Plantes compagnes pour réguler les adventices

Fiches techniques - Grandes cultures - Désherbage par contrôle cultural, adventices

Grandes cultures Allélopathie

Source : Saint GERMAIN A., 2021, L’allélopathie : une communication chimique entre plantes,  Webinaire AFBV du 26 mai 2021

La plante compagne sert de couverture au sol pendant la période de culture, ce qui évite l’émergence des adventices. Cette pratique a pour bénéfices de limiter l'utilisation de pesticides et d'engrais synthétiques.

Principe

La plante compagne, qui est un couvert, est cultivée en interculture avec une culture commercialisée, elle est non récoltée pour maximiser ses effets. Les couverts végétaux participent au contrôle du salissement en limitant la germination et le développement des adventices, soit par leur concurrence agressive pour la lumière, l'eau et les nutriments, soit en émettant des molécules toxiques pour les autres plantes (allélopathie).

La concurrence

Les couverts, morts (paillis) ou vivants, exercent une pression sur le développement des adventices lorsqu’ils prennent le dessus. Ils rivalisent avec les adventices pour la lumière, les nutriments et l'eau, par un effet d’étouffement, mais ils peuvent également rivaliser avec la culture. Pour bénéficier de cet effet sur les adventices, il faut des couverts bien implantés, à croissance rapide et à forte biomasse. Les espèces de couvert cultivées doivent donc être soigneusement choisies et gérées de manière à surpasser les mauvaises herbes, tout en limitant, la concurrence avec la culture et la perte de rendement.

Les effets allélopathiques

Certaines plantes ont des effets allélopathiques, c’est à dire qu’elles peuvent libérer des substances organiques (composés phénoliques, azotés, terpénoïdes, terpènes…) , qui s'expriment par l'inhibition ou la stimulation de la croissance des plantes à proximité, ou nuisent à des ravageurs et maladies. Ces effets peuvent être directs ou indirects :

• L’allélopathie vraie : libération de composés allélopathiques directement actifs.
• L’allélopathie fonctionnelle : libération de composés devenant actifs après transformation par un microorganisme.

La libération de ces molécules peut se faire :

• Au niveau des racines : rhizodéposition.
• Dans l’atmosphère via l’émission de composés volatiles et de lessivats par les parties aériennes de la plante.
• Par la décomposition de débris végétaux enfouis ou tombés au niveau du sol.

La synthèse de ces composés est influencée par la génétique, les facteurs environnementaux, le stade et les processus de la plante. Ils n’agissent jamais vraiment seuls puisqu’ils sont associés au phénomène de concurrence pour les ressources. Des différences de potentiel allélopathique existent entre les variétés d’une même espèce, il est donc nécessaire de sélectionner la variété à implanter selon les plus forts taux de métabolites secondaires. Aujourd’hui, on retrouve peu de variétés allélopathiques, car ce caractère, qui impacte le rendement, a probablement été contre-sélectionné avec la recherche. En effet, il existe un coût énergétique important pour la plante pour produire ces composés allélopathiques.

Parmi les cultures pouvant être utilisées pour leur allélopathie, on compte surtout le seigle, mais aussi la fétuque élevée, le blé, le pâturin des prés, le sorgho, le radis fourrager et le sarrasin.

Quelques substances allélopathiques sont propres à un groupe ou une famille de plantes :

• Les crucifères (glucosinolates : exsudats racinaires) peuvent inhiber la croissance des légumineuses. Ont un effet réducteur sur les digitaires, les amarantes, le rumex, et la vigne.
• La plupart des céréales par les acides hydroxamiques de type DIBOA (présents dans les exsudats racinaires) inhibent le développement des dicotylédones annuelles.
• Les plantes envahissantes : Le succès des plantes envahissantes est souvent lié à la libération par les racines de composés phytotoxiques pour les plantes voisines.

