Objectifs et démarche.
2. Présentation des dispositifs expérimentaux 1 Eléments généraux :
Les deux essais ont été conduits en zone de plateau dans le Massif Central, France, à Saint- Genès Champanelle (45°43’N ; 03°01’E) à 890 mètres d’altitude sur un sol brun granitique. Le climat local est semi-continental, avec des températures moyennes journalières allant de 1°C en janvier à 20°C en août et des précipitations moyennes annuelles de 760 mm.
Les deux essais ont été menés sur des couverts végétaux différents décrits dans les paragraphes 2.2 et 2.3. Les animaux utilisés pour les deux essais étaient des brebis taries de race INRA 401. L’utilisation d’ovins nous a permis de limiter les surfaces nécessaires à la mise en place des expérimentations et ainsi de concilier les objectifs scientifiques et la faisabilité matérielle.
Pendant ces deux expérimentations, les mesures et les observations ont été renforcées au cours de quatre périodes identifiées comme pertinentes pour l’évolution du couvert végétal en termes de quantité et de qualité : stade végétatif (P1, mi-avril), stade début à pleine épiaison (P2, fin mai - début juin), stade floraison (P3, fin juin - début juillet), stade mature avec repousse de 2ème cycle (P4, septembre).
Etude expérimentale : Objectifs et démarche
2.2 Essai I : Effet d’une sous-exploitation sur le comportement alimentaire et la
dynamique de végétation dans une parcelle de Dactyle pâturée par des brebis
Objectif du dispositif : Cette première expérimentation devait permettre de caractériser
l’évolution temporelle, la spatialisation de l’hétérogénéité du couvert végétal et de relier ces évolutions aux adaptations du comportement alimentaire mises en œuvre par l’animal selon la stratégie qu’il adopte pour satisfaire ses besoins dans ce contexte.
Description du dispositif expérimental (Figure 4): Cette expérimentation a été menée sur un
couvert pur de dactyle (Dactylis glomerata L. cv Lupré semé en 1999) de façon à caractériser les motifs d’exploitation et de végétation en termes de quantité et de qualité sans l’influence initiale qu’aurait eu la répartition spatiale des espèces végétales. Dix brebis INRA 401 ont été utilisées pour pâturer ce couvert du 13 avril au 25 septembre 2000. Le peuplement a été fertilisé avec 40 kg N ha-1, 50 kg P2O5 ha-1 et 100 kg K2O ha-1 en mars. Avant le début du pâturage, une fauche de régularisation à une hauteur de 7 cm à été réalisée.
Les dix brebis ont été réparties en deux groupes de 5 de façon à obtenir le même poids moyen (54.8 ±1.15 kg) dans chaque groupe. Le premier groupe a été placé sur une parcelle de 1500 m² (HSR4) de façon à appliquer un chargement fort5 de 1.54 UGB ha-1 an-1, qui devrait permettre d’équilibrer la production de biomasse végétale et l’ingestion par les animaux. Le second groupe a pâturé une parcelle de 3000 m² (LSR6) pour appliquer un faible chargement7 de 0.77 UGB ha-1 an-1 conduisant à une sous-exploitation. Une répétition de ces deux parcelles a été suivie sur un site voisin pour vérifier que les contrastes entre les parcelles LSR et HSR étaient bien dus aux traitements (Annexe n°I). Pendant la période estivale, en raison d’une sécheresse assez forte, les animaux ont été retirés des parcelles expérimentales pour éviter un surpâturage sur la parcelle HSR.
4 High Stocking Rate : l’abréviation anglaise a été retenue pour homogénéiser les notations avec le premier
chapitre expérimental en anglais.
5 5 brebis sur 1500 m² = 33.33 brebis / ha. 1 Brebis tarie = 0.14 UGB / ha / an. Durée du pâturage = 121 j (13
avril au 11 juillet et 25 août au 25 septembre). Donc chargement = 33.33 * 0.14 * (121/365) = 1.54 UGB / ha/an.
6 Low Stocking Rate : l’abréviation anglaise a été retenue pour homogénéiser les notations avec le premier
chapitre expérimental en anglais.
7 5 brebis sur 3000 m² = 16.66 brebis / ha. 1 Brebis tarie = 0.14 UGB / ha / an. Durée du pâturage = 121 j (13
avril au 11 juillet et 25 août au 25 septembre). Donc chargement = 16.66 * 0.14 * (121/365) = 0.77 UGB / ha/an.
Etude expérimentale : Objectifs et démarche
La parcelle HSR a été conçue comme un témoin bien pâturé, permettant d’identifier les particularités de fonctionnement d’un couvert qui devient hétérogène (LSR) par rapport à un couvert supposé rester homogène (HSR).
