Organic peach and apple production: an 11 year-experience of experimentation in orchards
Arboriculture biologique : 11 années d'expérimentation en vergers de pêchers et pommiers
Résumé
A research program has been carried out for 11 years (1994-2004) in organic orchards at the INRA (National Institute for Agricultural Research) experimental station of Gotheron in the South-East of France. A local association for the development of organic farming (OF) (Agribiodrôme, F-26150 Die) and the GRAB (Research Institute for Organic Farming, F-84911 Avignon) also participated in the program. The aims were: (i) to acquire references about fruit organic farming; (ii) to identify and to analyse the key-problems of peach and apple organic production, in order to improve the management of organic orchards and/or to propose new experiments; and (iii) to assess on the long term the effect of organic farming on the soil and on the arthropod community of the orchard. Two peach orchards, one converted to OF and one planted under organic certification, and an apple orchard planted under organic certification constituted the experimental design. As a perennial system with no crop rotation, fruit tree production presented various constraints for the management of the soil and the orchard protection. The low ability of our shallow soils to store and supply nutrients to fulfil the tree requirements implied: (i) to select appropriate types of fertilisers (i.e., compost, completed in spring with a quickly mineralised organic fertiliser); (ii) to adjust the doses and the timing of applications; (iii) to make additional supplies of some mineral elements (Mg, Mn, B) in the apple orchard. Although nitrogen supply was difficult to adjust to the tree requirements during the conversion period or in young orchards, this strategy allowed on the long term to improve the organic matter soil content, to preserve or to increase the availability of the soil nutrients, and to produce satisfying yield levels and fruit quality. Tillage within the row appeared to be disruptive for tree roots, above all when changing from chemical to mechanical weed control (i.e., when converting from conventional to OF production). The survey of the nitrogen content of the soil solution at different depth also allowed to assess that there was no risk of nitrogen leaching, and therefore of nitrogen pollution, under our fertilisation management regime. Most probably due to a balanced fertilisation regime and a non-disruptive pest management, some pests, such as mites, peach aphids,? were naturally controlled. Mating disruption and microbiological insecticides provided control of oriental moth and codling moth. But the control of some other diseases or pests in our orchard systems either depended on large amounts of active ingredients presenting side effects, and/or was insufficient. For example, the control of the leaf curl disease due to Taphrina deformans, which relies on the sole use of copper fungicides, could be a key-problem because of the length of the peach tree susceptible period (6 to 7 weeks). Post harvest decay diseases of peaches were also difficult to manage by sanitation practices only. In the apple orchard, the most prevailing pest was the apple rosy aphid Dysaphis plantaginea which proved to be very difficult to control and could damage seriously trees and fruits. Failure in aphid control is likely to have emphasised the alternate fruit bearing that occurred in the apple orchard from 2001 onwards. Centrifugal training, which is a recent tree training concept based on tree physiology, partially limited the development of this pest. The survey of the arthropod community in the apple organic orchard (2001-2003) showed a higher biomass and a different structure of the arthropod beneficial complex (mainly polyphagous predatory arthropods), compared to other conventionally grown orchards. The populations of secondary pests did not increase along the 11 year-survey for both peach and apple productions. But, due to the use of copper and sulphur, side effects on the soil fauna and the arthropod beneficial complex may be caused. Because of the low efficiency and/or the potential side effects of some plant protection products used in OF, it is therefore important to design the organic orchard so that it does not rely heavily on plant protection inputs; according regions, the choice of low susceptible cultivars, large tree spacing, plant environment management, and the use of sanitation practices? are important criteria to produce organic fruits in sustainable systems.
