M.L. Leblanc¹ et D.C. Cloutier²

Le désherbage mécanique du maïs est une approche alternative à l’usage exclusif d’herbicides dont la popularité a pris beaucoup d’ampleur depuis ces dernières années. La hausse des prix des herbicides, les problèmes qu’ils causent à l’environnement (Parish, 1990) et l’apparition accrue de biotypes de mauvaises herbes résistantes aux herbicides ont fait reconnaître le besoin urgent de s’orienter vers d’autres méthodes de désherbage. Le sarclage mécanique offre un potentiel qui n’est pas nouveau. Il se pratiquait déjà au XIX^e siècle (Gray, 1929) mais l'avènement d'herbicides sélectifs et efficaces pour le maïs a pratiquement causé l'abandon des sarclages mécaniques dans cette culture au cours des trente dernières années (Lampkin, 1990). Cependant, les bénéfices, autres que le désherbage, que procurent le travail du sol ont fait en sorte que le sarclage mécanique s’est perpétué au cours des ans même si un traitement herbicide était fait en début de saison. Les méthodes mécaniques de désherbage ont malgré tout continué à évoluer et il est apparu récemment de nouveaux types d'appareils qui sont de plus en plus performants (Parish, 1990) et intéressants pour le producteur.

En plus d’avoir une action répressive sur les mauvaises herbes, le sarclage permet d’ameublir le sol et de briser la croûte de surface qui est un problème fréquemment rencontré dans la culture du maïs. Les sols argilo-limoneux ont tendance à croûter en surface suite à une séquence de pluie et de chaleur ou de vent. Ces croûtes causent un ralentissement de la diffusion de l’oxygène et une diminution du transfert de chaleur. Elles offrent une résistance à l’émergence de la plantule et par conséquent, peuvent mettre en péril l’uniformité du peuplement de la culture. Le décroûtage de la surface du sol par les sarcleurs favorise aussi la minéralisation des éléments nutritifs nécessaire à la croissance du maïs (Souty et Rode, 1994). De plus, il permet de conserver l’humidité du sol nécessaire au développement de la plante. Quand le sol n’est pas travaillé, il cuit et craque. Ces fissures laissent échapper rapidement l’humidité du sol. En sarclant, on brise cette capillarité. La couche de sol ameubli sert ainsi d’isolant et retient l’humidité qui pourra être éventuellement utilisée par la plante et qui autrement, aurait été perdue dans l’atmosphère. Ce travail du sol est d’autant plus efficace dans les régions à climat sec et lorsque le système racinaire du maïs n’est pas très développé. Lorsque les racines du maïs sont bien distribuées à travers le sol ou lorsque son feuillage fait de l’ombrage au sol, peu d’humidité peut s’échapper même si le terrain n’est pas sarclé.

La stratégie établie pour le désherbage exclusivement mécanique du maïs fait habituellement appel à deux types d’appareil: un passé hâtivement sur toute la surface et l’autre, passé plus tardivement et uniquement entre les rangs de maïs.

SARCLAGE SUR TOUTE LA SURFACE

Le principal problème rencontré lors de l’utilisation du sarclage dans le maïs est le désherbage du rang. Les producteurs ont longtemps évité de passer sur le rang, craignant d’infliger des blessures irréversibles au maïs et voir leur rendement diminuer. Aujourd’hui, il existe des sarcleurs qualifiés de plus doux pour la culture. Ils endommagent peu le maïs mais arrachent les mauvaises herbes qui sont à un stade précoce et moins bien enracinées que celui-ci. Ils sont passés à une vitesse au moins deux fois plus élevée que les autres sarcleurs conventionnels. En général, les producteurs préfèrent utiliser ce type d’appareil en prélevée ou en postlevée hâtive.

