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Culture continue du maïs: pourquoi une baisse des rendements ?

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Le maïs est la céréale la plus largement produite aux Etats-Unis, dont plus de 40% de la récolte est utilisée pour la production de biocarburants, 30% pour nourrir le bétail, et 20% pour l’exportation vers d’autres pays. Le reste de la production, environ 10%, est réservé à la fabrication de produits alimentaires et industriels tels que l’amidon, les édulcorants, l’huile de maïs, ou les boissons. Près de 32 millions d’hectares de terres agricoles aux Etats-Unis sont réservés pour les cultures de maïs. Cependant, depuis les années 2010 et malgré l’augmentation de la superficie, une baisse des rendements a été constatée. Une équipe de l’université de l’Illinois a analysé ce phénomène afin de déterminer les principales causes de cette diminution.

 

Les caractéristiques de la production de maïsLa production de maïs sur le territoire américain se concentre dans les régions de l’Illinois, de l’Iowa, de l’Indiana, l’est du Dakota du Sud et du Nebraska, l’ouest du Kentucky et de l’Ohio, et les deux-tiers nord du Missouri. En 1930, la superficie de culture était de 46 millions d’hectares. Elle n’était plus que de 36 millions d’hectares en 1990 puis a augmenté légèrement et continuellement jusqu’en 2012 avec près de 40 millions d’hectares.Le maïs est habituellement cultivé selon un système de rotation annuelle qui alterne culture de maïs et de soja. L’inflation des prix du boisseau de maïs (1 boisseau = 25kg) (2 dollars le boisseau en 2005 à plus de 7 dollars en 2013 et la demande croissante liée à la production de biocarburants ont amené les agriculteurs, depuis les années 2000, à passer de la rotation des cultures à la culture continue du maïs. La principale recommandation suivie par les agriculteurs pour la gestion d’une culture continue, en vue de compenser la perte plus rapide d’azote dans les sols, était d’enrichir les terres (jusqu’à 50 kilogrammes d’azote par ha).Plusieurs études ont montré que le rendement d’une culture continue de maïs diminuait de 2 à 30% par rapport à celui d’une culture rotative maïs-soja sur les mêmes périodes. Cependant, entre les années 1990 et 2010, le Service de Recherche Economique de l’USDA (ERS/USDA) a observé globalement une augmentation du rendement des cultures de maïs, suivi néanmoins d’une chute jusqu’en 2012. En conclusion, la superficie de culture augmente pour atteindre 40 millions d’hectares en 2012, suite à une augmentation de la demande en maïs, mais le rendement tend, à diminuer depuis ces deux dernières années (-20%).Généralement, les facteurs influençant les rendements sont principalement la zone de culture (localisation géographique), les conditions météorologiques, le type de sol (riche, sablonneux, ...), les fertilisants et l’irrigation. Il reste à déterminer quels peuvent être les facteurs les plus impactants ?

 

Comprendre la baisse du rendement

Une étude a été réalisée sur la période 2005-2010 dans la région centre-est de l’Illinois, sur les différences entre un champ de culture continue et un champ de culture en rotation avec du maïs et du soja. L’analyse des données a permis à l’équipe d’identifier trois paramètres permettant de déterminer le rendement d’une culture en continue de maïs :

- la culture continue de maïs engendre une diminution de la quantité d’azote disponible dans le sol pour les cultures suivantes ;- Dégradation de l’état des sols : le mode de culture continue crée une accumulation de résidus - suite à la dégradation de la canne de maïs laissée sur les champs - qui engendre des effets physiques, biologiques et chimiques - avec la réduction de la température au niveau local et l’augmentation de l’humidité du sol, la diminution de l’azote disponible - influençant négativement la croissance et le développement des cultures futures ;- Conditions météorologiques : Il s’agit d’un paramètre important lors du semis des graines de maïs (la température doit être comprise entre 10 et 18°C) et également durant la phase initiale de croissance du plant de maïs.

En conclusion de cette étude, sachant que deux paramètres ne sont pas directement maîtrisables par l’agriculteur - les conditions météorologiques et le taux d’azote, qui ne peut être déterminé qu’après la récolte - la collecte de la canne de maïs, restant sur les champs suite à la récolte, serait le seul paramètre modifiable et qui aurait une incidence sur le rendement de la production. La même équipe, ayant réalisé cette première étude, devrait débuter des travaux en vue d’analyser l’effet du retrait de la canne de maïs des terres agricoles sur le rendement de la récolte suivante.Un rapport publié en 2012, relatif aux effets sur la fertilité du sol d’une culture continue de maïs menée durant 50 ans, a montré que le rendement en maïs a globalement cru de 100% en 50 ans lors d’une culture continue mais principalement en raison des améliorations des semences de maïs génétiquement modifiées.A l’université de l’Iowa, une équipe a réalisé une analyse sur l’impact du Strip Till, technique de labourage qui consiste à travailler une bande de terre de 15 à 20 cm de large à l’endroit où va évoluer le semoir, sur la culture continue de maïs. Les résultats ont montré une augmentation du rendement des cultures lors de l’utilisation du Strip Till (+12% par rapport à d’autres méthodes de labourage telles que Disk Chisel). Des études approfondies sur d’autres champs de culture et dans d’autres régions seront nécessaires pour confirmer ces premières données.

Une autre étude de l’université du Minnesota a étudié l’impact d’un traitement du sol avec un engrais de démarrage liquide (polyphosphate d’ammonium, nitrate, sulfure) sur le rendement des cultures continues de maïs. Les résultats ont cependant démontré que l’engrais n’avait pas d’impact significatif sur les rendements.

Source : Agriculture du Maghreb