Conditions pédo-climatiques et déroulement des cycles culturaux

Les expérimentations ont été réalisées en 2005-2006 et 2006-2007 sur la station expérimentale de l'INRA de Toulouse–Auzeville et en 2007-2008 sur le domaine du lycée agricole d’Auzeville (Latitude 43°31’ N, Longitude 1°29’ E, Altitude 150 m).

IV.1 Conditions climatiques

La moyenne annuelle des précipitations sur le site d’Auzeville enregistrée au cours des 25 dernières années est de 656 mm pour une température journalière moyenne de 13.7 °C avec un maximum en août (21.9 °C) et un minimum en janvier (6.1 °C). La somme des précipitations enregistrée au cours des expérimentations était de 361mm, 468 mm et 436 mm pour les trois années successives. Pour la même période (novembre–juillet), les précipitations cumulées enregistrées en moyenne au cours des 25 dernières années étaient de 498 mm. Les enregistrements climatiques (température, précipitations et rayonnement global) sont présentés sur la Figure 2 pour chaque année séparément.

Figure 2 Données journalières et cumulées de température, précipitation et rayonnement

global enregistrées sur la station expérimentale de l’INRA de Toulouse-Auzeville (Latitude 43°31’ N, Longitude 1°29’ E, Altitude 150 m) ainsi que la quantité d’eau dans le sol calculée à partir du bilan hydrique du 1er novembre à la récolte du blé dur pour 2005-2006, 2006-2007 et 2007-2008 et pour la période 1984-2008.

En 2005-2006, comparativement à la moyenne des 25 dernières années l’hiver a été plus froid et plus sec et le printemps plus chaud et plus sec. En 2006-2007, a contrario, l’hiver a été plus chaud et plus sec que la moyenne et le printemps particulièrement humide. Enfin, en 2007-2008 les températures ont été conformes à la moyenne tout au long de l’année, il en est de même pour les précipitations au printemps alors qu’en hiver ces dernières ont été inférieures à la moyenne. D’un point de vue du rayonnement global, nous n’avons pas observé de différence en 2006-2007 et 2007-2008 comparativement à la moyenne alors qu’en 2005-2006 l’ensoleillement a été supérieur tout au long du printemps.

La quantité d’eau dans le sol (QEau-Sol), exprimée en millimètres, a été calculée sur 0-150 cm à partir d’un bilan hydrique simplifié en considérant que QEau-Sol ne peut être inférieure à 0 ni supérieure à celle à la capacité au champ (estimée par des mesures de sol en sortie d’hiver) :

(

)

∑

avec QEau-Sol Semis la quantité d’eau dans le sol au semis (mm) sur 0-150 cm et pour un jour ‘i’ : Pi le volume de précipitation (mm), Kci le coefficient cultural du blé dur, ETPpi l’évapotranspiration selon Penman-Monteith (mm), Ii la quantité d’eau apportée par irrigation (mm) et RCi la quantité d’eau provenant de remontées capillaires. Le coefficient cultural journalier du blé dur (Kci) a été calculé en considérant une valeur de 0.4 à la levée du blé dur, de 1 au stade épi 1cm, de 1.1 à la floraison du blé dur et de 0.7 à la maturité du blé dur et une évolution linéaire entre deux stades successifs. Un apport d’eau d’irrigation a été réalisé en 2006-2007 seulement (20 mm au semis). Enfin, les remontées capillaires ont été estimées comme nulles en 2006-2007 et 2007-2008. Par contre, en 2005-2006 nous avons estimé qu’elles représentaient 2 mm par jour lorsque la quantité d’eau dans le sol était inférieure à 75% de la quantité d’eau au point de flétrissement (pF=4.2). La quantité d’eau dans le sol à pF=4.2 a été mesurée sur des échantillons de sol pour chaque année. La Figure 2 représente l’évolution de la quantité d’eau dans le sol calculée à partir du bilan hydrique ainsi que la quantité d’eau dans le sol à pF=4.2.

On observe que la quantité d’eau à pF=4.2 était de 223 mm en 2005-2006, 269 mm en 2006-2007 et 298 mm en 2007-2008 pour des humidités à la capacité au champ de 447 mm, 476 mm et 453 mm respectivement. Ces graphiques indiquent que la quantité d’eau disponible était moindre en 2007-2008 comparativement aux deux autres années. Par ailleurs, on observe en fin de cycle en 2005-2006 et 2007-2008 que la quantité d’eau dans le sol simulée était inférieure à la quantité d’eau à pF=4.2 indiquant de possibles stress hydriques en fin de cycle.

