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L’essai DOC

Initié par des paysans, réalisé par des scientifiques

Qu’est-ce que l’essai DOC ?

L'essai DOC, en cours depuis 1978, est l'essai en plein champ de longue durée le plus important au monde visant à comparer les systèmes de culture biologiques et conventionnels.

Dans les années 1970, des agriculteurs bio et des scientifiques ont entrepris de comparer l'agriculture biologique et l'agriculture conventionnelle. Ainsi est né l'essai DOC. Depuis, cet essai de longue durée est géré conjointement par le FiBL et Agroscope, avec le soutien d'un groupe de suivi paysan.

Au fil des décennies, divers thèmes de recherche à long terme ont été étudiés, parmi lesquels l'évolution des rendements, les cycles des éléments nutritifs et la qualité des sols. Au début de l'essai, il s'agissait de déterminer si les grandes cultures biologiques étaient envisageables et suffisamment productives face à la pression naturelle des adventices et des ravageurs. Actuellement, l'accent est mis sur les thèmes de la biodiversité, de l'impact sur le climat et de l'adaptation au changement climatique.

En raison des différences de qualité des sols qui se sont accentuées au fil des années dans les différents systèmes d'exploitation, l'essai DOC s'est établi comme une interface avec la science fondamentale. Il est utilisé pour étudier le fonctionnement des sols cultivés en bio à l'aide des méthodes les plus récentes.

Conception de l’essai

Les parcelles expérimentales de l'essai DOC sont situées dans le Leimental, au sud-ouest de Bâle (Suisse), sur des sols fertiles sur lœss, dans l'angle sud-est du fossé rhénan. L'essai vise à comparer les systèmes de culture biodynamique (D), organo-biologique (O) et conventionnel (C). Ces systèmes simulent des exploitations associant grandes cultures et élevage, avec 1,4 unité de gros bétail-fumure (UGBF) par hectare. La période de rotation culturale s'étend sur sept ans; dans la rotation actuelle, les cultures suivantes se succèdent: prairie temporaire (mélange trèfles-graminées) de deux ans, maïs, soja, blé d'automne, pommes de terre et blé d'automne.

Les systèmes biologiques respectent les directives des associations d'agriculture biologique Demeter et Bio Suisse. Les engrais de ferme proviennent d'exploitations qui pratiquent les systèmes respectifs. Les directives de Demeter exigent l'utilisation de préparations biodynamiques destinées à la terre et au compost. Le procédé conventionnel correspond aujourd'hui à la production intégrée, caractérisée par un bilan équilibré des éléments nutritifs, l'utilisation complémentaire d'engrais minéraux selon les besoins et une protection phytosanitaire respectant des seuils économiques d'intervention. Depuis 1985, l'essai comprend en outre un système (M) qui n'utilise que des engrais minéraux et assure une protection phytosanitaire conventionnelle.

Publications

D'une part, l'essai DOC fait l'objet de publications destinées à un large public telles qu'une fiche de la série "Faits et chiffres" et un podcast. D'autre part, cet essai de longue durée a donné lieu à plus de 130 publications dans des revues scientifiques (voir ci-après), dont les résultats généraux ont été synthétisés en 2024. À ces publications s'ajoutent de nombreuses thèses de doctorat et des travaux de fin d'études.

Dossier, fiche et bien plus encore

En 2024, le FiBL a publié les résultats de l'essai DOC en matière de rendement, de qualité des sols, d'apport en éléments nutritifs, de biodiversité et de climat sous différents formats. Ces publications s'adressent aux professionnel·les intéressé·es issu·es de la pratique, du conseil et de la science.

  • Le dossier de 52 pages intitulé "L'essai DOC: Comparaison de systèmes de culture biologiques et conventionnels sur 45 ans" donne un aperçu complet des résultats.
  • La fiche de la série "Faits et chiffres" de 8 pages intitulée "L'agriculture bio en comparaison: Résultats de 45 ans de l'essai DOC" présente et interprète les principaux résultats de l'essai dans un langage clair et accessible.
  • Sur 36 diapositives, la présentation PowerPoint intitulée "L'essai DOC: 42 ans de systèmes de culture biologiques et conventionnels" expose les principaux résultats en s'appuyant sur de nombreux graphiques accompagnés de textes explicatifs.
  • Dans l'édition 8/24 du magazine Bioactualités, les articles de fond étaient consacrés à l'essai DOC.
  • Dans le podcast "Der DOK-Versuch – Anbausysteme im Vergleich" (en allemand), Paul Mäder, qui a dirigé l'essai au FiBL pendant de longues années, et Jochen Mayer, responsable de longue date de l'essai DOC chez Agroscope, partagent leurs expériences acquises dans le cadre de l'essai de longue durée.

