BEDOUSSAC Laurent
1, JOURNET Etienne-Pascal
2, HAUGGAARD-NIELSEN Henrik
3, NAUDIN Christophe
4, CORRE-HELLOU Guenaelle
4,
PRIEUR Loïc
5, JENSEN Erik Steen
6, JUSTES Eric
71 ENFA ; INRA UMR1248 AGIR, Auzeville, BP 52627, 31326 Castanet-Tolosan, France ; 2 CNRS, UMR2594 LIPM ; INRA UMR1248 AGIR ; 3 RISØ, DTU, Roskilde, Denmark ; 4 Groupe ESA, UR LEVA ; 5 CREAB ; 6 Swedish University of Agricultural Sciences ; 7 INRA, UMR1248 AGIR
Contact : laurent.bedoussac@educagri.fr ; 05 61 75 32 37
Résumé : Les cultures associées de céréale-légumineuse à graines permettent en AB d’améliorer la productivité, la qualité des grains de céréale et de réduire l’enherbement par rapport aux cultures monospécifiques et ce, dans une large gamme de situations (espèces, variétés, densités, fertilisation azotée). Cependant, la proposition d’itinéraires techniques génériques reste difficile et montre l’intérêt de la modélisation.
Mots-clés : azote, adventices, protéines, fixation symbiotique, rendement
Partenaires impliqués : ENFA, INRA UMR1248 AGIR, RISØ Danemark, Groupe ESA UR LEVA, CREAB Midi-Pyrénées, Swedish University of Agricultural Sciences
Projets dans lesquels s'intègrent les travaux : Projet CASDAR n° 8058 (2009-2012 - Coord. G. Corre-Hellou, Groupe ESA) ; Programme ANR SYSTERRA, Projet PERFCOM (2008-2012 - Coord. P. Hinsinger, INRA Montpellier) ; Programme PSDR3, Projet CITODAB (2007-2010 - Coord. B. Colomb, INRA Toulouse ; M. Gafsi, ENFA).
Contexte
Dans les systèmes biologiques, la disponibilité en azote souvent limitante combinée à des facteurs biotiques parfois importants peuvent causer des pertes de rendement et affecter les qualités technologiques des produits. Les cultures associées de céréale-légumineuse, qui valorisent la complémentarité fonctionnelle des espèces liée en particulier à la capacité des légumineuses à fixer l’azote atmosphérique, apparaissent comme l’une des solutions agronomiques pour répondre à ces enjeux.
Objectifs et enjeux du travail de recherche
L’objectif de ce travail est de décrire et d’analyser les avantages potentiels des cultures associées de céréale-légumineuse en termes de rendement, de teneur en protéines des grains, d’utilisation de l’azote et de contrôle de l’enherbement. L’intégration d’un important jeu de données originales a permis de générer des références et de caractériser la faisabilité et les limitations des cultures associées.
Démarche scientifique
58 expérimentations ont été conduites de 2001 à 2010 dans 10 exploitations agricoles et 5 stations expérimentales en France (Sud et Ouest) et au Danemark. Différentes associations ont été évaluées (orge-pois, orge-féverole et blé tendre-féverole en culture de printemps ; blé tendre-pois, blé dur-pois et blé dur-féverole en culture d’hiver) couvrant une large gamme de pratiques (avec ou sans fertilisation azotée ; semis en rangs alternés ou en mélange sur le rang ; différentes proportions et cultivars).
Acquis scientifiques
Notre analyse combinant les résultats des différentes expérimentations montre que :
• Le taux de fixation symbiotique des légumineuses est supérieur en association par rapport aux cultures pures (75% et 62% respectivement), mais la quantité d’azote fixée est moindre (56 et 93 kg N /ha respectivement).
• Le rendement total de l’association est presque toujours supérieur à la moyenne des rendements des cultures pures (3,3 et 2,7 t/ha respectivement ; Figure 1).
• Les valeurs de Land Equivalent Ratio (LER) sont presque toujours supérieures à 1 (1,27 en moyenne et comprises entre 0,93 et 2,41) et les valeurs élevées (>1,5) correspondent souvent à des situations où le rendement d’au moins une des cultures pures est faible.
