vignette|Apparence générale(plus de 2 mètres de haut). Silphium perfoliatum, la Silphie perfoliéeGuide des fleurs sauvages de l'Est de l'Amérique du Nord, par Lawrence Newcomb, éditions Broquet, La Prairie (Québec), 1983.Faune et flore de l'Amérique Nord, Agnès Saint-Laurent, Sélection du Reader's Digest, Montréal (Québec), 1986., le Silphium perfolié ou Silphe perfolié, est une espèce de plantes à fleurs herbacées, de la tribu des Heliantheae et de la famille des Astéracées. Cette vivace, diploïde (n = 7), à fleurs jaunes, haute (2,50 m et jusqu'à 2,75 m), est pérenne pour 10 à 20 ans en monoculture, et parfois bien plus en jardin. Elle est mellifère, fixe du carbone en C3.
Indigène dans la moitié est de l'Amérique du Nord, mais absente du Québec et des Maritimes, elle avait des usages médicinaux chez les Amérindiens du Nord. Elle a été introduite en Europe, dans les jardins, à partir du (il en existe aujourd'hui plusieurs variétés ornementales). Elle a ensuite, localement, été cultivée en Russie et en Chine comme plante fourragère.
Elle a plus récemment été testée comme source de biomasse-énergie, pour produire du biométhane essentiellement, et de manière plus agro-écologique qu'avec le maïs. Elle est localement utilisée comme fourrage d'une qualité nutritive proche de la Luzerne (moins énergétique que le maïs, mais significativement riche en protéines : de 4,9 % à 15 % de la matière sèche). Elle a un potentiel de plante phytoépuratrice, et/ou pour le captage et séquestration du dioxyde de carbone via ses rhizomes. Les agriculteurs hésitent encore à planter cette culture pérenne, car d'autres espèces produisent plus de biomasse et/ou de méthane ; elle est coûteuse dans les premières années et parfois difficile à mettre en place et moins rentable que d'autres.
Aux États-Unis, sur des sols ensoleillé mais frais, légèrement humides en été la silphie perfoliée peut être localement très envahissante. Là, sa productivité et sa taille (jusqu'à , produisant jusqu'à de matière sèche par plant et jusqu'à 350 capitules par plante dès la seconde saison de croissance) en ont fait une candidate pour de nouvelles cultures énergétiques, mais cette possibilité est très discutée en raison de coûts d'installation élevés ; de son potentiel invasif (qui s'exprime y compris dans son aire naturelle de répartition) ; et d'une sensibilité à quelques déprédateurs autochtones, en particulier à un insecte (nord américain) qui peut en ravager les monocultures : lEucosme géant.
Description alt=Bouquet de Silphium perfoliatum|vignette|Bouquet de Silphium perfoliatum. vignette|Cette image donne une idée du volume et de la biomasse produits sur environ un mètre carré de jardin. La plante peut dépasser .
Taille de à , fleur de 5 à de diamètre. Capitules jaunes à disques plat entouré de pétaloïdes, en bouquets lâches, au sommet d'une tige quadrangulaire; feuilles opposées, ovales, dentées, celles du haut engainant la tige. Son nom anglais (cup plant) évoque la « coupelle végétale » formées par les feuilles soudées autour de la tige, qui recueille de l'eau météorique ou de rosée ou condensation du brouillard contre la tige. La floraison est étalée de juillet à septembre au Québec.
La plante présente des formes et tailles et comportements assez variés selon ses « accessions » (mot désignant en biologie une souche d'une espèce qui a été collectée dans un lieu spécifique et à un moment spécifique.).