Un programme de recherche a été conduit en arboriculture biologique pendant 11 ans (1994-2004) à l'unité expérimentale INRA (Institut National de la Recherche Agronomique) de Gotheron dans le Sud-Est de la France, en partenariat avec Agribiodrôme (F-26150 Die), association de développement de l'Agriculture Biologique (AB) en Drôme et le GRAB (Groupe de Recherche en Agriculture Biologique, F-84911 Avignon). Les objectifs étaient : (i) acquérir des références en arboriculture biologique ; (ii) identifier et analyser les verrous techniques de la production de pêches et pommes biologiques, afin d'optimiser la conduite des vergers AB et/ou de proposer de nouvelles expérimentations ; (iii) évaluer à long terme l'impact du mode de production pour le sol et la communauté d'arthropodes du verger. Deux vergers de pêchers, l'un converti et l'autre planté en AB, et un verger de pommier planté en AB ont constitué le support des expérimentations conduites. Du fait de la pérennité de la culture et de l'absence de rotation culturale, la production en arboriculture biologique a présenté différentes contraintes ou limites, notamment pour la conduite du sol et la protection du verger. La faible capacité de nos sols superficiels à stocker et à fournir des éléments minéraux pour satisfaire les besoins de l'arbre a nécessité : (i) d'identifier les types de fertilisants ou amendements appropriés (compost, complété par un fertilisant se minéralisant rapidement au printemps) ; (ii) d'ajuster les doses et les périodes d'application ; (iii) de réaliser des apports complémentaires pour certains éléments minéraux (Mg, Mn, B) dans le verger de pommiers. Bien que la fourniture azotée soit difficile à ajuster aux besoins de l'arbre en période de conversion ou en verger jeune, la stratégie de fertilisation utilisée a permis à terme d'améliorer la teneur en matière organique du sol, d'entretenir ou d'augmenter la disponibilité des éléments nutritifs pour l'arbre, et de produire à des niveaux de rendements satisfaisants, pour un fruit de qualité. Le travail mécanique du sol sur le rang s'est révélé pénalisant pour les racines, notamment lors du passage d?un désherbage chimique à mécanique lors de la conversion en AB. Le suivi de la teneur en nitrates de la solution du sol à différentes profondeurs a permis d'établir que le risque de lessivage, et donc de pollution par les nitrates, était nul pour notre stratégie de fertilisation et notre situation. Probablement en rapport avec une fertilisation modérée et avec une conduite de la protection permettant des régulations naturelles, certains ravageurs ne se sont pas développés : acariens phytophages, pucerons du pêcher,... D'autres ravageurs ou maladies ont été contrôlés grâce à l'utilisation de méthodes biotechnique ou microbiologique : confusion sexuelle (tordeuse orientale), virus de la granulose (carpocapse),? En revanche, la maîtrise de certaines maladies ou ravageurs a nécessité l'utilisation d'importantes quantités de matières actives présentant des effets non intentionnels, et/ou a été insuffisante. Par exemple, la cloque du pêcher, maladie due à Taphrina deformans et dont le contrôle repose sur l'utilisation préventive de fongicides à base de cuivre, peut constituer un problème-clé pour la production en raison de la longueur de la période de sensibilité du végétal (6 à 7 semaines). Les maladies de conservation de la pêche ont également été difficiles à gérer avec uniquement des méthodes prophylactiques. Dans le verger de pommiers, le principal ravageur a été le puceron cendré Dysaphis plantaginea, dont le contrôle s'est révélé délicat, et qui a pu occasionner des dégâts importants sur les arbres et les fruits. Le contrôle non satisfaisant de ce puceron a probablement amplifié l'alternance de production installée dans le verger de pommiers à partir de l'année 2001. La conduite centrifuge de l'arbre, concept récemment developpé sur des bases de physiologie de l'arbre, a permis un effet limitant partiel vis-à-vis de ce ravageur. L'étude de la communauté des arthropodes dans le verger de pommiers AB (2001-2003) a mis en évidence une biomasse plus élevée et un cortège d'auxiliaires de structure différente (prédominance des prédateurs polyphages), par rapport à d'autres vergers conduits en conventionnel. Aucune émergence de ravageurs secondaires n'a été notée tout au long des 11 ans d'étude dans les deux productions. Toutefois, selon la variété cultivée, les quantités de cuivre et de soufre utilisées peuvent s'accompagner d'effets secondaires pour la faune du sol et pour certains arthropodes auxiliaires, respectivement. En raison d'une efficacité limitée et/ou d'effets secondaires de certains produits de protection des plantes utilisés en AB, il est donc important de concevoir le verger AB afin de limiter le plus possible le recours à des intrants phytosanitaires ; selon les régions, le choix de variétés peu sensibles, des distances de plantation larges, l'aménagement de l'environnement du verger et la mise en ½uvre de prophylaxie,? sont des critères importants pour produire durablement des fruits en AB.
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