water quality. To achieve this goal, three questions are addressed: what are the impacts of these best management practices (1) on water quality, (2) on farmers and (3) at the watershed scale. The Delphi method was used to quantify the impacts of the best management practices on water quality. Crop diversification by adding meadows and widening of riparian buffer strips were found to have the biggest impact on water quality. The impacts on farmers were evaluated through partial budgeting. Legume cover crops increases the profit margins of the farmers compared to the current land use. Lastly, mathematics programming was used to quantify the optimal best management practices and their impacts on a watershed level. Short term water quality improvement causes an important decrease on the profitability of farmers et a decrease on general benefits in the watershed. Mid to long term water quality improvement increases the global benefits of the economic agents in the watershed, where cover crops are prioritised because they allow an increase in profitability for the farmers.