Composition (matière sèche) : elle varie selon les souches et le contexte cultural et météorologique, avec : 16 à 28% de protéines, plus de 60% de matières non azotées, 13 à 23 % de sucres, beaucoup de minéraux, un peu de fibres (beaucoup en fin de saison) et source variable, modérée à importante, de calcium et de phosphore, de carotène et de vitamine C. À titre d'exemple : Shalyuta et Kostitskaya (2018) donnent : calcium (18,1 mg par kg), phosphore (2,55 mg par kg), manganèse (4,48 mg par kg), potassium (24,03 mg par kg), sodium (0,40 mg par kg) de soufre (0,40 mg par kg) avec 17,6% de matière sèche.. Elle est à peu près aussi nutritive pour les animaux que la luzerne..
vignette|La silphie perfoliée est mellifère (ici butinée par une Abeille domestique). vignette|Graines de Silphium perfoliatum (jardin botanique Henri Gaussen). vignette|Cette coupelle ( « vasque » ou « godet foliaire ») (comme chez le Cabaret des oiseaux) recueille les eaux météoriques (pluie, grêle, neige…), y compris un peu de rosée et d'eau de condensation du brouillard ou de fonte de givre… au mieux 0,3 % de la consommation annuelle d'eau de la plante, ou un peu moins de 2 % selon une autre source, mais cette réserve peut intéresser divers petits animaux. vignette|Vue de l'apex et des boutons floraux (ici en Ontario).
Habitat naturel Selon l'USDA, la Silphie perfoliée se rencontrait surtout sur les terrains bas, dans les zones humides, le long des ruisseaux des prairies, des fourrés alluviaux, des plaines inondables et le long des lisières des forêts humides. Cette espèce était commune dans la grande prairie nord américaine, dite Prairie d'herbes hautes, mais plus sporadiquement vers le nord selon Ladd (1995)Ladd, D. 1995. Tallgrass prairie wildflowers. Falcon Press, Helena, Montana.. Aujourd'hui, cette région est grandement réduite en raison de l'agriculture et de l'urbanisation, mais les reliques de la Grande prairie restent importantes pour la biodiversité, servant d'habitat à diverses espèces de plantes et d'animaux.
Le Silphium perfoliatum autochtone vit aux latitudes tempérées de l'Amérique du Nord (Nord-Est des États-Unis et Sud-Est du Canada) dans des habitats plutôt ensoleillés et caractérisés par un air humide et un sol humide, profond et riche (glaiseux, sableux ou limoneux), pas trop acide, typiquement dans les vallées alluviales plutôt naturellement eutrophes, sur les berges de cours d'eau ou de lacs, et parfois sur les pentes ou fonds de ravins (Sokolov et Gritsak, 1972, Vacek et Řepka, 1992), ou encore dans les zones humides sablonneuses proches de la nappe, ou dans certaines plaines inondables près du lit de cours d'eau (Stanford, 1990), dans les prairies humides, dans les forêts ouvertes ou à leur proximité (Huxley , 1992 ; Kowalski et Kędzia, 2007). Son rhizome tolère le gel (jusqu'à pour une variété commercialisée), et la plante supporte quelques semaines de sécheresse.. C'est une plante essentiellement pérenne dont le rhizome vit au moins 15 ans (on en trouve des spécimens de plus de 50 ans dans certains jardins)http://www.lapresse.ca/le-soleil/maison/horticulture/201209/06/01-4571788-la-gentille-geante.php La gentille géante de Larry Hodgson, La Presse, septembre 2012..
Certaines de ses populations sauvages originelles sont menacées ou ont disparu, notamment dans les prairies naturelles dégradées par le drainage, les incendies et la fragmentation écopaysagère. Ainsi, dans 54 vestiges de prairies suivies dans le Wisconsin par des études botaniques : 8 à 60 % des plantes autochtones ont disparu en 32 à 52 ans, notamment celles qui avaient besoin d'incendies périodiques, et celles qui sont vulnérables à la fragmentation écologique..
Écologie et agroécologie Dans son environnement d'origine, où l'espèce a longuement co-évolué avec ses déprédateurs et leurs ennemis locaux, la Sylphie a les caractéristiques d'une espèce clé de voûte, source de services écosystémiques précieux..
