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Lorsque Andrew McKenzie-Gopsill (Ph. D.), chercheur à Agriculture et Agroalimentaire Canada (AAC) à l’Île-du-Prince-Édouard, a trouvé une nouvelle vocation pour une pièce d’équipement inventée par un collègue d’AAC, lui-même ne s’attendait pas à obtenir des résultats aussi concluants. En 2021, M. McKenzie-Gopsill (Ph. D.) a ressorti un équipement inventé 10 ans plus tôt qu'il espérait utiliser dans le domaine de la malherbologie, à savoir la lutte aux mauvaises herbes par la récolte des graines.
« La lutte aux mauvaises herbes par la récolte des graines consiste à récolter les graines de mauvaises herbes, à les retirer complètement du champ ou à les détruire directement sur place, plutôt que de les retourner au champ où elles deviendront des mauvaises herbes. »
- Andrew McKenzie-Gopsill (Ph. D.), chercheur scientifique, Agriculture et Agroalimentaire Canada
L’équipement, que l'on appelle un broyeur de fanes de pommes de terre, comprend 2 rouleaux métalliques, fixés à un moteur et à un régulateur de vitesse alimenté à partir d’une génératrice de 10 HP. Conçue par Christine Noronha (ph, D.), l’invention est fixée à l’arrière d’une arracheuse de pommes de terre, pour écraser les fanes de pommes de terre et tuer, à l’intérieur des fanes, les larves de la pyrale du maïs, un organisme nuisible qui touche plusieurs cultures, dont les pommes de terre.
Le broyeur de fanes de pommes de terre est ramené à l’avant-plan pour écraser les graines de mauvaises herbes
M. McKenzie-Gopsill (Ph. D.) a utilisé le broyeur de fanes de pommes de terre à la Ferme expérimentale de Harrington d’AAC, à l’Île-du-Prince-Édouard, pour tester sa capacité à détruire les graines de mauvaises herbes au cours d’une récolte de pommes de terre simulée. Pour simuler les conditions de récolte, Andrew McKenzie-Gopsill a prélevé des plants de pommes de terre au champ, y a ajouté des graines de mauvaises herbes que l’on retrouve souvent dans les cultures de pommes de terre, pour ensuite faire passer le tout dans le broyeur de fanes, manuellement. Les graines de mauvaises herbes broyées ont ensuite été testées pour la germination, soit la capacité des graines à se développer jusqu’au stade de plantes, dans des conditions de laboratoire contrôlées – dans de la terre et des boîtes de Petri – pour reproduire des conditions similaires à celles que l’on retrouve dans les champs.
Au terme de ces premières recherches en 2022, il a constaté une réduction de 60 % à 95 % de la germination de certaines graines de mauvaises herbes dans les boîtes de Petri. Les analyses de sol ont montré une réduction de 50 % de la germination du chénopode blanc et de l’amarante à racine rouge, tandis que celle des autres grandes espèces de graines de mauvaises herbes avait diminué de 50 % à 75 %.
Sa découverte a été la première application d’une technologie mécanique de lutte aux mauvaises herbes par la récolte des graines dans le cadre d’une culture horticole – un coup dur potentiel pour les mauvaises herbes. Mais comment cette technologie allait-elle se comporter dans les conditions réelles de culture?
Écraser la concurrence des mauvaises herbes
En 2023, Nicolle MacDonald, biologiste du Programme de réduction des risques liés aux pesticides du Centre de la lutte antiparasitaire d’AAC, s’est associée à M. McKenzie-Gopsill (Ph. D.) pour tester la capacité de l’équipement à broyer les graines de mauvaises herbes dans un contexte réel de récolte de pommes de terre. Le Programme de réduction des risques liés aux pesticides est axé sur l’élaboration et la mise en œuvre de solutions à risque réduit pour lutter contre les organismes nuisibles, notamment des outils et des pratiques de lutte antiparasitaire de rechange, comme le broyeur de fane de pommes de terre. Ce programme a financé le projet initial de Mme Noronha ayant conduit à l’élaboration du broyeur de fanes de pommes de terre qui peut maintenant être utilisé pour lutter contre les populations de pyrales du maïs.
Pour tester le broyeur de fanes de pommes de terre pour lutter contre les mauvaises herbes par la récolte de vrais champs agricoles, l’équipe de recherche l’a fixé à une arracheuse de pommes de terre conventionnelle. Pendant la récolte, Mme MacDonald a déposé dans le broyeur des sacs-filets contenant des graines de mauvaises herbes, telles que le canola spontané, le pied-de-coq, le chénopode blanc, l’amarante à racine rouge et la spargoute des champs. Les sacs-filets ont permis à l’équipe d’exposer un groupe connu de graines à des conditions similaires à celles des autres graines qui passeraient dans le broyeur lors d’une récolte normale. Après la récolte, les sacs-filets ont été ancrés à la surface du sol ou tout juste sous la surface du sol, pour éviter tout mouvement. Certains ont été laissés en place pendant plusieurs semaines, tandis que d’autres sont restés au même endroit pendant l’hiver, afin de comparer les effets sur la germination.