TYPES D’APPAREIL

Houe rotative

Cet instrument de sarclage, surnommé aussi ‘picotteuse’ à cause des légères dépressions qu’il laisse sur un sol trop ferme, est formé d’un ensemble de roues étoilées arrangées sur un même axe horizontal. Chacune des roues est fixée sur un bras mobile qui est attaché à l’axe à l’aide d’un ressort. Les bras sont disposés sur la barre d’outil de façon à ce qu’il y ait deux séries de roues: une à l’avant qui projette le sol et l’autre à l’arrière qui poursuit l’action de la première en arrachant et enterrant les mauvaises herbes qui ont échappé à la première (Photo 1). Chaque roue est composée d’environ 16 dents. Le nombre peut varier d’un modèle à l’autre. L’extrémité de la dent est en forme de cuillère. La profondeur de travail varie entre 2 et 5 cm, selon le type de sol et des conditions d’humidité de celui-ci. Il est possible d’ajouter des poids afin de permettre une meilleure pénétration dans le sol lorsque la croûte offre trop de résistance. L’avancement du tracteur entraîne l’ensemble des roues dans un mouvement rotatif. La vitesse minimum requise pour atteindre une certaine efficacité de désherbage est de 10 km/h. Il n’y a pas de vitesse maximale mais 20 km/h est une vitesse régulièrement atteinte au champ. La largeur de l’appareil varie généralement entre 4.6 à 9.5 m. La plupart des manufacturiers américains d’équipement agricole en fabriquent et offrent différents modèles dont ceux à haut dégagement, pour les champs avec beaucoup de résidus.

Herse-peigne/herse-étrille

Les herses sarcleuses sont manufacturées par plusieurs compagnies européennes. Elles sont généralement plus agressives que la houe rotative. Elles sont formées de plusieurs séries de tiges rigides pliées à angle aux extrémités , disposées sur un cadre rigide ou sur des sections suspendues (Photo 2). L’ajustement de la tension des dents peut être individuel ou en groupe selon le modèle utilisé. Il permet de choisir le degré d’agressivité de l’instrument. La largeur de travail varie de 4.5 m à plus de 20 m. Le choix de la vitesse d’avancement est souvent relié au développement de la culture. En prélevée, la herse peut être passée à des vitesses atteignant 15 km/h mais il est préférable de réduire la vitesse de moitié lorsque la culture est levée. Il est possible d’augmenter cette vitesse si la tension des dents est réduite. Plusieurs essais sont nécessaires pour ajuster correctement l’instrument afin de minimiser les dommages à la culture et d’obtenir une répression efficace des mauvaises herbes. La profondeur du travail du sol est réglée au moyen de roues de profondeur fixées sur la herse ou par l’hydraulique du tracteur. Il n’est pas nécessaire de travailler le sol à plus de 5 cm. Ce type de herse désherbe difficilement dans les résidus.

SUSCEPTIBILITÉ DE LA CULTURE

Lorsque le sarclage est effectué en prélevée du maïs, il est possible de herser plus rapidement et plus agressivement sans affecter le maïs. Le temps idéal pour ce genre de pratique est d'environ 24 heures avant son émergence. Généralement, le temps requis pour la levée du maïs est d’environ une semaine. Cet intervalle peut être plus court ou plus long selon les régions et les conditions climatiques environnantes. Il peut être aussi volontairement prolongé en semant le maïs plus profondément. On obtient ainsi une plus grande marge de manoeuvre pour faire correspondre le sarclage avec la germination des mauvaises herbes dans le sol. Cependant, il faut être prudent avec une profondeur de semis au-delà de 5 cm parce que la vigueur de la plantule de maïs peut être affectée.

La mise en place du système racinaire séminal, la formation du mésocotyle et du plateau de tallage et l'élongation du coléoptile s'effectuent entre la germination et la levée du maïs (Photo 3). Le coléoptile, enveloppant les feuilles, croît jusqu'à la surface du sol où inhibé par la lumière, se déchire et libère la première feuille. La longueur du coléoptile est relativement constante pour une variété donnée alors que celle du mésocotyle varie en fonction de la profondeur du semis. Le mésocotyle peut être très court pour un semis superficiel mais peut atteindre jusqu'à une dizaine de centimètres pour un semis très profond (Gay, 1984). Dans ce dernier cas, la plante utilise une grande partie de ses réserves pour la fabrication du mésocotyle et par conséquent, elle s'en trouve affaiblie à la levée.

En postlevée du maïs, l’obstacle majeur au sarclage sur toute la surface est le stade physiologique de la culture. La herse et la houe sont des sarcleurs doux pour le maïs et ont peu ou pas d’effet sur le rendement lorsqu’elles sont passés avant le stade 6 feuilles et pas plus de 3 trois fois dans la saison. La herse-peigne est généralement plus agressive sur la culture que la houe. Le maïs est habituellement couché au sol et semble eéndommag suite au passage de ces sarcleurs. Cependant, en raison de sa plasticité, il récupère rapidement après quelques jours. Vers la fin de la septième feuille, il est plus risqué de passer probablement parce qu’à ce stage, l’apex monte à la surface du sol et il y a initiation de la panicule (Gay, 1984). Tout dommage causé à ce stade résultera en une diminution des ressources qui normalement devraient contribuer à la production d’épis au lieu de compenser les blessures infligées aux feuilles et aux racines.