Effets sur les adventices

• Le seigle et l’avoine permettent de lutter contre les adventices printanières.
• Le seigle : sur le chénopode blanc, les solanacées, le plantain, le gaillet gratteron, le panic, le rumex.
• L’avoine : sur la germination de l’orobranche (dans l’inter-rang d’une légumineuse) ; effet réducteur sur le chardon, les chénopodes, la folle-avoine, le rumex et sur les dicotylédones en général.
• L’avoine strigosa et le sarrasin émettent via leurs racines de la coumarine qui inhibe la croissance des racines des adventices.
• Le sarrasin contribuerait à la suppression de l’amarante via ses exsudats racinaires, la croissance du chiendent grâce à la rutine qui s’accumule dans le sol. Voir l’article détaillé : Allélopathie du sarrasin
• Le sorgho (sorgoleone et glycosides cyanogéniques) : inhibe la germination et la croissance des digitaires, sur les solanacées, les amarantes, l’ambroisie, le panic, l’abutilon, le panic pied-de-coq, et dans l’inter-rang de maïs peut permettre de contrôler le souchet.
• Le blé tendre aurait un effet allélopathique sur Ipomoea lacunose, l'éleusine des indes et l'amarante de Palmer.
• Le fenugrec (comme l’avoine) semé en inter-rangs de légumineuses à graines (fèves, pois) réduit, par l’exsudation de molécules allélopathiques, la germination de l’orobanche crenata.
• Le trèfle d’Espagne (Desmodium uncinatum) dans l’inter-rang du maïs peut être efficace contre Striga hermonthica.
• La luzerne (saponines) : sur le chardon, les chénopodes, la folle-avoine, le rumex et sur les dicotylédones en général.
• Le soja contribue à limiter les adventices dans le maïs.
• La moutarde blanche, le radis fourrager et la vesce de printemps supprimeraient le chénopode blanc, la matricaire camomille, le mouron des oiseaux et auraient un effet d’autant plus marqué lorsqu’ils sont en mélange.
• Les racines de tournesol émettent des composés qui inhibent la germination des adventices sur un rayon de plusieurs centimètres et certains cultivars ont démontré leur efficacité contre les problèmes d’adventices dans le blé suivant.

Effets sur les ravageurs

• La morelle de Balbis, via ses exsudats racinaires, stimule l’éclosion des nématodes à kystes des pommes de terre mais ne leur permet pas d’accomplir leur cycle.
• La moutarde blanche et le radis fourrager ont des effets nématicides via leurs exsudats racinaires sur le nématode à kyste de la betterave.

Effets sur les maladies

• Les brassicacées (glucosinolates) : affectent un champignon pathogène tellurique, Aphanomyces euteiches, responsable de la pourriture molle du pois.
• La moutarde brune, blanche et le radis fourrager agissent sur le piétin échaudage des céréales.
• Des variétés de moutarde brune ou de radis riches en glucosinolates, permettent par la biofumigation, d’assainir le sol et de réduire la pression de Rhizoctonia solani vecteur du rhizoctone brun en cultures betteravières, et sur pommes de terre ou de maïs.
• La moutarde brune, par biofumigation, permet de diminuer l’abondance et l’incidence du pathogène Ralstonia solanacearum sur les solanacées comme le tabac.
• Les mélanges de moutardes blanches et brunes permettraient de supprimer Verticillium dahliae vecteurs de la verticiliose de la pomme de terre.