Originalités de l’approche utilisée : Elle réside dans la prise en compte simultanée des
différentes échelles spatiales et temporelles de l’interaction herbe-animal. En effet, le compromis entre quantité et qualité du régime réalisé par les animaux sur un couvert qui devient hétérogène a été examiné pendant plusieurs mois, prenant ainsi en compte l’effet des évolutions du couvert végétal sur la gestion de ce compromis (Chapitre 1). L’analyse des déplacements des animaux (Chapitre 2) et de l’organisation spatiale du couvert végétal (Chapitre 3) à l’échelle de la parcelle est également originale et elle peut être mise en relation avec l’analyse du comportement des animaux à des échelles fines, bouchées et station alimentaire.
2.3. Essai II : Effets de la sévérité et de la fréquence de pâturage sur la structure
d’un couvert prairial et sur les choix alimentaires des ovins.
Objectif du dispositif : Décomposer les effets de la différenciation du couvert végétal et de
la défoliation animale sur le développement de l’hétérogénéité au cours de la saison de pâturage.
Justification du dispositif expérimental : Le raisonnement qui nous a conduit à construire le
dispositif de l'Essai II est que l’Essai I ne permettait pas de dissocier les effets des composantes animale et végétale sur le processus de développement de l’hétérogénéité. Nous avons donc construit un dispositif d’expérimentation analytique dans lequel nous avons contrôlé la défoliation appliquée sur les couverts végétaux. La défoliation peut s’analyser à travers deux composantes : la fréquence et la sévérité (Carrère et al., 2001). Nous avons donc maîtrisé la défoliation en agissant indépendamment sur ces deux paramètres pour créer des couverts végétaux différenciés représentatifs de l’hétérogénéité d’un couvert sous-exploité. Par exemple, la fréquence est impliquée dans le taux d’épiaison du couvert et la sévérité modifie la proportion d’apex qui sont pâturés à chaque passage. Ces considérations nous ont conduit à imaginer un dispositif de choix dans lequel les couverts proposés aux animaux diffèrent parce qu’ils résultent de régimes contrastés de fréquence et de sévérité de défoliation animale.
Etude expérimentale : Objectifs et démarche
Description du dispositif expérimental (Figure 5) : L’essai a été réalisé sur un couvert
végétal semé en dactyle (Dactylis glomerata L. ) sur lequel l’existence de prairies permanentes voisines a conduit à l’installation d’autres espèces de graminées et de dicotylédones (Annexe n°II). Nous avons utilisé un schéma factoriel croisant deux niveaux de sévérité et deux niveaux de fréquence de pâturage (Tableau 1). Nous avons fait varier la sévérité en faisant varier le nombre de brebis pâturant une parcelle de 200 m² par 24 heures : 4 (S) et 2 (L) brebis ont été comparées. Les deux fréquences de pâturage étaient de 1 jour par semaine (F) ou 1 jour par quinzaine (I). En croisant la fréquence et la sévérité de pâturage, nous avons obtenu les quatre traitements suivants pour créer un gradient d’utilisation : SF, LF, SI, LI. Chacun des quatre traitements a été appliqué sur 3 parcelles de 200 m² dans un bloc, et deux blocs ont été suivis. Ainsi, six groupes de parcelles contiguës ont été formés. Les traitements ont été appliqués pour obtenir, pour chaque groupe de deux parcelles, une combinaison de deux traitements différents pour explorer les préférences des moutons. Les six combinaisons binaires possibles ont été analysées : SF/LF, SF/SI, SF/LI, LF/SI, LF/LI et SI/LI (Figure 4). Ainsi, une répétition de chaque combinaison a été étudiée sur chacun des deux blocs. Les évolutions des couverts végétaux et les choix des animaux selon les traitements ont été suivis de fin avril à mi-juillet puis en septembre après une période de repousse estivale.
Originalités de l’approche utilisée : Les traitements de défoliation ont été appliqués par le
pâturage et non par la fauche, ce qui permet de simuler de façon plus réaliste les effets de la fréquence et de la sévérité de défoliation lorsque la pression de pâturage varie. Comme pour l’essai I, l’analyse des processus (différenciation des couverts et choix alimentaires) a été réalisée à l’échelle de la saison de pâturage (avril - septembre), de manière à identifier les évolutions liées au stade de développement du couvert végétal.
Les résultats des études menées sur ces deux dispositifs ont été organisés en quatre chapitres expérimentaux décrits dans le Tableau 1. Ces chapitres sont consacrés respectivement : i) à la gestion du compromis quantité/qualité par les animaux dans un couvert qui devient hétérogène, ii) au comportement spatial des animaux sur un couvert qui devient hétérogène, iii) à l’organisation spatiale de l’hétérogénéité qui se développe et iv) aux évolutions de couverts soumis à des niveaux de défoliation contrastés et aux choix des animaux entre ces couverts. Les méthodes propres à chacune de ces études sont décrites dans le chapitre concerné. Chaque chapitre fait l’objet d’une discussion intermédiaire à partir de ses résultats
Etude expérimentale : Objectifs et démarche
spécifiques. La dernière partie de ce document sera consacrée à une discussion générale et à une conclusion, qui relient les éléments des différents chapitres expérimentaux pour évaluer le fonctionnement global du processus de développement de l’hétérogénéité.
Etude expérimentale : Chapitre 1