Les Brassicacées, également connues sous leur ancien nom de Crucifères, forment une famille vaste et essentielle de plantes dicotylédones. Présentes dans le monde entier, elles prospèrent particulièrement dans les régions tempérées de l'hémisphère Nord. Cette famille évoluée se distingue par une homogénéité remarquable dans la structure de ses fleurs et de ses fruits. La disposition en croix des pièces du périanthe est une caractéristique immédiate qui permet de reconnaître une crucifère, d'où le nom attribué à cette famille. Leur fruit typique est une silique, comportant deux loges séparées par une cloison médiane qui porte les graines.
Les Crucifères s'adaptent à une multitude d'habitats et de milieux de vie possibles : sables et rochers maritimes, bords de ruisseaux, talus calcaires, pelouses humides ou sèches, cultures et jardins, bords de chemins, cailloutis et prairies de montagne. Leur proportion dans la flore phanérogamique diminue en s'éloignant des régions polaires, avec par exemple 19 % de Crucifères dans la flore du Spitzberg, contre seulement 1 % au Sénégal.
La diversité des Brassicacées : une richesse pour l'homme
La famille des Brassicacées est d'une importance capitale pour l'homme, offrant une extraordinaire diversité de plantes alimentaires, condimentaires, oléagineuses, ornementales, médicinales, fourragères ou encore des adventices des cultures et des plantes de laboratoire, y compris des OGM. Malgré une grande diversité de formes, les Brassicaceae sont relativement faciles à reconnaître grâce à leurs fleur et fruit typiques.
Parmi les Brassicacées les plus connues et cultivées, on trouve les moutardes, les choux (rave, pomme, chinois, broccolis, de Bruxelles), les radis, le raifort, la roquette, le cresson, le rutabaga, le navet, le wasabi, ainsi que des plantes ornementales comme les aubriéties, les ibéris et les giroflées. La guède, ou pastel (Isatis tinctoria L.), est également une plante tinctoriale dont les feuilles, par fermentation, produisent une couleur bleue similaire à l'indigo.
La famille des Brassicacées est cosmopolite, présente sur l'ensemble du globe à l'exception de l'Antarctique, mais elle est plus concentrée dans l'hémisphère nord, où elle s'est spécialisée dans les climats tempérés. Les espèces de Brassicacées sont particulièrement concentrées autour de la Méditerranée, et leur berceau est souvent situé sur le plateau iranien (eurasiatique), qui abrite plus de 900 espèces, dont 530 endémiques.
Caractéristiques botaniques des Brassicacées
Les Brassicacées sont des plantes annuelles (comme la monnaie du pape, le colza), bisannuelles (chou, giroflée) ou vivaces herbacées (Aubrietta). On trouve aussi des sous-arbrisseaux (thlaspi vivace, Aethionema) ou, plus rarement, de véritables arbustes (Hormatophylla, Euzomodendron, Vella).
Leurs feuilles sont généralement dépourvues de stipules et peuvent être couvertes de poils, dont la forme est un critère utile pour l'identification des espèces. Les inflorescences, souvent sans bractées, sont organisées en panicules ou en corymbes. Les fleurs sont plutôt petites, mais colorées et regroupées pour attirer les insectes pollinisateurs.
La fleur caractéristique
Une fleur épanouie de Brassicacée, comme celle de la moutarde des champs (Sinapis arvensis), présente de l'extérieur vers l'intérieur :
- Quatre sépales d'un vert jaunâtre, en forme de gouttière étroite, disposés en croix.
- En alternance avec les sépales, quatre pétales jaunes comportant une partie dressée et étroite, l'onglet, terminée par un limbe étalé.
- Six étamines, dont quatre plus grandes dépassent nettement la corolle.
- Enfin, le pistil, formé de deux carpelles soudés par leurs bords. Les ovules, assez nombreux (une trentaine), ont une placentation pariétale. Une "fausse cloison" entre les carpelles sépare la cavité ovarienne en deux parties. Le style court est surmonté d'un stigmate double.
Il est important de noter la présence de nectaires, généralement au nombre de quatre, petites boules vertes et brillantes sur le réceptacle. Deux se trouvent à l'extérieur des filets des grandes étamines et les deux autres entre le filet des petites étamines et l'ovaire. La pollinisation s'effectue donc normalement par l'intermédiaire des insectes (entomophilie) qui, venant butiner le nectar, transportent en même temps du pollen de fleur en fleur.
C’est quoi, la pollinisation ?