RÉPRESSION DES MAUVAISES HERBES

Plus les mauvaises herbes sont à un stade précoce, plus elles sont frêles et meilleur sera le sarclage. Le stade optimal d’intervention est lorsque les mauvaises herbes sont en germination et qu'elles n'ont pas encore émergées. Il suffit de prendre une poignée de terre et d'examiner les graines de mauvaises herbes pour s'assurer qu'il y a un germe qui est sorti de la graine. Ce germe est fragile et facilement détruit par les dents de la houe ou de la herse. Lorsque les mauvaises herbes sont levées, il ne faut pas tarder à passer le sarcleur. Des études récentes ont démontré que l’action répressive de ce type d’appareil diminue rapidement au fur et à mesure que la plantule se développe et devient négligeable au stade 3-4 feuilles (Tableau 1). La houe rotative offre une excellente répression des mauvaises herbes lorsque celles-ci sont au stade cotylédons alors que la herse-peigne ou la herse-étrille, étant un peu plus agressives, désherbent efficacement jusqu’au stade 1 feuille (Douville et al., 1995). Dépassé ces stades, ces appareils deviennent moins efficaces car les mauvaises herbes sont trop bien enracinées pour être arrachées du sol. Ces types d’appareil ne conviennent donc pas à un régime de sarclages basé uniquement sur le calendrier. Il faut tenir compte du stade des mauvaises herbes pour déterminer le moment du sarclage. Certaines espèces sont plus vigoureuses et s’enracinent plus rapidement que d’autres (ex.: Ambrosia artemisiifolia L.) et le passage à un stade précoce de développement devient essentiel. D’autres mauvaises herbes germent à des profondeurs plus importantes (ex.: Avena fatua L.) et il est plus difficile de les détruire avec la houe rotative ou la herse. Il faut aussi noter que ces sarcleurs ne sont pas efficaces contre les mauvaises herbes vivaces.

SARCLAGE ENTRE LES RANGS

Lorsque le maïs a atteint une certaine hauteur, un second type de sarcleur (pattes d’oie, dents danoises) est passé uniquement entre les rangs. Utilisé seul, il désherbe peu sur le rang de la culture où s’implantent des populations de mauvaises herbes qui peuvent devenir très envahissantes et compétitrices pour la culture. Combiné avec la houe rotative ou la herse-peigne ou herse-étrille, il permet de poursuivre le désherbage de la culture plus tardivement dans la saison. Il peut aussi compléter le désherbage chimique lorsque les herbicides ont été mis uniquement en bandes, sur les rangs de la culture (Leblanc et al., 1995). À noter qu’il est important de sarcler le même nombre de rangs que le semoir sème car les rangs adjacents à chaque passage du semoir peuvent être divergents ou convergents, diminuant ainsi la précision du sarclage et augmentant le risque de dommages.

TYPES D’APPAREIL

Il existe une multitude de modèles et de compagnies qui fabriquent des sarcleurs pour les entre-rangs. Le principe de fonctionnement de ces appareils est basé sur trois actions simples: couper, arracher et enterrer. Certaines formes de dents ou types de socs renforcent ces actions et permettent un désherbage plus efficace. Ces appareils sont souvent regroupés sous l’appellation de sarcleurs légers ou de sarcleurs lourds.

Le sarcleur léger a un principe d’opération bien connu des producteurs qui l’ajustent et le modifient selon leurs besoins. Il est passé à une vitesse moyenne de 5 km/h. Cet instrument est composé généralement d’une barre porte-outil à laquelle sont attachées plusieurs dents dont la forme varie selon le type de sol et le travail souhaité. Certains modèles permettent un ajustement de la profondeur de travail en tournant un simple levier. Le désherbage de l’entre-rang est souvent réalisé par un regroupement de plusieurs rangées de dents arrangées en triangle de façon à couvrir la superficie de l’entre-rang du maïs (Photo 3). Le dégagement sous la barre est important (>50 cm) et permet habituellement un travail sur des cultures relativement hautes. Il existe plusieurs formes de dents rigides ou vibrantes. Pour obtenir une intensité de travail maximale, il est préférable de choisir des dents qui peuvent bouger dans tous les sens. Les dents danoises, en forme de S, sont habituellement les plus utilisées car elles procurent une vibration importante qui assure un brassage efficace du sol. Différents types de socs peuvent être fixés à l’extrémité des dents. Les socs patte d’oie (25-45 cm) travaillent sur toute leur largeur, ameublissent le sol et coupent les racines des mauvaises herbes. Les socs étroits (6 cm) sont utilisés pour un travail de sol plus profond et un éclatement de terre important. Des disques ou des roues étoilées sont parfois aussi utilisés en combinaison ou non avec des dents pour le sarclage des entre-rangs. Ceux-ci coupent le sol. Ces disques sont ajustables et leur orientation par rapport au rang de la culture permet de projeter le sol sur le rang ou vers l’entre-rang.