Sa longue floraison et l'abondance de ses fleurs mellifères en font une source de nectar intéressante pour les abeilles domestiques ou sauvages. Elle nourrit plusieurs pollinisateurs indigènes nord-américains importants : plus de 12 espèces d'abeilles, de mouches et de coléoptères indigènes sont fréquemment retrouvés dans les cultures de Silphium perfoliatum, et bien plus sur les populations vivant encore en milieu naturel. Là, selon Julianna Tuell en 2008, c'est la fleur la plus attractive pour le bourdon Bombus impatiens, et elle attire plus d'individus que d'autres plantes à fleurs. .. Ainsi, dans des restes de prairies sauvages étudiés dans l'Iowa où elles persistent localement sous forme de quelques dans le paysage, et sous forme de longues bandes linéaires plus ou moins épargnées le long d'axes de transport, la Silphie est considérée comme (et Davis , en 2008, notaient, sans pourvoir à ce jour l'expliquer, que pour les 20 zones reliques qu'ils ont étudié : ces plantes attiraient soient des abeilles, soit des papillons, mais jamais les deux ; un phénomène qu'il serait intéressant de comprendre pour à la fois mieux protéger les abeilles et les papillons).. Pour cette raison, dans un contexte de grave déclin de la diversité des pollinisateurs. et de leurs services écosystémiques., là où l'espèce ne risque pas de devenir envahissante, il été recommandée aux États-Unis d'en planter ou d'en laisser s'épanouir en lisière de champ pour attirer les abeilles pollinisatrices (Decourtye 2010).. Dans le cas où les champs voisins ne sont pas conduits en agriculture biologique, les buissons de Silphie peuvent cependant, comme pour le Buddleia, possiblement devenir des puits écologiques dangereux pour les populations locales d'insectes.
Fiedler et Landis (2007) ont aussi montré que les massifs de silphies sont très attractifs pour divers arthropodes herbivores locaux. Ces derniers sont potentiellement déprédateurs, ils sont là contrôlées par un nombre encore plus élevé de leurs adversaires naturels. Selon ces auteurs, la Sylphie est même, là bas, la plante qui attire le plus de prédateurs ou parasites d'organismes déprédateurs autochtones.
Par contre, en Europe, et même en Allemagne, où l'espèce est cultivée depuis près de 20 ans, l'attrait de la Silphie pour les insectes dits nuisibles (pour l'agriculture) et/ou pour leurs prédateurs n'est pas encore prouvé.
Comme le Cabaret des oiseaux, le long de la tige les feuilles opposées sont soudées et forment de petits bassins retenant l'eau de pluie ou un peu de rosée ; une source d'eau utile à diverses espèces et qui contribue à entretenir une hygrométrie élevée dans les touffes de plantes. Dans l'aire naturelle de répartition de l'espèce, certains déprédateurs (hyménoptère, coléoptère… voir exemple plus bas) contribuent naturellement à en limiter le caractère envahissant.
Les touffes denses de Silphie perfoliée peuvent d'abriter une petite faune de vertébrés et d'invertébrés qui peine à trouver des habitats sûrs en milieu rural (petit gibier y compris), mais dans les monocultures 100 % du champ est généralement coupé, en fin de printemps puis en début d'automne, sans zone-refuge pour les animaux qui se trouvent alors vulnérables, brusquement exposés aux éléments et aux prédateurs, s'ils n'ont pas été tués ou blessés par les engins de récolte au moment de la coupe et de l'ensilage.
Un bilan agroécologique (agrobiodiversité aérienne et souterraine) des cultures mixtes de Silphie (Silphium perfoliatum L.) a été fait en Allemagne, car certaines analyses et modélisations Bauböck R, Karpenstein-Machan M, Kappas M (2014) Computing the biomass potentials for maize and two alternative energy crops, triticale and cup plant (Silphium perfoliatum L.), with the crop model BioSTAR in the region of Hannover (Germany). Environmental Sciences Europe 26, 19. la font considérer comme, potentiellement, l'une des futures ressources pour la biométhanisation, mais on attend aussi de forte perturbation des régimes hydriques et, en 2007, l'Institut international de l'eau de Stockholm a alertéIWI (2007) Presseinformation des Stockholm International Water Institute (SIWI).