Le fruit : silique ou silicule
Le fruit des Brassicacées est une silique ou une silicule, selon sa longueur par rapport à sa largeur. La silique, nommée en raison de sa ressemblance avec une gousse (siliqua signifiant cosse ou gousse), diffère fondamentalement du fruit des Légumineuses. Elle provient de deux carpelles (au lieu d'un seul) et s'ouvre par quatre fentes (au lieu de deux). La silique est en effet un fruit sec s'ouvrant par deux valves qui s'écartent de part et d'autre du cadre placentaire durci. L'organisation du fruit et des graines est très diversifiée, permettant de différencier les espèces.
Les composés chimiques et les interactions écologiques
Les Brassicacées possèdent des composés chimiques particuliers, notamment 120 glucosinolates différents, qui leur servent de mécanisme de défense contre la prédation par les insectes. Cependant, une coévolution a permis à certains insectes, comme les piérides du chou, de se spécialiser pour pouvoir les consommer, créant ainsi des couples plante/insecte prédateur indissociables.
Les Brassicacées dans l'agriculture canadienne
Les Brassicacées constituent une part significative de l'agriculture canadienne, notamment en tant que légumes potagers. Les cultures de brocoli, chou-fleur, chou de Bruxelles, chou pommé et chou frisé (kale) représentent une valeur totale à la ferme de 251,2 millions de dollars sur une superficie cultivée de 10 740 hectares. Le brocoli et le chou pommé se distinguent par les valeurs à la ferme les plus élevées, atteignant respectivement 91,8 millions de dollars et 94,8 millions de dollars.
Répartition des cultures par province
Au Canada, les légumes de la famille des Brassicacées, bien que bisannuels, sont généralement cultivés comme des annuelles et sont adaptés aux climats de nombreuses régions. Le chou est produit commercialement dans la plupart des provinces, avec une concentration significative au Québec (54 %) et en Ontario (33 %). Le brocoli est également largement cultivé, avec une production commerciale axée sur le Québec (45 %) et l'Ontario (38 %). La culture du chou-fleur est principalement concentrée au Québec (52 %) et en Ontario (30 %). L'Ontario et la Colombie-Britannique sont les principales provinces productrices de choux de Bruxelles, avec respectivement 43 % et 29 % de la superficie totale cultivée au Canada.
Pratiques culturales pour le chou et le brocoli
Le chou et le brocoli se développent bien dans une variété de sols, y compris les sols de type argileux, les loams argileux bien drainés, les loams sableux et les sols loameux. Les loams sableux bien drainés sont préférables pour les variétés hâtives, tandis que les sols loameux et les loams argileux conviennent mieux aux variétés tardives, qui sont également plus tolérantes aux sols moins bien drainés. Un pH du sol compris entre 6,0 et 7,2 est optimal. Cependant, si la hernie des crucifères est présente, il est recommandé d'épandre de la chaux environ six semaines avant la plantation pour augmenter le pH entre 7,2 et 7,5, car la hernie du chou prospère dans les sols acides. Une rotation de trois à cinq ans avec une culture autre que des Brassicacées est souhaitable pour réduire les risques de transmission de ravageurs et de maladies.
Un apport adéquat en éléments nutritifs est essentiel pour une croissance optimale. Des analyses de sol à l'automne ou au printemps permettent de déterminer les besoins en fertilisation. Les engrais sont épandus à la volée et incorporés, ou appliqués en bandes avant l'ensemencement ou le repiquage. Le brocoli et le chou nécessitent généralement beaucoup d'engrais azoté au démarrage, avec le reste appliqué en bandes latérales. Du bore, du magnésium et du molybdène peuvent être nécessaires dans les sols sableux pauvres en matières organiques.
Pour les légumes pommés de la famille des Brassicacées, tels que le brocoli, le chou de Bruxelles, le chou et le chou-fleur, les semis sont généralement démarrés en serre, directement dans des plateaux multicellules. L'ensemencement direct au champ est peu commun pour ces cultures en raison du coût élevé des semences et des problèmes liés à l'irrégularité des peuplements et à la formation d'une croûte à la surface du sol. Les légumes-feuilles comme le chou cavalier, le chou frisé et la moutarde sont ensemencés à densité élevée dans des sols bien drainés d'avril à août. Le traitement fongicide des semences est important pour prévenir les maladies transmises par la semence.
Les jeunes plants sont repiqués au champ après quatre à six semaines de croissance, lorsqu'ils ont de trois à huit feuilles véritables. Avant le repiquage, les plants sont endurcis par une réduction de l'apport d'eau, un abaissement de la température et une ventilation accrue, ou en les plaçant à l'extérieur pendant quelques jours. Le cycle de croissance entre l'ensemencement et la récolte est de 8 à 10 semaines pour le chou d'été, 10 à 12 semaines pour le brocoli et 13 à 15 semaines pour le chou destiné à l'entreposage. L'étalement des plantations permet des récoltes continues tout au long de la saison. L'utilisation de plants repiqués contribue à réduire les coûts, à uniformiser la récolte et à améliorer le rendement.