Publications scientifiques

Une liste détaillée des publications scientifiques sur l'essai DOC (évaluées par des pairs) est disponible ici (77.1 KB).

Publications sélectionnées

Cette sélection de publications sur des thèmes spécifiques se réfère à la durée totale de l'essai DOC.

  • Comparaison des systèmes
    Cette étude montre qu'en renonçant aux rendements maximaux, il est possible de réduire l'impact environnemental des grandes cultures à l'aide de méthodes de production biologique. La qualité des sols, la biodiversité et le climat, en particulier, bénéficient de la culture biologique. L'agriculture biologique offre une base solide pour le développement de systèmes de production durables.

    Krause, H.-M., Mäder, P., Fliessbach, A., Jarosch, K. A., Oberson, A., & Mayer, J. (2024). Organic cropping systems balance environmental impacts and agricultural production. Scientific Reports 14, 25537. doi.org/10.1038/s41598-024-76776-1

  • Évolution des rendements
    Les rendements des cultures principales, à savoir le mélange trèfles-graminées, le blé d'automne, les pommes de terre et le soja, étaient en moyenne 15 % inférieurs dans les systèmes biologiques par rapport aux systèmes conventionnels. Toutefois, les différences de rendement dépendent de la culture et sont plus importantes pour les non-légumineuses que pour les légumineuses. Tous systèmes confondus, on constate un lien de corrélation entre les rendements et la quantité d'azote apportée et l'utilisation de produits phytosanitaires de synthèse.

    Knapp, S., Gunst, L., Mäder, P., Ghiasi, S., & Mayer, J. (2023). Organic cropping systems maintain yields but have lower yield levels and yield stability than conventional systems – Results from the DOK trial in Switzerland. Field Crops Research 302, 109072. doi.org/10.1016/j.fcr.2023.109072

  • Bilans d'azote et efficience d'utilisation
    En raison de la fumure azotée plus faible, les systèmes biologiques présentent une meilleure efficience d'utilisation de l'azote que le système mixte conventionnel. Cette étude montre également que, dans le système qui n'utilise que des engrais minéraux, la focalisation sur l'équilibre du bilan entraîne des pertes d'azote dans le sol. Un enrichissement du sol en azote n'a pu être obtenu que dans le système biodynamique, grâce à l'utilisation de fumier composté.

    Oberson, A., Jarosch, K. A., Frossard, E., Hammelehle, A., Fliessbach, A., Mäder, P., Mayer J. (2024): Higher than expected: Nitrogen flows, budgets, and use efficiencies over 35 years of organic and conventional cropping. Agriculture, Ecosystems and Environment 362,108802. doi.org/10.1016/j.agee.2023.108802

  • Qualité des sols et carbone
    Le carbone du sol est le principal indicateur de la qualité des sols, mais modifier la teneur en carbone du sol par la pratique agricole prend du temps. Dans l'essai DOC, ce n'est qu'après 22 ans que des teneurs significativement plus élevées ont pu être enregistrées dans les systèmes biologiques par rapport aux systèmes conventionnels. Sur six périodes de rotation culturale, c'est surtout le système biodynamique qui présentait des teneurs en carbone croissantes et la meilleure qualité biologique du sol.

    Krause, H.-M., Stehle, B., Mayer, J., Mayer, M., Steffens, M., Mäder, P., & Fliessbach, A. (2022). Biological soil quality and soil organic carbon change in biodynamic, organic, and conventional farming systems after 42 years. Agronomy for Sustainable Development 42(6), 117. doi.org/10.1007/s13593-022-00843-y

Projets

Doté d'une grande base de données et de vastes archives d'échantillons, l'essai DOC constitue une plateforme idéale pour les projets de recherche les plus divers. De nombreux projets ont été réalisés en lien avec l'essai DOC et des milliers d'échantillons de sol et de plantes ont été analysés et évalués.

Vous trouverez ci-après une liste des projets réalisés depuis 2012.

Projets en cours

Projets achevés

Partenaires de projet et financement

Équipe de projet (du côté du FiBL)

Collaboration

  • Agroscope (Co-coordination)
  • EPF Zurich
  • Université de Zurich
  • Université de Bâle
  • Groupe de suivi paysan
  • Autres coopérations de projets

Financement

  • Gestion de base de l'essai DOC: Office fédéral de l'agriculture (OFAG)

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