thumb|upright=1.5|Désherbage total avant semis direct sans labour (Canton de Berne, Suisse).
Un herbicide est une substance active ou une préparation phytosanitaire ayant la propriété de tuer les végétaux. Le terme « désherbant » est synonyme d'herbicide.
Les herbicides appartiennent à la famille des pesticidesDirective 2009/128/CE du Parlement européen et du Conseil du 21 octobre 2009 instaurant un cadre d’action communautaire pour parvenir à une utilisation des pesticides compatible avec le développement durable, elle-même incluse dans la famille des biocidesla Directive du Parlement européen et du Conseil /8/CE du 16 février 1998 concernant la mise sur le marché des produits biocides (JOCE n° L 123 du 24 avril 1998).
Les herbicides sont employés en défense des cultures, dans les golfs, en sylviculture, pour lutter contre les mauvaises herbes qui concurrencent les plantes cultivées, qu'il s'agisse de plantes herbacées ou ligneuses. La pratique agricole associée est le désherbage chimique.
Selon leur mode d'action, on peut les utiliser en pré- ou en post-levée.
On distingue : les désherbants sélectifs (les plus nombreux) ; les débroussaillants et produits de dessouchage chimique ; les désherbants totaux (les plus utilisés) ; les défanants qui détruisent la partie aérienne des végétaux. Ils sont par exemple utilisés pour la récolte mécanique de la pomme de terre ou de la betterave ; les anti-germes, qui empêchent le démarrage de la végétation de bulbes ou tubercules destinés à l'alimentation (oignons, pommes de terre par exemple) ; les silvicides visent plus spécifiquement les espèces forestières ou le processus de régénération naturelle.
« Phytocide » est un terme générique qui regroupe l'ensemble de ces produits.
Histoire Avant l'utilisation généralisée des herbicides chimiques, on avait recours à des méthodes de lutte culturale, par exemple en modifiant le pH du sol, la salinité, ou les niveaux de fécondité, pour lutter contre les mauvaises herbes. La lutte mécanique (qui comprend le travail du sol) a également été utilisée dans ce but et l'est encore.
Premiers herbicides L'usage des herbicides chimiques a commencé dans les années 1880, uniquement avec des composés inorganiques (minéraux). En 1896, Louis Bonnet réussit en France le désherbage du blé contre la moutarde des champs à l'aide d'une solution de 6 % de sulfate de cuivre. Par la suite, d'autres sels sont utilisés ainsi que l'acide sulfurique dilué. Celui-ci est largement employé en France entre les deux guerres mondiales sous l'impulsion de l'agronome Edmond Rabaté. On l'utilise sur les cultures de céréales malgré ses inconvénients liés à sa forte corrosivité et au fait qu'il n'élimine pas certaines mauvaises herbes (notamment les graminées). Il n'est définitivement supplanté par les herbicides de synthèse que dans les années 1960...
Les premiers herbicides organiques apparaissent avant la Seconde Guerre mondiale, c'est le cas du 4,6-dinitro-ortho-crésol (DNOC) breveté en France en 1932 par Pastac et Truffaut ou du pentachlorophénol (PCP) introduit aux États-Unis en 1936 comme agent de préservation du bois et employé dès 1940 comme désherbant des céréales..
Herbicides de synthèse vignette|L'acide 2,4-dichlorophénoxyacétique, premier herbicide de synthèse, fut découvert pendant la Seconde Guerre mondiale.
Bien que la recherche sur les herbicides chimiques a commencé à la fin du , la première percée majeure a été le résultat de recherches menées au Royaume-Uni et aux États-Unis au cours de la Seconde Guerre mondiale sur l'utilisation potentielle d'armes biologiques..
Le premier herbicide moderne, l'acide 2,4-dichlorophénoxyacétique, a été découvert et synthétisé chez Imperial Chemical Industries par W. G. Templeman. En 1940, ce dernier a montré que « des substances de croissance appliquées de manière appropriée tuaient certaines mauvaises herbes à feuilles larges dans les céréales sans nuire aux cultures ». En 1941, son équipe a réussi à synthétiser la molécule. La même année, Pokorny obtint le même résultat aux États-Unis..