IV.2 Conditions pédologiques

Les caractéristiques granulométriques, de pH et de teneur en carbonate de calcium (CaCO3) des sols pour chaque expérimentation sont décrites dans le Tableau 5.

La première expérimentation a été réalisée sur un sol limoneux de pH 8.0 présentant une teneur en CaCO3 importante dans l’horizon 90-120 (64.8 g kg-1). L’horizon supérieur (0-30 cm) contenait 9.4 g kg-1 de carbone total, 0.93 à 1.09 g kg-1 d’azote total, une CEC de 16.0 cmol+ kg-1 et une teneur en phosphore (P-Olsen) et potassium satisfaisante (0.09 g kg-1 et 0.26 g kg-1 respectivement).

Le second essai a été implanté sur un sol de type argilo-limoneux de pH 8.3 principalement du à une teneur en CaCO3 très élevée dans l’horizon 60-120 cm (164.9 g kg-1). L’horizon supérieur (0-30 cm) contenait 9.9 g kg-1 de carbone total, 1.07 g kg-1 d’azote total, une CEC de 21.7 cmol+ kg-1 et des niveaux corrects de phosphore (P-Olsen) et de potassium (0.05 g kg-1 et 0.16 g kg-1).

En 2007-2008, le sol était de type limono-argileux de pH 8.2. L’horizon supérieur (0-30 cm) contenait 8.4 g kg-1 de carbone total, 1.02 g kg-1 d’azote total, une CEC de 19.3 cmol+ kg-1 et une teneur en phosphore (P-Olsen) et potassium moindre (0.02 g kg-1 et 0.08 g kg-1 respectivement).

Tableau 5 Analyse granulométrique, pH et teneur en CaCO3 par horizon mesurés sur des échantillons de sols prélevés lors des trois années d’expérimentation (2005-2006, 2006-2007 et 2007-2008).

IV.3 Observations des stades de développement

On observe (Figure 3) que la durée du cycle du blé dur et de la féverole d’hiver ont été similaires en termes de jours calendaires au cours des trois années alors que des différences significatives ont été observées en degrés jours (2580, 2980 et 2896 °C j-1 pour les trois années successives), ce qui s’explique par l’effet prépondérant du photopériodisme pour le déroulement de certains stades de développement. Dans le cas des cultures « pures » de pois d’hiver on remarquera que la maturité physiologique a été plus précoce en 2006-2007 puisqu’elle a été observée le 6 juin alors qu’elle a au lieu les 13 et 19 juin en 2005-2006 et 2007-2008 respectivement. La levée des différentes cultures a été plus rapide en 2006-2007 en raison des températures plus élevées et de l’apport de 20 mm d’irrigation et à l’inverse plus lente en 2005-2006 en particulier pour les légumineuses. On notera l’apparition précoce du stade épi 1 cm du blé dur en 2006-2007 autour du 20 février à environ 870 °C j-1 ce qui s’explique par un hiver relativement doux alors que ce même stade a eu lieu le 29 mars en 2005-2006 (878 °C j-1) et le 15 mars en 2007-2008 (991 °C j-1). Enfin, la floraison du blé dur a eu lieu pour les trois années autour du 15 mai mais à des sommes de températures différentes (1552, 1902 et 1780 °C j-1 pour les trois expérimentations successives). Notons que les stades de développement du blé dur et des légumineuses n’ont pas été modifiés dans les cultures associées comparativement aux cultures « pures ».

Figure 3 Stades clés et apports d’azote (N) lors des trois années d’expérimentation

(2005-2006, 2006-2007 et 2007-2008) représentés sur une échelle calendaire couplée à une échelle de temps thermique (base 0 °C) : semis (S), semis décalé (S2), levée blé dur (LB), levée pois d’hiver (LP), levée féverole d’hiver (LF), stade épi 1cm du blé dur (E1cm, Zadoks 30), début floraison légumineuse (DFL), floraison blé dur (FB, Zadoks 69), récolte du pois d’hiver à maturité physiologique (RP) et récolte du blé dur (RB), de la féverole d’hiver (F) et des associations (Asso) à maturité physiologique du blé dur.

V. Quels sont les indicateurs les plus pertinents pour étudier