Récemment apparu sur le marché, ce type de sarcleur est surtout utilisé chez les producteurs cultivant le maïs sans labour ou sur billon. Il a été conçu pour travailler en présence de résidus importants. Plus lourd que les autres équipements, il nécessite une force motrice additionnelle qui se traduit par un besoin de 20 à 50% de plus de puissance pour réaliser une opération de sarclage (St-Pierre, 1993). Cet équipement est généralement plus dispendieux qu’un sarcleur léger mais, en terme de capacité au champ, il réalise sensiblement les mêmes superficies en une même période de temps qu’un sarcleur léger. Il existe aussi plusieurs modèles de sarcleur-billonneur. Certains n’utilisent qu’une seule patte d’oie par entre-rang (Photo 4). Des ailerons lorsque fixés aux pattes d’oie, transforment le sarcleur en billonneur.

SUSCEPTIBILITÉ DE LA CULTURE

Généralement, le sarclage entre les rangs de maïs est sans danger pour la culture si les pattes d’oie du sarcleur ne sont pas ajustées trop près des rangs de maïs ou trop profondément pour éviter de couper les racines du maïs. Il est préférable d’utiliser des protège-plants lorsque le maïs n’a qu’une ou deux feuilles afin de ne pas abîmer ou enterrer ce dernier. Le nombre de rangs sarclés doivent correspondre au nombre de rangs semés pour éviter qu’un rang qui n’est pas équidistant de l’autre ne se fasse détruire par les pattes d’oie. Selon l'équipement disponible, il est possible de sarcler jusqu'à ce que le maïs ait une dizaine de feuilles (environ 50 cm de hauteur), correspondant à environ 6 ou 7 semaines après la levée du maïs. Cependant, les sarclages trop tardifs ne sont pas nécessairement bénéfiques puisqu'ils risquent d'endommager sérieusement le système racinaire du maïs. En effet, un mois après la plantation, les racines du maïs atteignent déjà le centre de l'entre-rang et une partie de celles-ci se trouve dans les 4 premiers centimètres du sol (Mengel et Barber, 1974). Par ailleurs, une étude d’une durée de 9 ans a démontré qu'un sarclage d'une profondeur de 10 cm diminuait le rendement du maïs à chaque saison, comparé à un sarclage effectué dans les quatre premiers centimètres du sol (Weaver, 1926). Il est donc préférable de sarcler en surface. Cependant, le premier sarclage fait tôt en saison peut être plus profond et aider ainsi à assécher, à réchauffer et à ameublir le sol afin que les sarclages suivants soient plus faciles. Le meilleur sarclage est celui qui est assez profond pour tuer les mauvaises herbes mais aussi assez superficiel pour réduire au minimum les blessures infligées aux racines de maïs. Il est possible aussi de butter (billonner) au dernier sarclage et d’en retirer certains bénéfices. Le buttage peut jouer un rôle de support mécanique pour la tige de maïs mais aussi encourage le développement des racines d'ancrage, lesquelles minimisent la verse lors de vent violents.