Indépendamment, une équipe dirigée par a fait la même découverte à la station expérimentale de Rothamsted. Quastel a été chargé par l' (ARC) de découvrir des méthodes pour améliorer le rendement des cultures. En analysant le sol comme un système dynamique, plutôt que comme une substance inerte, il a été en mesure d'appliquer des techniques telles que la perfusion. Quastel a pu ainsi quantifier l'influence de diverses hormones végétales, d'inhibiteurs et d'autres produits chimiques sur l'activité des micro-organismes du sol et évaluer leur impact direct sur la croissance des plantes. Le travail de cette unité est resté totalement secret, mais après la guerre, certaines découvertes, dont celle du 2,4-D ont été développées pour un usage commercial.
Quand le 2,4-D a été commercialisé en 1946, il a déclenché une révolution dans le monde agricole et est devenu le premier herbicide sélectif efficace. Il a permis d'améliorer le désherbage du blé, du maïs, du riz et d'autres cultures de céréales, car il élimine sélectivement les dicotylédones, mais n'affecte pas la plupart des monocotylédones (graminées). Le faible coût du 2,4-D a facilité son utilisation jusqu'à nos jours et il reste l'un des herbicides les plus couramment utilisés dans le monde. Comme c'est le cas pour d'autres herbicides de type acide, les formulations actuelles utilisent soit un sel d'amine (souvent des triméthylamines) ou l'un des nombreux esters du composé parent. Ces dérivés sont plus faciles à manipuler que l'acide.
Découvertes ultérieures La famille des triazines, qui comprend l'atrazine, a été introduite dans les années 1950 ; c'est la famille d'herbicides la plus préoccupante au sujet de la contamination des eaux souterraines. L'atrazine ne se décompose pas facilement (en quelques semaines) après avoir été appliquée à des sols au pH légèrement basique. Dans des conditions de sol alcalin, l'atrazine peut être transférée dans le profil du sol jusqu'à la nappe phréatique par l'eau s'infiltrant après les pluies, provoquant la contamination mentionnée plus haut.
Le glyphosate (Roundup) a été mis sur le marché en 1974 pour le désherbage non sélectif. Grâce à la création de variétés de plantes cultivées résistantes au glyphosate, il est maintenant utilisé très largement pour le désherbage des cultures. L'association de l'herbicide avec la semence résistante a contribué à la consolidation du secteur des semences avec l'industrie de la chimie à la fin des années 1990.
De nombreux herbicides chimiques modernes utilisés dans l'agriculture et le jardinage sont spécifiquement formulés pour se décomposer rapidement après application. Cela permet d'implanter des cultures après l'application, sans que celles-ci soient affectées par l'herbicide.
Cependant, les herbicides à faible activité résiduelle (c'est-à-dire qui se décomposent rapidement) ne permettent pas de maîtriser les mauvaises herbes pendant toute la saison de culture et ne garantissent pas que les racines des mauvaises herbes soient tuées sous les revêtements de surface (au risque que ces plantes réapparaissent ultérieurement de façon destructrice), ce qui laisse la place à des désherbants ayant un niveau élevé de persistance dans le sol.
Types d'herbicides Le groupe de travail « Terminologie » de la Commission des essais biologiques (CEB) de l'Association française de protection des plantes, recommande d'employer les définitions suivantes pour les différents types d'herbicides :
selon la pénétration de l'herbicide : herbicide foliaire : herbicide pulvérisé sur les feuilles et absorbé par celles-ci, herbicide racinaire : herbicide appliqué sur le sol et absorbé par les racines. La pénétration s'effectue par les organes souterrains, entre la germination de l'adventice et sa levée.