Les plantes compagnes par famille

Famille	Noms	Système racinaire et aérien	Densité de semis/ha culture pure	Coût des semences €/ha	Coût de l’implantation €/ha (semences + mécanisation*)	Etouffement des adventices	sensibilité sécheresse	sensibilité limaces	Piégeage N du sol et atmosphérique	Sensibilité au gel	Sensibilité glyphosate ou herbicide	Difficulté de destruction
Graminées	Avoine rude	Fasciculé / dressé	35/50 kg	50	100	moyen, allélopathie	peu sensible	faible	moyen +	moyenne	forte	Moyenne
	Avoine de printemps	Fasciculé / dressé	70/100 kg	18	77	moyen, allélopathie	peu sensible	très sensible	moyen	moyenne	forte	Moyenne
	Moha	Fasciculé	25 / 30 kg	18	96	élevée	peu sensible	sensible	faible	très gélif	forte	Faible
	Seigle d'hiver	Fasciculé / dressé	80 kg	18	106	moyen, allélopathie	bonne	très sensible	important	peu gélif	forte	Difficile
	Sorgho	Fasciculé / dressé	15 / 25 kg	50	100	élevée, allélopathie	résistante	moyenne	important	très gélif	forte	Faible Allélopathie (sorgoléone)
Légumineuses	Féverole de printemps	Pivotant / dressé	180 kg	48	86	faible	sensible	faible	important	moyenne	faible	Moyenne
	Gesse	Fasc,pivo / rampant	35/60 kg	70	110	excellent	peu sensible	moyenne	important	gélif	bonne	Moyenne
	Lentille fourragère	pivotante	30 kg	60	121	excellent	peu sensible	faible	faible / moyen	moyenne	faible	Moyenne
	Lotier corniculé	mi-dressé et mi- rampant	10 / 15 Kg	70	190	faible	peu sensible	moyenne	important	non gélif	moyenne	Difficile
	Luzerne	pivotant / dressé	20 / 25 kg	45	74	Allélopathie moyen	peu sensible	moyenne	important	très peu gélif	faible	Moyenne
	Mélilot	pivotant, très puissant	10 / 15 Kg	120	/	allélopathie	peu sensible	pas de données	important	non gélif	/	Moyenne / faible
	Pois fourrager	Fasciculé,pivotant / rampant	60/80 kg	85	110	moyen	moyenne	moyenne	moyen	sensible	faible	Moyenne
	Trèfle blanc nain	superficiel	6/10 kg	18	81	bon	très sensible	sensible	important	très peu gélif	faible	Moyenne
	Trèfle d'alexandrie	fasc/pivo	10/15 kg	48	140	faible	sensible	très sensible	important	moyenne	faible	Facile
	Trèfle incarnat	fasc, pivo / dressé	12/15 kg	48	140	moyen	moyenne	moyenne	important	peu gélif	faible	Difficile
	Trèfle violet	Fasc,pivo / dressé	15 / 20 kg	18	81	excellent	sensible	sensible	important	très peu gélif	moyenne	Difficile
	Vesce commune	Superficiel / rampant	45 kg	70	146	excellent	très sensible	sensible	très important	peu gélif	faible	Difficile
	Vesce pourpre	Superficiel / rampant	45 kg	70	146	excellent	bonne	faible	important	peu gélif	bonne	Moyenne
	Vesce velue	Plus résistante que la commune ; Semences pouvant lever sur plusieurs années ; très résistant au froid ; destruction mécanique difficile.
Crucifère (pas avant colza)	Cameline	pivotant / dressé	3/5 kg	18	61	excellent, allélopathie	peu sensible	moyenne	peu	peu gélif	faible	Facile
	Moutarde blanche	pivotant / dressé	8 / 10 kg	17	61	allélopathie	sensible	moyenne	important	moyenne	moyenne	Facile
	Moutarde brune	pivotant / dressé	3 / 4 kg	17	61	allélopathie	sensible	moyenne	important	moyenne	moyenne	Facile
	Moutarde d'abyssinie	pivotant / dressé	6 kg	30	70	allélopathie	sensible	moyenne	important	peu gélif	bonne	Difficile
	Navette fourragère	pivotant	6/10 kg	18	67	excellent	faible/ bonne	sensible	important	peu gélif	faible	Difficile
	Radis chinois	pivotant, / dressé	5 / 8 kg	33	81	Allélopathie excellent	Résistante	sensible	important	sensible	faible	Facile
Composée (excellent avant colza)	Nyger	pivotant / dressé < 2 mètres	8/12 kg	18	96	faible	bonne	très sensible	faible / moyenne	très gélif	moyenne	Facile
	Tournesol	fasc,pivo / dressé	20 / 25 kg	18	96	faible	bonne	très sensible	fort si semis précoce	très gélif	moyenne	Facile
Hydrophilacée	Phacélie	Fasciculé / dressé	6/10 kg	48	150	excellent si semis début août	moyenne	moyenne	moyenne si semis début août	peu gélif	moyenne	Facile
Papilionacée	Fenugrec	pivotant / dressé	10 / 15 kg	70	121	faible	moyenne	moyenne	important	peu gélif	faible	Moyenne
Polygonacée	Sarrasin	superficiel	45 / 55 kg	70	131	moyen, allélopathie	moyenne	sensible	fort si semis précoce	très gélif	faible	Facile
Linacée	Lin	pivotant / dressé	20 / 30 kg	18	131	faible	moyenne	faible	faible	moyenne	forte	Facile

Crucifères / Brassicacées

Moutarde, Cameline, Radis, Navette.