• Le plus souvent, la proportion de céréale à la récolte dans l’association est supérieure à 50% et supérieure à celle calculée à partir des rendements des cultures pures.
• La biomasse d’adventices à la récolte est similaire entre association et céréale pure (0,40 t/ha) et très inférieure à celle en légumineuses pures (1,38 t/ha).
• La teneur en protéines des grains de céréale associée est presque toujours supérieure à celle des grains de céréale pure (11,1% et 9,8% respectivement ; Figure 1), et le gain est d’autant plus fort que la teneur en protéines de la céréale pure est faible.
• L’accroissement de la teneur en protéines de la céréale en culture associée s’explique par un moindre rendement de la céréale (1,9 contre 2,9 t/ha en culture pure) et par le fait que la légumineuse n’utilise que peu d’azote minéral du sol.
Impacts des résultats / applications / résultats opérationnels
Nos résultats ont confirmé les nombreux avantages agronomiques des cultures associées pour l’AB. Cependant, le développement des associations ne peut se faire sans le consentement et la collaboration des différents acteurs de filière : i) les agriculteurs et les organismes techniques qui ont besoin de références techniques, ii) les organismes collecteurs-stockeurs qui doivent adapter leur logistique et leurs équipements, iii) les sélectionneurs pour concevoir des variétés adaptées aux associations, iv) les transformateurs pour adapter leurs exigences et leurs processus industriels et v) les pouvoirs publics pour développer des politiques favorables à ces systèmes et renforcer la place des légumineuses.
Perspectives
La proposition d’itinéraires techniques génériques (choix d’espèces, de variétés, de densités, de structure de peuplement ou de fertilisation organique) tenant compte des objectifs de production divers des agriculteurs, reste difficile via l’expérimentation. La modélisation des cultures associées pourrait répondre à ces questions tout en aidant à déterminer des idéotypes adaptés. Pour ce faire il est nécessaire d’avoir une compréhension fine des mécanismes en jeu afin d’adapter le formalisme des modèles existants. Une autre perspective de recherche concerne l’intégration des cultures associées dans les systèmes de cultures (effet précédent, délai de retour…) et les conséquences sur les acteurs de la filière (collecteurs-stockeurs et transformateurs en particulier).
Publications
Corre-Hellou G., Dibet A., Hauggaard-Nielsen H., Crozat Y., Gooding M., Ambus P., Dahlmann C., von Fragstein P., Pristeri A., Monti M., Jensen E.S., 2011. Competitive ability of pea-barley intercrops against weeds and interactions with crop productivity and soil N availability. Field Crops Research, 122:264-272.
Hauggaard-Nielsen H., Jørnsgaard B., Kinane J., Jensen E.S., 2007. Grain legume-cereal intercropping: The practical application of diversity, competition and facilitation in arable and organic cropping systems. Renewable Agriculture and Food Systems, 23:3-12.
Naudin C., Aveline A., Corre-Hellou G., Dibet A., Jeuffroy M.-H. and Crozat Y., 2009. Agronomic analysis of the performance of spring and winter cereal-legume intercrops in organic farming. Journal of Agricultural Science and Technology, 3(10):17-28.
Bedoussac L., Bernard L., Brauman A., Cohan J.P., Desclaux D., Fustec J., Haefliger M., Corre-Hellou G., Hinsinger P., Journet E.P., Lopez Ridaura S., Magrini M.B., Palvadeau L., Triboulet P., 2012. Les Cultures Associées Céréale / Légumineuse en agriculture "bas intrants" dans le Sud de la France. Plaquette issue du projet ANR PerfCom, 28 p.
https://www7.inra.fr/comite_agriculture_biologique/content/download/3449/34740/version/1/file/plaquette+PerfCom+VF.pdf.pdf Figure 1. Gauche : Comparaison du rendement de l'association (céréale + légumineuse) et du rendement moyen des cultures pures. Droite : Comparaison de la teneur en protéines de la céréale associée en fonction de la teneur en protéines de la céréale en culture pure.
Session "Innovations en production végétale" Poster 2
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