Les sacs-filets recueillis à l’automne, au cours des semaines suivant la récolte, montraient une réduction de la germination ou de la viabilité des graines. La viabilité indique la probabilité qu’une graine de mauvaise herbe se développe au stade de plante dans le champ.
« Lorsque nous faisons passer des recherches comme celle-ci de scénarios contrôlés à des environnements réels plus imprévisibles, les résultats ne sont pas toujours garantis. Heureusement, nous avons obtenu d’excellents résultats en matière de réduction de la viabilité des différents graines de mauvaises herbes testés sur le terrain. La viabilité s’est trouvée plus affectée chez certaines espèces que chez d’autres. Dans le cas du canola spontané et du pied‑de-coq, nous avons pu réduire de plus de 20 % la viabilité des graines après la récolte à l’automne. »
- Nicolle MacDonald, biologiste, Agriculture et Agroalimentaire Canada
À l’automne, la germination des graines de canola spontanées montrait une réduction de 26 % avec le broyeur de fanes de pomme de terre. Venaient ensuite le pied-de-coq (21 %), le chénopode blanc (14 %), l’amarante à racine rouge (13 %) et les graines de mauvaises herbes de spargoute des champs (moins de 1 %), ce qui confirme que le broyeur de fanes de pommes de terre peut détruire efficacement les graines de mauvaises herbes pendant la récolte des pommes de terre. Au printemps, les chercheurs ont constaté une réduction de la viabilité des semences, bien que moins prononcée.
« Nous étions vraiment ravis de voir l’effet évident du broyeur de fanes de pommes de terre dans les champs, par rapport à d’autres outils connus de lutte aux mauvaises herbes. Le broyeur constitue un outil efficace de lutte aux mauvaises herbes par la récolte des graines dans une culture horticole, et il s’agit d’un résultat important pour les agriculteurs du Canada. »
- Andrew McKenzie-Gopsill (Ph. D.), chercheur scientifique, Agriculture et Agroalimentaire Canada
Une stratégie à long terme pour les agriculteurs
M. McKenzie-Gopsill (Ph. D.) explique que le broyeur de fanes de pommes de terre est particulièrement important, à une époque où un nombre croissant de mauvaises herbes deviennent de plus en plus résistantes aux herbicides.
« Cet équipement est un autre outil précieux que les agriculteurs peuvent utiliser dans le cadre de leur stratégie de lutte intégrée contre les mauvaises herbes. À long terme, lorsque les graines de mauvaises herbes ne pourront pas germer, les agriculteurs constateront une réduction du réservoir de graines de mauvaises herbes, ce qui se traduira par une diminution des mauvaises herbes au fil du temps. »
Des chercheurs d’AAC ont donné une seconde vie à une invention de longue date, originalement conçue pour broyer les larves d’insectes, et en ont fait une solution viable pour réduire les mauvaises herbes dans les cultures horticoles. Aujourd’hui, le broyeur de graines de mauvaises herbes est en voie d’amener davantage d’agriculteurs à remporter la bataille contre les mauvaises herbes.
Principaux avantages et découvertes
- Après avoir réussi à démontrer, dans un environnement contrôlé de boîtes de Petri, l’efficacité du broyeur de fanes de pommes de terre pour réduire la germination des graines de mauvaises herbes couramment trouvées dans les cultures de pommes de terre, les chercheurs d’AAC l’ont mis à l’essai dans des conditions de récolte au champ réelles.
- Pour ce faire, l’équipe a fixé l’outil à une arracheuse de pommes de terre conventionnelle. Pendant la récolte, des sacs-filets contenant des graines de mauvaises herbes, comme le canola spontané, le pied-de-coq, le chénopode blanc, l’amarante à racine rouge et la spargoute des champs, ont été déposés dans le broyeur.
- Les chercheurs ont constaté que le broyeur réduisait la viabilité des graines, soit la probabilité que la graine de mauvaise herbe atteigne le stade de plante au champ, ce qui confirme que le broyeur de fanes de pommes de terre peut bel et bien réduire en poudre les graines de mauvaise herbe lors de la récolte.
- La germination des graines de canola spontané montrait une réduction de 26 %, grâce au broyeur de fanes de pommes de terre. Viennent ensuite le pied-de-coq (21 %), le chénopode blanc (14 %), l’amarante à racine rouge (13 %) et les graines de la spargoute des champs (moins de 1 %).
- Les constatations de l’étude sur le broyeur de fanes de pommes de terre sont particulièrement importantes, à une époque où un nombre croissant de mauvaises herbes deviennent de plus en plus résistantes aux herbicides. À long terme, lorsque les graines de mauvaises herbes ne pourront pas germer, les agriculteurs constateront une réduction du réservoir de graines de mauvaises herbes, ce qui se traduira par une diminution des mauvaises herbes au fil du temps.
Galerie de photos
Andrew McKenzie-Gopsill et Nicolle MacDonald, chercheurs à l’Île-du-Prince-Édouard, sont les premiers chercheurs à démontrer la lutte aux mauvaises herbes par la récolte des graines dans le cadre d’une culture horticole.
Nicolle MacDonald dépose un sac-filet contenant diverses espèces de graines de mauvaises herbes dans l’appareil de broyage des graines de mauvaises herbes fixé à une moissonneuse conventionnelle, pendant la récolte automnale de pommes de terre.