RÉPRESSION DES MAUVAISES HERBES

Le sarcleur à pattes d’oie est beaucoup plus agressif que la houe ou la herse, permettant de détruire les mauvaises herbes à un stade plus avancé ( 4-5 feuilles). Le taux élevé de croissance des mauvaises herbes fait en sorte qu'elles occupent très rapidement le champ et les chances de succès du désherbage s'amoindrissent au fur et à mesure qu'elles se développent. Il est possible d’ajuster la profondeur de travail du sarcleur mais il n’est pas nécessaire d’aller à plus de 5 cm dans le sol car la majorité des mauvaises herbes germent à la surface du sol. Ce type de sarcleur a le désavantage de ne sarcler qu’entre les rangs, laissant croître les mauvaises herbes sur le rang. Celles-ci profitent ainsi pleinement d’une période de croissance ininterrompue et de l’engrais déposé en bande lors du semis. Ainsi, la biomasse des mauvaises herbes peut atteindre des valeurs 20 fois plus élevées que celles entre les rangs (Cloutier et Leblanc, 1996). Toutefois, combiné avec un sarcleur passé hâtivement et couvrant toute la surface (houe ou herse-peigne), le désherbage global est grandement amélioré. Utilisé plus tardivement, les dents du sarcleur peuvent être ajustées de façon à projeter de la terre sur le rang (buttage) afin de couvrir les mauvaises herbes qui auraient échappé au sarclage précédent. Le sarclage tardif empêche les mauvaises herbes de l’entre-rang d’atteindre leur maturité ou des tailles gigantesques. Toutefois, si les sarclages sont trop tardifs, les risques d’endommager le système racinaire du maïs sont accrus et peuvent annuler les bénéfices que procure la répression des mauvaises herbes. Les mêmes observations s’appliquent aussi pour le sarcleur-billonneur. Cependant, ce dernier est beaucoup plus agressif que le sarcleur léger et il y a peu de mauvaises herbes qui y résistent. Il décape la surface du sol, coupe les mauvaises herbes sur son passage et le stade des mauvaises herbes est beaucoup moins important.

CONDITIONS D’UTILISATION DU SARCLAGE

Le sarclage du maïs peut être utilisé sur une large gamme de conditions de sol mais il semble être moins efficace lorsque le sol est très humide ou très sec. Lovely et al. (1958) ont évalué plusieurs méthodes de désherbage et rapportent que les conditions de sols humides avant ou après le passage du sarcleur réduisent de beaucoup son efficacité. D'autre part, Peters et al. (1959) ont démontré qu’à l'intérieur de certaines limites, la synchronisation des sarclages avec l'émergence et le stade des mauvaises herbes est plus déterminante que l'humidité du sol pour obtenir un sarclage efficace. Lorsque le sol est si sec qu'il ne favorise pas la germination des mauvaises herbes, les sarclages sont alors inutiles pour désherber. Le stade optimal d'intervention serait lorsque le sol est légèrement croûté et que les mauvaises herbes sont en germination mais qu'elles n'ont pas encore émergé (Coleman, 1954; Lovely et al., 1958; Peters et al., 1959; Rea, 1955).

RENTABILITÉ DE L’UTILISATION DU SARCLAGE

Les coûts sont dépendants de plusieurs facteurs et varient d'un producteur à l'autre et diffèrent selon les pays. Une étude économique québécoise a démontré qu’il possible d’utiliser le désherbage mécanique d’une façon aussi rentable que le désherbage chimique conventionnel (St-Pierre, 1993). Habituellement, le désherbage mécanique du maïs s’effectue avec 3 à 4 passages du sarcleur. D’après cette étude, le coût associé à 4 sarclages est moins élevé que le coût d’une application d’herbicides (Tableau 2). La houe rotative, malgré que son prix est moyen à l’achat, est celle qui est la moins coûteuse à passer à l’hectare parce qu’elle peut être entraînée à des vitesses très rapides. Ce portrait économique est spécifique à une région et ne peut pas être généralisé partout. Par exemple, en Europe, probablement que la herse-peigne d’origine européenne serait moins coûteuse à passer que la houe rotative de fabrication américaine à cause de son coût d’achat moindre.

CONCLUSION

L'utilisation de deux sarcleurs permet d'optimiser leur action répressive sur les mauvaises herbes tout en tirant profit des avantages de chaque appareil. Le plus gros problème auquel les producteurs font face est la variabilité du temps des levées des mauvaises herbes. Le temps et le nombre de passages ne peuvent pas être fixés selon un calendrier car des passages inutiles ou inefficaces en résulteraient. Ils doivent principalement être basés sur le stade des mauvaises herbes. En général, les risques de baisse de rendement sont accrus lorsque les sarclages sur toute la surface sont réalisés lorsque le maïs a plus de 6 feuilles. Les sarclages tardifs ne sont pas nécessairement bénéfiques puisqu’ils peuvent occasionner des bris racinaires importants. Il est possible et rentable de produire du maïs sans utiliser des herbicides. Cependant, les paramètres de l'utilisation des sarcleurs (humidité du sol, profondeur de travail, vitesse, type de sol, tassement) requièrent une constante mise au point car il s'agit d'agencer le bon temps d'intervention avec une utilisation optimale d'appareils mécaniques nécessitant des ajustements.

BIBLIOGRAPHIE

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