Can Relay Cropping Work in Ontario?

(Voir la version en français/Show French version)

La culture en relais est-elle efficace en Ontario?

Mark Burnham, un producteur qui réside près de Coburg, ainsi que plusieurs autres producteurs de l’Ontario tentent de répondre à cette question. En effet, il n’est pas évident pour bon nombre de producteurs de céréales de justifier les revenus associés à une culture de blé d’automne introduite dans une rotation de culture commerciale.
C’est pourquoi ces producteurs dynamiques expérimentent différentes méthodes visant à continuer à cultiver du blé de manière rentable.

Plusieurs producteurs ont recours au système de culture en relais dans le cadre duquel du soya est semé entre des rangs de blé d’automne au printemps, dans le but de récolter deux cultures commerciales la même année. L’objectif est de réduire au minimum les pertes de rendement de blé d’automne, tout en permettant l’établissement d’une culture de soya qui poursuivra sa croissance après la récolte de blé d’automne. Les avantages associés à une culture en relais de blé et de soya sont les suivants : 1) inclusion de blé d’automne dans la rotation à titre de culture de couverture demeurant vivante durant l’automne, l’hiver et le début du printemps; 2) il a été démontré qu’une plus grande diversité dans les cultures contribue à la santé du sol; et 3) on obtient deux cultures dans l’année. Mais l’enjeu est le suivant : est-il rentable de contreensemencer du soya dans du blé d’automne établi? C’est la question que Mark et les autres agriculteurs se posent dans le cadre d’essais à la ferme réalisés cette année.

À l’automne 2017, Mark a semé du blé d’automne selon trois configurations différentes d’espacement entre les rangs : 1) rangs jumelés, soit 2 rangs de blé et 2 rangs ouverts (figure 1); 2) blé d’automne semé en rangs espacés de 15 po (figure 2); 3) trois rangs espacés de 7,5 po de blé d’automne avec un rang ouvert de 7,5 po pour le soya à semer au printemps. Le rendement du blé d’automne a été comparé à celui d’une parcelle ne contenant que du blé d’automne
(7,5 po d’espacement). Le soya a été semé avec un espacement de 30 po entre les rangs dans les parcelles à rangs jumelés et les parcelles 3 :1, et avec un espacement de 15 po entre les rangs de blé entre chaque rang de blé espacé de 15 po. Le blé et le soya ont été semés selon le même nombre de semences /pied de rang pour toutes les configurations d’espacement.

La compétition qui s’exerce entre des cultures ou entre des espèces végétales est un fait bien connu. Il faut donc s’interroger sur l’ampleur des conséquences de cette compétition sur les rendements en blé d’automne, ainsi que sur les rendements en soya. Le tableau 1 montre que dans les parcelles de Mark, le rendement en blé a été réduit de 5 à 16 % selon l’espacement entre les rangs de blé avec soya intercalaire, dans le cas de la récolte 2018 de blé d’automne. Il est que possible l’accroissement de la densité de peuplement pour compenser l’espacement plus grand entre les rangs puisse atténuer la baisse de rendement dans le blé.

Figure 1. Culture en relais de blé d’automne-soya, rangs jumelés, 2018, chez Mark Burnham, le 18 septembre 2018.

Figure 2. Culture en relais blé d’automne-soya, espacement de 15 po, chez Mark Burnham, 18 septembre 2018.

Table 1. 2018 Winter wheat yield in relay cropping with soybeans, Mark Burnham

Winter Wheat Spacing	Yields (bu/ac)	% Yield of Solid Winter Wheat
Check 7.5″ Solid Wheat/no soybeans	108
Triple wheat rows and 1 blank for beans	101	94%
Twin row wheat	92	85%
15 inch rows	93	86%

Table 2. Break even budget for relay soybeans in twin row wheat

Yield (bu/ac)	32.80
Average price ($ per bushel)	$11.38
Gross Return	$373
Total all Inputs	$275
Net Margin/acre	$98
Lost Wheat Yield (16 bu@ $6.16 per bushel)	-$99
Net Return/Acre	$0

Le soya n’a pas encore été récolté au moment de la rédaction de cet article et on ne peut donc en fournir les rendements. Selon le prix actuel du marché pour le blé d’automne et le soya, il faudrait un rendement d’environ 33 boisseaux de soya à l’acre pour atteindre le seuil de rentabilité.

Il y a plusieurs obstacles à surmonter lorsqu’on tente d’obtenir deux récoltes en une saison, notamment :

La lutte contre les mauvaises herbes. Il est extrêmement important d’éviter la compétition pour l’humidité dans le cas des jeunes pousses de soya. Certains producteurs obtiennent de bons résultats en faisant un traitement unique à l’automne, en prélevée, dans la culture de blé d’automne, mais habituellement la pression exercée par les mauvaises herbes est plus forte dans les rangs plus larges de blé d’automne.
La compétition entre les végétaux. En 2018, le mois de juillet a été très sec, ce qui a causé beaucoup de stress au soya alors en concurrence avec le blé pour l’humidité.
La densité de peuplement du blé. Le blé d’automne est reconnu pour bien taller, mais l’augmentation de la densité de peuplement dans les rangs pourrait compenser la réduction de rendement. Cette année, le blé d’automne a été semé aux mêmes taux par rang dans chaque configuration des cultures en relais.
La densité de peuplement du soya. Les essais devront se poursuivre pour connaître les peuplements optimaux de soya dans le cade des systèmes de culture en relais.
Récolte du blé d’automne. Des dispositifs de protection sont requis pour empêcher la barre de coupe de faucher le soya et les pneus de la moissonneuse doivent être alignés avec les rangs de blé afin d’éviter d’écraser le soya (figure 3). Il est important aussi de bien répandre la paille et les éclats de grain de manière à ne pas étouffer le soya.