selon la migration de l'herbicide : herbicide de contact : l'herbicide détruit les surfaces de la plante avec lesquels il entre en contact, il n'est pas véhiculé par la sève, herbicide systémique : herbicide de pré-levée ou de post-levée qui migre dans la plante par le bois ou le liber, depuis les points de pénétration (racine ou feuille) jusqu'au site d'action. Cette locution est souvent utilisée dans un sens plus restrictif pour désigner les herbicides de postlevée véhiculés dans la plante par la sève.
selon sa sélectivité : herbicide sélectif : herbicide que peut tolérer une espèce cultivée dans des conditions d'emploi définies. Si ces conditions d'emploi ne sont pas respectées, il peut devenir non sélectif. Un herbicide sélectif n'est généralement efficace que sur certaines adventices, herbicide total : herbicide efficace sur l'ensemble des adventices et aussi des espèces cultivées.
Modes d'action Les formulations vendues dans le commerce doivent être homologuées (pour un ou plusieurs usages).
Un produit désherbant contient généralement une ou plusieurs molécules actives (ex : glyphosate pour le Round Up) et des adjuvants (ex : polyoxyéthylène amine ou POEA pour le Roundup ; POEA dont certains considèrent qu'il a une action spécifique sur les végétaux traitésAvis AFSSA n°2008-SA-0034 du 26/03/09) pour stabiliser le mélange ou accélérer ou permettre sa pénétration dans les tissus végétaux pour les tuer (ou en inhiber la croissance dans le cas des inhibiteurs de croissance).
Les modes d'action des herbicides sont fondés sur : la perturbation de la photosynthèse ; l'inhibition de la synthèse des lipides ; l'inhibition de la synthèse des acides aminés ; la perturbation de la régulation de l'auxine ; l'inhibition de la division cellulaire à la métaphase ; l'inhibition de la synthèse des caroténoïdes (pigments protecteurs des chlorophylles) ; l'inhibition de la synthèse de l'enzyme PPO (protoporphyrinogène oxydase) conduisant à la synthèse des chlorophylles ; la dérégulation des pH entre les différents compartiments cellulaires ou découplants ; la perturbation de la croissance.
En France, les pollutions de l'eau causées par les produits phytopharmaceutiques sont (au regard du nombre de molécules et des tonnages de produit) principalement dues aux herbicides de synthèse.
Principales familles d'herbicides Herbicides minéraux Ils furent surtout utilisés au début du vingtième siècle. Les plus utilisés actuellement sont : le cyanure de calcium (Ca(CN)2), il rentre par les racines et pénètre la sève brute pour ensuite s'accumuler dans les feuilles ; le sulfate de fer (FeSO4), herbicide de contact utilisé pour lutter contre les mousses et qui accélère de plus l'humification des déchets végétaux ; le chlorate de sodium (NaClO3) qui détruit les plantes à fort enracinement. Oxydant puissant, le chlorate de soude pénètre principalement par les racines et est transporté par la sève brute vers les feuilles. Son action n'est pas sélective et peu perdurer jusqu'à six mois dans la terre. Il est détruit par le calcaire, les matières organiques et les corps réducteurs, il peut être aussi lessivé par les eaux d'infiltration. Il est peu toxique pour l'homme mais c'est un comburant (qui peut entrer dans la fabrication d'explosifs). Il peut être employé pour la dévitalisation des souches. Du fait de son danger (risque d'explosion), il est de plus en plus remplacé par des substances organiques.
Herbicides organiques Ils constituent la très large majorité des herbicides du marché actuel. Par commodité, on les regroupe suivant leur type de pénétration dans le végétal :
Herbicides racinaires Dinitroanilines (toluidines) Apparues en 1960, les dinitroanilines sont très peu solubles dans l'eau, ont une forte volatilité et sont souvent photodégradables : ce sont donc des produits à incorporer dans le sol avant la mise en place de la culture.
Ils agissent en stoppant la croissance des plantules peu après leur germination. Ils sont désignés sous le terme -impropre- d'« antigerminatifs ». Ce sont plus précisément des antimitotiques.