Avantages

• Elles ont une bonne faculté de germination même en conditions sèches.
• Elles présentent une bonne vigueur de départ.
• Elles assurent une production de biomasse sur une durée courte.
• Elles présentent un bon effet sur la structure du sol.

Inconvénients / limites

• Attention à la densité de semis. Pour éviter qu’elles ne prennent toute la place disponible, veillez à implanter au maximum 15 à 20 grains/m² soit environ 1,5 kg/ha.
• Sur ces dates de semis précoces, surveillez la pression des altises en début de cycle surtout dans les systèmes colza.

Exemples

• Cameline :
  • Bon effet d’étouffement des adventices.
  • Montée en graines rapide - mellifère.
• Moutarde :
  • Restitue l'azote sur plusieurs années.
  • Laisse le sol humide au printemps.
• Navette :
  • Fleurit rarement avant l’hiver.
• Radis fourrager (semis mi-juillet) :
  • Des effets allélopathiques.
  • Bonne production de biomasse.
  • Souvent difficile à détruire.

Graminées / Poacées

Avoine, seigle, triticale, moha, sorgho, ray-grass.

Avantages

• Bon effet structurant.
• Forte production de biomasse (limite les adventices + forte teneur en carbone/sucre, ce qui va stimuler l’activité microbienne).
• Les graminées les plus adaptées sont l’avoine brésilienne, le moha fourrager et le sorgho.

Inconvénients / limites

• Toutes les graminées ne sont pas adaptées à des semis précoces.

Autres familles

Exemples

• Avoine brésilienne (semis août à novembre) :
  • Présence d’effets allélopathiques qui contribuent à réduire la présence d’adventices.
  • Effet nématicide important (particulièrement en conditions de semis direct).
  • Bon effet structurant.
  • Forte production de biomasse.
  • Meilleure vigueur de départ que l’avoine noire ou blanche, notamment en conditions sèches.
  • Attention à la faim d’azote après des avoines brésiliennes développées.
• Moha :
  • Culture nettoyante et étouffante vis-à-vis des mauvaises herbes.
  • La résistance à la chaleur et à la sécheresse est très bonne.
  • Bon effet structurant (moins que le sorgho).
  • Forte production de biomasse et montée rapide en graines (semer début juillet).
  • Bonne destruction par le gel.
  • Forte appétence pour les limaces.
  • Fort besoin d'azote.
• Triticale (semis octobre) :
  • Peu sensible aux maladies (sauf rouille).
  • Espèce étouffante vis-à-vis des adventices.
  • Très bon comportement en précédent paille.
  • Intérêt dans les associations à vocation fourragère.
  • Intérêt dans les associations avec des légumineuses (pois fourrager, féverole, vesce).
  • Densité augmentée, pour pallier la rapidité de développement moyenne.
• Seigle, épeautre (semis octobre) :
  • Espèces étouffantes vis-à-vis des adventices.
  • Peu exigeante.
  • Effets allélopathiques.
  • Densité augmentée, pour pallier la rapidité de développement moyenne.
  • Forte appétence pour les limaces.
• Sorgho fourrager (semis mai à juillet) :
  • Très bonne production de biomasse.
  • Bonne résistance à la chaleur et à la sécheresse.
  • Bon effet structurant.
  • Effets allélopathiques.
  • Bonne destruction par le gel.
  • Appétence moyenne pour les limaces.
  • Mauvaise couverture du sol.

Légumineuses / Fabacées

Féverole, pois, gesse, trèfle, vesce, fenugrec, lentille, luzerne.

Avantages

• Elles apportent de l’azote au sol.
• Elles stimulent l’activité microbienne.
• Elles se plaisent bien dans les associations.
• Elles présentent des systèmes racinaires variés qu’il est intéressant de combiner.
• Bonne association avec le colza car les légumineuses ont une installation plus lente que le colza (le colza est sensible à la concurrence jusqu’au stade 4F).