Figure 3. Écrasement du soya par la moissonneuse, chez Mark Burnham, 18 septembre 2018.

Il en reste beaucoup à apprendre sur le sujet. Mark coordonne un projet sur les cultures en relais, financé dans le cadre du niveau II fourni par l’Association pour l’amélioration des sols et des récoltes de l’Ontario. D’autres producteurs participent à ce projet, dont Reuben DeJong, Travis Greydanus, Mike Strang et Rick Kootstra. Ils sont à la recherche d’autres producteurs qui souhaitent réaliser des expériences de cultures en relais. Nous tenons à remercier Mark Burnham et les autres producteurs d’avoir partagé leurs résultats et expériences sur la culture en relais.

~~~

This is the question that Mark Burnham near Coburg and several other growers across Ontario are trying to answer. It can be a challenge for many grain growers to justify the returns of winter wheat in a cash crop rotation, so these innovative growers are experimenting with different ways to continue growing wheat profitably.

Several growers are experimenting with relay cropping where soybeans are planted between rows of winter wheat in the spring with the goal to harvest two cash crops in the same year. The objective is to minimize the winter wheat yield loss, while establishing a soybean crop that will continue to grow after the winter wheat is harvested. The benefits of winter wheat-soybean relay cropping are 1) including winter wheat in rotation to provide a living soil cover through fall, winter and early spring 2) greater crop diversity that has shown to lead to greater soil health and 3) two crops in one year. The challenge is this: will soybeans inter-seeded into established winter wheat pay? That’s the question Mark and other farmers are trying to answer with some on-farm trials this year.

In the fall of 2017, Mark planted winter wheat in three different row spacing configurations; 1)twin rows – 2 rows of wheat and 2 open rows (Figure 1), 2) winter wheat planted in15 inch row spacing (Figure 2) and 3) three-7.5 inch rows of winter wheat with one open 7.5 inch row for soybeans to be planted in spring. The yield of winter wheat was compared to a solid (7.5 inch row spacing) winter wheat stand. Soybeans were planted on 30 inch row widths in the Twin and 3:1 row stands, and in 15 inch row spacing between each wheat row in 15 inch row spacing. The wheat and soybeans were seeded at the same seeds per foot of row for all row configurations.

Figure 1. 2018 Twin row winter wheat – soybean relay cropping, Mark Burnham 18 Sept 2018

Figure 2. 15 inch winter wheat – soybean relay cropping, Mark Burnham, 10 Sept 2018

It is well known that there is competition between crops or between plant species. Consequently, we have to wonder: just how much impact is there on the winter wheat yield? How much of an impact is there on the soybean yield? Table 1 shows that in Mark’s plots the wheat yield was reduced by 5-16% depending on the different spacing of the wheat with interseeded soybeans in the 2018 winter wheat crop. It is possible that increasing the plant population to compensate for the wider row spacing may minimize the wheat yield reduction.

Table 1. 2018 Winter wheat yield in relay cropping with soybeans, Mark Burnham

Winter Wheat Spacing	Yields (bu/ac)	% Yield of Solid Winter Wheat
Check 7.5″ Solid Wheat/no soybeans	108
Triple wheat rows and 1 blank for beans	101	94%
Twin row wheat	92	85%
15 inch rows	93	86%

The soybeans have not been harvested at this point to report yields. Based on current market price for winter wheat and soybeans, it would take a yield of about 33 bushel of soybeans per acre to break even in this trial.

Table 2. Break even budget for relay soybeans in twin row wheat

Yield (bu/ac)	32.80
Average price ($ per bushel)	$11.38
Gross Return	$373
Total all Inputs	$275
Net Margin/acre	$98
Lost Wheat Yield (16 bu@ $6.16 per bushel)	-$99
Net Return/Acre	$0

There are many challenges to managing two crops together in one season:

Weed control – it is extremely important to avoid competition with the seedling soybeans and for moisture. Some growers have had good success with a one pass fall application pre-emerge in the winter wheat crop, but generally weed pressure is higher in wider rows of winter wheat.
Plant competition – in 2018, July was a very dry month, which was stressful on the soybeans competing with the wheat for moisture.
Stand population – winter wheat is known to tiller well, but increasing the in-row plant population may compensate for the reduced wheat yield. In this year, the winter wheat was seeded at the same rates of seeds per row in each relay cropping configuration.
Soybean populations – more work needs to be done to look at optimum plant populations for soybeans as it pertains to relay cropping.
Harvesting winter wheat – shields are required to prevent the cutter-bar from cutting the soybeans and the combine tires need to align with the wheat rows to avoid trampling the soybeans (Figure 3). It is also important to adequately spread straw and chaff so that the remaining soybeans are not smothered.

Figure 3. Combine trampling of the soybeans, Mark Burnham 18 Sept 2018

There is still a lot to be learned. Mark is coordinating a relay cropping project funded through the Ontario Soil & Crop Improvement Association’s Tier II grants. Other growers involved in this project include Reuben DeJong, Travis Greydanus, Mike Strang and Rick Kootstra. They are looking for other growers interested in experimenting with relay-cropping. Thank you to Mark and other growers for sharing your results and experiences with relay cropping.