Le brocoli et le chou sont des cultures de saison fraîche qui tolèrent le froid, le chou étant plus résistant et pouvant supporter des températures de -10 °C pendant de courtes périodes. La croissance est optimale entre 15 et 20 °C et s'interrompt en dessous de 0 °C. Un apport régulier en eau (25 mm par semaine) est nécessaire, surtout dans les sols sablonneux bien drainés, car un manque d'eau nuit au développement de la pomme et des inflorescences. Une irrigation excessive doit être évitée pour prévenir la pourriture des racines. La germination des semences est possible à partir de 5 °C, mais optimale à 24 °C. Les températures estivales élevées favorisent la croissance végétative et retardent la maturation, tandis que les températures fraîches l'accélèrent.
La récolte des brocolis et des choux débute en juin et se termine en octobre pour le brocoli et en novembre pour le chou. Elle est généralement effectuée à la main, mais des équipements avec convoyeurs peuvent faciliter le processus. Les brocolis sont refroidis rapidement avec de la glace en purée au champ pour préserver leur fermeté. Le brocoli étant difficile à entreposer, il est expédié directement aux points de vente. Le chou destiné à l'entreposage est récolté en octobre et novembre. Les choux endommagés sont immédiatement commercialisés ou jetés. L'aptitude à l'entreposage varie selon les cultivars, les variétés à pomme dense et à maturation tardive se conservant plus longtemps, parfois jusqu'en mars de l'année suivante.
Enjeux phytosanitaires et gestion intégrée
Les profils nationaux des cultures, élaborés par Agriculture et Agroalimentaire Canada (AAC), fournissent des informations de base sur les pratiques de production et les moyens de lutte dirigée pour les cultures de crucifères. Ces documents s'appuient sur de vastes consultations auprès des intervenants et la collecte de données auprès des provinces déclarantes (Colombie-Britannique, Ontario et Québec), choisies en fonction de l'importance de leurs productions de brocoli et de chou.
Ces profils abordent un large éventail de sujets, y compris l'aperçu du secteur, les régions productrices, les pratiques culturales, les facteurs abiotiques limitant la production (équilibre nutritionnel, éclatement de la pomme de chou, œdème), les maladies, les insectes et acariens, ainsi que les mauvaises herbes. Ils détaillent les niveaux de préoccupation phytosanitaire fondés sur les données d'occurrence des maladies, insectes et acariens nuisibles, et mauvaises herbes dans les productions de brocoli et de chou au Canada.
Des moyens de lutte intégrée (LI) sont également présentés pour contrer ces problèmes, offrant des stratégies pour minimiser l'impact des ravageurs et maladies tout en respectant l'environnement. Ces informations sont fournies à titre indicatif, et il est recommandé de consulter les guides de production provinciaux et les bases de données sur les pesticides pour des renseignements précis sur les produits de protection homologués.
Les Brassicacées sauvages comestibles
Presque toutes les plantes sauvages de la famille des Brassicacées peuvent être éventuellement consommées, à l'exception de quelques rares espèces toxiques comme la giroflée des murailles (Cheiranthus cheiri), dont l'amertume naturelle prévient les empoisonnements. En tant que plantes sauvages comestibles, les Brassicacées sont difficilement détrônables. Néanmoins, il est important de consommer ces plantes sauvages avec modération, car en grande quantité, elles peuvent devenir indigestes ou irritantes.
Parmi les espèces sauvages comestibles, on trouve la cardamine hérissée (Cardamine hirsuta), la roquette sauvage (Diplotaxis tenuifolia), le cresson des fontaines (Nasturtium officinale), et la grande passerage (Lepidium latifolium).
Le rôle des Brassicacées dans la recherche et l'innovation
Les Brassicacées sont également l'objet de manipulations génétiques (OGM) visant à leur conférer une résistance au glyphosate (Roundup) ou aux insectes ravageurs. Cependant, la capacité des gènes des Brassicacées à être transférés sur des plantes sauvages apparentées soulève des préoccupations quant à une possible pollution génétique à long terme, avec le risque de voir apparaître des plantes adventices résistantes aux glyphosates et débarrassées de leurs prédateurs naturels.
La famille des Brassicacées, qu'elle soit cultivée pour ses légumes variés et ses graines oléagineuses, ou étudiée pour ses propriétés médicinales et ses interactions écologiques, demeure un domaine de recherche et de développement crucial pour l'agriculture durable et la compréhension de la biodiversité végétale.