Inconvénients / limites

• Exigeantes pour la qualité du semis (bonne préparation du lit de semence) et nécessitent de l’humidité pour bien germer.
• La forte quantité d'azote libérée par leurs résidus après la destruction de la plante de couverture stimule l'émergence des mauvaises herbes, spécialement quand les légumineuses sont utilisées comme engrais verts.

Exemples

• Fenugrec :
  • Bonne plante "compagne" du colza.
  • Levée rapide.
  • L'odeur de curry perturbe les insectes ravageurs mais attire les lièvres et les chevreuils.
• Féverole de printemps :
  • Un incontournable des couverts d’été : véritable usine à azote.
  • En raison de la taille de sa graine, la plante nécessite de l’humidité pour germer. Profondeur de semis : 2-3 cm.
  • Très bonne associée avec le colza et les céréales d'hiver (variété Diana, 90 kg/ha).
  • Résistante à l’aphanomycès.
• Gesse :
  • Bonne production de biomasse et forte production d’azote.
  • Toxique pour les animaux.
  • Très bonne plante "compagne" du colza
  • Faible appétence vis-à-vis des limaces.
  • Adaptée au sol argilo-calcaire.
  • Coût de semences parmi les plus élevés.
• Lotier :
  • Le couvert le moins sensible aux herbicides.
• Luzerne :
  • Les fauches successives permettent de nettoyer les parcelles (y compris vivaces). Attention à bien la maîtriser au printemps.
  • Pas de sensibilité aux maladies.
  • Bon comportement en situation séchante.
  • Peut être associée à une graminée pour un fourrage équilibré.
  • Son enracinement profond limite la concurrence vis-à-vis des cultures (voire assure une remontée d’eau par capillarité le long de sa racine).
  • Débouchés limités.
  • Se développe mal dans les sols acides ; inoculum au semis obligatoire si pH<6,5.
  • Récolte délicate.
  • Il faudra également veiller, lors de l’implantation de la culture suivante, à bien limiter la biomasse de la luzerne pour éviter que celle-ci ne serve d’abri aux campagnols.
• Mélilot :
  • Répulsifs pour mulots et campagnols, très agressifs en 2ème année.
• Pois fourrager :
  • Bon effet d’étouffement des adventices.
  • Bonne croissance même en conditions sèches.
  • Bonne association avec le triticale.
  • Démarrage rapide.
  • Si destruction avec dents : disques ouvreurs.
  • Densité à adapter pour le risque de verse.
• Trèfle d’alexandrie
  • Bonne vigueur de départ.
  • Port étalé : minéralisation possible après destruction.
  • Assez sensible aux herbicides.
  • Très bon couvert entre 2 pailles.
  • Moyenne à forte appétence pour les limaces.
• Trèfle blanc nain :
  • A "calmer" au printemps, peut devenir une adventice.
  • Difficile à détruire.
• Trèfle incarnat :
  • Implantation lente à l'automne, à détruire tôt (assèche le sol).
  • Mobilise beaucoup d'azote au printemps et la restitue tardivement.
• Trèfle violet (Semis juillet ou sous couvert d’une céréale (avril))
  • Fixation d’azote.
  • Les fauches successives permettent de nettoyer les parcelles (y compris vivaces).
  • Pas de sensibilité aux maladies.
  • Espèce étouffante vis-à-vis des adventices.
  • Débouchés limités à l’alimentation du bétail.
  • Sensible à la sécheresse et à la chaleur.
• Vesce :
  • Forte concurrence aux adventices.
  • Moyennement sensible aux herbicides.
  • Bonne association avec le seigle, l'épeautre, le triticale et l’avoine
  • Forte résistance au gel.
  • Très favorable à l'activité biologique.
  • Peu sensible au gel (à réserver aux situations avec gel hivernal significatif).  

