Cover crop mulch–based no-tillage (MBNT) production is emerging as an innovative alternative production practice in organic farming (OF) to reduce intensive soil tillage. Although European organic farmers are motivated to implement MBNT to improve soil fertility and achieve further management benefits (e.g., labor and costs savings), low MBNT practice is reported in Europe. Thus, this paper aims to understand the challenges of both farmers and researchers limiting the further adoption of MBNT in organic farming in temperate climates. The primary no-tillage (NT) practices of organic European farmers and findings of organic MBNT studies conducted in Europe are reviewed, focusing on living or mulch cover crop-based NT (LBNT or MBNT) for arable crop production. Major conclusions drawn from this review indicate consistent weed control and an establishment of best practices for cover crop management as the two main overarching challenges limiting adoption. In view of substantial gaps of knowledge on these issues, additional research should focus on cover crop selection and management (species, date of sowing) to increase cover crop biomass, particularly in warmer climates. Lastly, further research is needed to optimize cover crop termination to prevent competition for water and nutrients with cash crops, particularly in wetter northern conditions which promote vigorous cover crop growth.

Organic farming relies heavily on tillage for weed management, however, intensive soil disturbance can have detrimental impacts on soil quality. Cover crop-based rotational tillage (CCBRT), a practice that reduces the need for tillage and cultivation through the creation of cover crop mulches, has emerged as an alternative weed management practice in organic cropping systems. In this study, CCBRT systems using cereal rye and triticale grain species are evaluated with organic soybean directly seeded into a rolled cover crop. Cover crop biomass, weed biomass, and soybean yields were evaluated to assess the effects of cereal rye and winter triticale cover crops on weed suppression and yields. From 2016 to 2018, trials were conducted at six locations in Wisconsin, USA, and Southern France. While cover crop biomass did not differ among the cereal grain species tested, the use of cereal rye as the cover crop resulted in higher soybean yields (2.7 t ha⁻¹ vs. 2.2 t ha⁻¹) and greater weed suppression, both at soybean emergence (231 vs. 577 kg ha⁻¹ of weed biomass) and just prior to soybean harvest (1178 vs. 1545 kg ha⁻¹). On four out of six sites, cover crop biomass was lower than the reported optimal (<8000 kg ha⁻¹) needed to suppress weeds throughout soybean season. Environmental conditions, in tandem with agronomic decisions (e.g., seeding dates, cultivar, planters, etc.), influenced the ability of the cover crop to suppress weeds regardless of the species used. In a changing climate, future research should focus on establishing flexible decision support tools based on multi-tactic cover crop management to ensure more consistent results with respect to cover crop growth, weed suppression, and crop yields.

Le semis direct sous couvert végétal (SDSC) apparaît comme une solution innovante pour gérer les adventices tout en limitant les dégradations des sols et en répondant aux enjeux économiques, sociologiques et agroécologiques du XXIème siècle (Mäeder et Berner, 2012). Cette technique culturale sans labour consiste à implanter une culture, sans travail du sol, soit sous un couvert végétal vivant soit sous un couvert détruit mécaniquement à partir d’un rouleau cranteur (Mirsky et al., 2012). Cette innovation se développe en Amérique du Nord et commence à émerger en France. Elle suscite en effet beaucoup d’intérêts auprès des agriculteurs qui souhaitent améliorer la fertilité des sols, réduire la consommation de carburant et d’herbicides ou encore limiter le temps de travail (Soane et al., 2012 ; Casagrande et al., 2015). Cette technique constitue un enjeu majeur à la fois en agriculture biologique et en agriculture conventionnelle pour diminuer le recours au travail du sol et limiter ou remplacer l’utilisation du glyphosate à l’origine de nombreux débats en Europe (Johnsen et al., 2016). Toutefois, d’importantes difficultés sont souvent relevées lors de l’adoption du SDSC (maîtrise du couvert et des adventices, disponibilité de l’azote etc.) et une reconsidération de l’ensemble du système serait nécessaire pour les limiter. De plus, peu de références existent sur cette thématique et la majorité des études a été menée dans un contexte nord-américain (Moyer, 2011). Ainsi, des questions persistent sur les moyens de mise en œuvre de cette innovation dans les exploitations agricoles actuelles (machinisme, compétences, connaissances, choix techniques et organisationnels etc.) ainsi que sur les performances économiques et agronomiques du SDSC. Cette thèse s’axe donc autour de ces trois grandes problématiques et propose de développer des solutions viables chez les agriculteurs pour intégrer cette technique dans un contexte européen. Ce projet vise notamment à prendre en compte les objectifs et les contraintes des producteurs à plusieurs niveaux d’organisation (parcelle, systèmes de culture, exploitation agricole) en alliant une approche à la fois systémique et analytique.