Exemples

• Lin :
  • Bon effet structurant de l’horizon superficiel.
  • Effet intéressant contre les insectes (altises).
  • À détruire avant lignification.
• Millet perlé (semis juin à mi-août) :
  • Peu exigeant en eau.
  • Couvre très rapidement le sol.
• Nyger (Semis juillet-août) :
  • Plus le semis est précoce, meilleure est l’inhibition des adventices.
  • Bonne destruction par le gel.
  • Bonne association avec le colza.
  • N'aime pas les sols calcaires.
  • Sensibilité aux limaces.
  • Attention au risque de sclérotinia.
• Phacélie :
  • Demande un semis soigné.
  • Donne une terre grumeleuse.
  • Montée en graines rapide, mellifère : attire pucerons et thrips.
  • Peu adaptée aux automne secs.
  • Difficile à gérer chimiquement.
  • Broyage à prévoir en septembre/octobre.
• Sarrasin :
  • Bonne vigueur en conditions sèches.
  • Apport de fleurs à l’automne et effet auxiliaires.
  • À éviter avant le maïs : améliore la disponibilité du phosphore.
  • Dose classique en plante compagne : 2kg/ha.  
  • Faible appétence pour les limaces.
  • Attention, en forte densité, la concurrence sur la culture est forte avec un fort ralentissement de la croissance du colza.

Impact économique

• Coût à la plantation : en moyenne (voir le tableau), le coût de semis d’un couvert (semence et machinisme) est aux alentours de 100€/ha.
• Impact sur la récolte : Les différentes expérimentations ont montré un gain de rendement possible avec des associations à base de légumineuses (0 à 4 q/ha). Cette augmentation est surtout observée dans les sols les plus superficiels (type argilo-calcaire), où la stimulation du colza par le couvert compense le manque de fertilité du sol. Dans des sols plus profonds (type limon), les gains de rendement ne sont pas systématiques (azote disponible). Par contre, les associations avec des non-légumineuses entraînent souvent des pertes de rendement significatives et non négligeables (jusqu’à 10 q/ha).

Impact environnemental et agronomique

Avantages

• Alternative à l’utilisation d’herbicides résiduels.
• Peut se décliner en culture de couverture, en culture intercalaire ou en paillis végétal.
• Complémente bien le non-labour.
• Diminue la banque de semences d’adventices à long terme.
• Qualité du sol : Augmente la matière organique (en fonction de la biomasse produite) et améliore la structure du sol. Protège la couche arable contre l’érosion et la perte de fertilité.
• Fertilité : Mobilise les éléments fertilisants en surface
• Diversité de la flore : Favorise les ennemis naturels et les pollinisateurs.
• Ravageurs : Les plantes compagnes, par l’augmentation de la diversité végétale et de la concentration en azote, participent à limiter l’impact des ravageurs d’automne (moins de larves par plante). Pour atteindre ces objectifs d’autres éléments de l’itinéraire technique devront être mobilisés (date de semis plus précoce, localisation d’azote au semis, apport de matières organiques,…)
• Effets bénéfiques sur l'agro-écosystème : optimisation de l'utilisation des ressources naturelles (radiation solaire, eau, éléments nutritifs du sol), réduction de l'écoulement de l'eau, du lessivage des éléments nutritifs, de l'érosion du sol et la suppression des mauvaises herbes.

Inconvénients / risques

• Incompatible avec le sarclage et le pyrodésherbage durant leur saison de croissance.
• Ne donnent pas une récolte commercialisable.
• Risque de produire une faune pour certains ravageurs (limaces, pucerons…)
• Effet dépressif sur le rendement de la culture suivante si la destruction est trop tardive (C/N élevé).
• Risque d’inhiber la germination ou la croissance de la culture principale.
• Peut perpétuer une maladie ou un ravageur entre deux cultures.
• Peut nécessiter un passage de machinerie supplémentaire.

Sources

• Activer les atouts agronomiques des couverts végétaux, CA Drôme, 2017
• Couverture du sol en interculture : Faire d’une contrainte réglementaire un atout agronomique, Chambres d’agriculture de Lorraine (2016) et de la Meuse (2023)
• Désherbage alternatif en maraîchage, Chambre d'Agriculture de l'Ain, 2016
• Guide de Magellan, 2016
• Implanter des cultures allélopathiques en grandes cultures, GECO, 2021
• Synthèse des travaux du groupe d’agriculture de conservation des sols depuis 2014, GVA, 2018
• Webiaire, Association Française des Biotechnologies Végétales, 2021